當一塊半導體薄片置於磁場中有 電流流過時,電子將受到 洛倫茲力的作用而發生偏轉,在半導體薄片的另外兩端將產生霍爾電動勢。
由霍爾效應的原理知,霍爾電勢的大小取決於:
Rh為霍爾常數,它與半導體材質有關;IC為霍爾元件的偏置電流;B為磁場強度;d為半導體材料的厚度。
對於一個給定的霍爾器件,Vh將完全取決於被測的磁場強度B。
一個霍爾元件一般有四個引出端子,其中兩根是霍爾元件的偏置電流IC的輸入端,另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構成外迴路,就會產生霍爾電流。一般地說,偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出;若精度要求高,則基準電壓源均用恆流源取代。為了達到高的靈敏度,有的霍爾元件的感測面上裝有高導磁係數的坡莫合金;這類感測器的霍爾電勢較大,但在0.05T左右出現飽和,僅適用在低量限、小量程下使用。
近年來,由於半導體技術的飛速發展,出現了各種型別的新型整合霍爾元件。這類元件可以分為兩大類,一類是線性元件,另一類是開關類元件。
2線性霍爾元件的原理及應用
UGN350lT是一種目前較常用的三端型線性霍爾元件。它由穩壓器、霍爾發生器和放大器組成。用UGN350lT可以十分方便地組成一臺高斯計。其使用十分簡單,先使B=0,記下表的示值VOH,再將探頭端面貼在被測物件上,記下新的示值VOH1。
ΔVOH=VOH1-VOH
如果ΔVOH>0,說明探頭端面測得的是N極;反之為S極。UGN3501T的靈敏度為7V/T,由此即可測出相應的被測磁感應強度B。
如果採用數字電壓表(DVM),可得圖1所示的線性高斯計。運放採用高精度運放CA3130。該電路的具體調零方式為:開啟電源後,令B=0,調節W1使DVM的示值為零,然後用一塊標準的釹鋁硼磁鋼(B=0.1T)貼在探頭端面上,調節W2使DVM的示值為1V即可。本高斯計檢測時示值如果為-200mV,則探頭端面檢測的是S極,磁場強度為0.02T。本高斯計也可用來測量交變的磁場,不過DVM應改為交流電壓表。顯然使用圖1的電路可以很方便地擴充套件普通數字萬用表的功能。
當一塊半導體薄片置於磁場中有 電流流過時,電子將受到 洛倫茲力的作用而發生偏轉,在半導體薄片的另外兩端將產生霍爾電動勢。
由霍爾效應的原理知,霍爾電勢的大小取決於:
Rh為霍爾常數,它與半導體材質有關;IC為霍爾元件的偏置電流;B為磁場強度;d為半導體材料的厚度。
對於一個給定的霍爾器件,Vh將完全取決於被測的磁場強度B。
一個霍爾元件一般有四個引出端子,其中兩根是霍爾元件的偏置電流IC的輸入端,另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構成外迴路,就會產生霍爾電流。一般地說,偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出;若精度要求高,則基準電壓源均用恆流源取代。為了達到高的靈敏度,有的霍爾元件的感測面上裝有高導磁係數的坡莫合金;這類感測器的霍爾電勢較大,但在0.05T左右出現飽和,僅適用在低量限、小量程下使用。
近年來,由於半導體技術的飛速發展,出現了各種型別的新型整合霍爾元件。這類元件可以分為兩大類,一類是線性元件,另一類是開關類元件。
2線性霍爾元件的原理及應用
UGN350lT是一種目前較常用的三端型線性霍爾元件。它由穩壓器、霍爾發生器和放大器組成。用UGN350lT可以十分方便地組成一臺高斯計。其使用十分簡單,先使B=0,記下表的示值VOH,再將探頭端面貼在被測物件上,記下新的示值VOH1。
ΔVOH=VOH1-VOH
如果ΔVOH>0,說明探頭端面測得的是N極;反之為S極。UGN3501T的靈敏度為7V/T,由此即可測出相應的被測磁感應強度B。
如果採用數字電壓表(DVM),可得圖1所示的線性高斯計。運放採用高精度運放CA3130。該電路的具體調零方式為:開啟電源後,令B=0,調節W1使DVM的示值為零,然後用一塊標準的釹鋁硼磁鋼(B=0.1T)貼在探頭端面上,調節W2使DVM的示值為1V即可。本高斯計檢測時示值如果為-200mV,則探頭端面檢測的是S極,磁場強度為0.02T。本高斯計也可用來測量交變的磁場,不過DVM應改為交流電壓表。顯然使用圖1的電路可以很方便地擴充套件普通數字萬用表的功能。