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霍爾傳感器a44e：A44E霍爾傳感器資料.pdf

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A  e
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SENSITIVE HALL-EFFECT SWITCHES
FOR HIGH-TEMPERATURE OPERATION
  These Hall-effect switches are monolithic integrated circuits with
 tighter magnetic specifications, designed to operate continuously over
 extended temperatures to +150°C, and are more stable with both
 temperature and supply voltage changes.  The unipolar switching
 X

霍爾傳感器a44e：霍爾傳感元器件及霍爾傳感器A44E的詳細資料介紹

本文檔的主要內容詳細介紹的是霍爾傳感元器件及霍爾傳感器A44E的詳細資料介紹。
　　霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾器件以霍爾效應為其工作基礎。霍爾器件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達im級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達一55℃~150℃。
　　按照霍爾器件的功能可將它們分為霍爾線性器件和霍爾開關器件。前者輸出模擬量，后者輸出數字量。
　　按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。

霍爾傳感器a44e：霍爾傳感器A44E的介紹及其應用.pdf

電子競賽專用A44E 原理及其應用
  霍爾傳感元器件及A44E 介紹
1  引言
  霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場
有關的場合中使用。霍爾器件以霍爾效應為其工作基礎。 霍爾器件具有許多優
點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可
達 1MHZ ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性
器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖
動、無回跳、位置重復精度高 （可達 |ìm 級）。取用了各種補償和保護措施的霍
爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。
  按照霍爾器件的功能可將它們分為:霍爾線性器件和霍爾開關器件。前者輸出
模擬量，后者輸出數字量。
  按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直
接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁
場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量
例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、
轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。
2   霍爾效應和霍爾器件
2.1 霍爾效應
如圖1 所示，在一塊通電的半導體薄片上，加上和片子表面垂直的磁場B，
在薄片的橫向兩側會出現一個電壓，如圖1 中的VH，這種現象就是霍爾效應，
是 由科學家愛德文· 霍爾在 1879                    年發現的。VH            稱為霍爾 電壓 。
這種現象的產生，是因為通電半導體片中的載流子在磁場產生的洛侖茲力的作用
下，分別向片子橫向兩側偏轉和積聚，因而形成一個電場，稱作霍爾電場。霍爾
電場產生的電場力和洛侖茲力相反，它阻礙載流子繼續堆積，直到霍爾電場力和
洛侖茲力相等。這時，片子兩側建立起一個穩定的電壓，這就是霍爾電壓。
在片子上作四個電極，其中C 1、C2 間通以工作電流I，C 1、C2 稱為電流電極，
C3、C4 間取出霍爾電壓VH，C3、C4 稱為敏感電極。將各個電極焊上引線，并
將片子用塑料封裝起來，就形成了一個完整的霍爾元件 （又稱霍爾片）。
(1)           (2)                     (3)
 在上述 （1）、（2 ）、（3 ）式中VH 是霍爾電壓，|?是用來制作霍爾元件的材
料的電阻率，|ìn 是材料的電子遷移率，RH 是霍爾系數，l、W 、t 分別是霍爾元
件的長、寬和厚度，f(I/W)是幾何修正因子，是由元件的幾何形狀和尺寸決定的，
  河南科技學院電子競賽培訓資料整理―――songfei002                                1
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電子競賽專用A44E 原理及其應用
I 是工作電流，V 是兩電流電極間的電壓，P 是元件耗散的功率。由(1)～(3)式可
見，在霍爾元件中，|?、RH、|ìn 決定于元件所用的材料，I、W 、t 和f(I/W)決定
于元件的設計和工藝，霍爾元件一旦制成，這些參數均為常數。因此，式(1)～(3)
就代表了霍爾元件的三種工作方式所得的結果。(1)式表示電流驅動，(2)式表示
電壓驅動，(3)式可用來評估霍爾片能承受的最大功率。
為了精確地測量磁場,常用恒流源供電,令工作電流恒定,因而,被測磁場的磁感應
強度B 可用霍爾電壓來量度。 在一些精密的測量儀表中，還采用恒溫箱，將霍
爾元件置于其中，令RH 保持恒定。 若使用環境的溫度變化，常采用恒壓驅動，
因和 RH  比較起來，|ìn  隨溫度的變化比較平緩，因而 VH  受溫度變化的影響較
小。 為獲得盡可能高的輸出霍爾電壓 VH，可加大工作電流，同時元件的功耗
也將增加。(3)式表達了VH 能達到的極限——元件能承受的最大功耗。
2.2 霍爾器件
霍爾器件分為:霍爾元件和霍爾集成電路兩大類，前者是一個簡單的霍爾片，
使用時常常需要將獲得的霍爾電壓進行放大。后者將霍爾片和它的信號處理電路
集成在同一個芯片上。
2.2.1 霍爾元件
霍爾元件可用多種半導體材料制作，如Ge、Si、InSb 、GaAs 、InAs、InAsP
以及多層半導體異質結構量子阱材料等等。 InSb

霍爾傳感器a44e：霍爾傳感器A44E的介紹及其應用

河南科技學院電子競賽培訓資料整理―――
songfei002
1
霍爾傳感元器件及
A44E
介紹
1
引言
霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場
有關的場合中使用。霍爾器件以霍爾效應為其工作基礎。
霍爾器件具有許多優
點，
它們的結構牢固，
體積小，
重量輕，
壽命長，
安裝方便，
功耗小，
頻率高
（可
達
1MHZ
）
，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性
器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖
動、無回跳、位置重復精度高（可達
|ìm
級）
。取用了各種補償和保護措施的霍
爾器件的工作溫度范圍寬，可達－
55
℃～
150
℃。
按照霍爾器件的功能可將它們分為
:
霍爾線性器件和霍爾開關器件。
前者輸出
模擬量，后者輸出數字量。
按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為
:
直接應用和間接應用。
前者是直
接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，
后者是檢測受檢對象上人為設置的磁
場，
用這個磁場來作被檢測的信息的載體，
通過它，
將許多非電、
非磁的物理量
例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、
轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。
2
霍爾效應和霍爾器件
2.1
霍爾效應
如圖
1
所示，在一塊通電的半導體薄片上，加上和片子表面垂直的磁場
B
，
在薄片的橫向兩側會出現一個電壓，如圖
1
中的
VH
，這種現象就是霍爾效應，
是
由
科
學
家
愛
德
文
·
霍
爾
在
1879
年
發
現
的
。
VH
稱
為
霍
爾
電
壓
。
這種現象的產生，
是因為通電半導體片中的載流子在磁場產生的洛侖茲力的作用
下，
分別向片子橫向兩側偏轉和積聚，
因而形成一個電場，
稱作霍爾電場。
霍爾
電場產生的電場力和洛侖茲力相反，
它阻礙載流子繼續堆積，
直到霍爾電場力和
洛侖茲力相等。這時，片子兩側建立起一個穩定的電壓，這就是霍爾電壓。
在片子上作四個電極，其中
C1
、
C2
間通以工作電流
I
，
C1
、
C2
稱為電流電極，
C3
、
C4
間取出霍爾電壓
VH
，
C3
、
C4
稱為敏感電極。將各個電極焊上引線，并
將
片
子用
塑
料封
裝
起來
，就
形
成了
一個
完
整的
霍爾
元
件（
又
稱霍
爾片
）
。
(1)
(2)
(3)
在上述（
1
）
、
（
2
）
、
（
3
）式中
VH
是霍爾電壓，
|?
是用來制作霍爾元件的材
料的電阻率，
|ìn
是材料的電子遷移率，
RH
是霍爾系數，
l
、
W
、
t
分別是霍爾元
件的長、
寬和厚度，
f(I/W)
是幾何修正因子，
是由元件的幾何形狀和尺寸決定的，
ò3 1