霍爾元件的工作原理

一、霍爾元件的工作原理：

所謂霍爾效應，是指磁場(chǎng)作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時(shí)，產(chǎn)生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學(xué)家霍爾發(fā)現的。當電流通過(guò)金屬箔片時(shí)，若在垂直于電流的方向施加磁場(chǎng)，則金屬箔片兩側面會(huì )出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現極強的霍爾效應。

利用霍爾效應可以設計制成多種傳感器?；魻栯娢徊頤H的基本關(guān)系為UH=RHIB/d（18）

RH=1/nq（金屬）（19）

式中RH——霍爾系數：n——載流子濃度或自由電子濃度；q——電子電量；I——通過(guò)的電流；B——垂直于I的磁感應強度；d——導體的厚度。

對于半導體和鐵磁金屬，霍爾系數表達式與式（19）不同，此處從略。

由于通電導線(xiàn)周?chē)嬖诖艌?chǎng)，其大小與導線(xiàn)中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場(chǎng)，就可確定導線(xiàn)電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。

若把霍爾元件置于電場(chǎng)強度為E、磁場(chǎng)強度為H的電磁場(chǎng)中，則在該元件中將產(chǎn)生電流I，元件上同時(shí)產(chǎn)生的霍爾電位差與電場(chǎng)強度E成正比，如果再測出該電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強度，則電磁場(chǎng)的功率密度瞬時(shí)值P可由P=EH確定。

利用這種方法可以構成霍爾功率傳感器。

如果把霍爾元件集成的開(kāi)關(guān)按預定位置有規律地布置在物體上，當裝在運動(dòng)物體上的永磁體經(jīng)過(guò)它時(shí)，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號列可以傳感出該運動(dòng)物體的位移。若測出單位時(shí)間內發(fā)出的脈沖數，則可以確定其運動(dòng)速度。