霍尔传感器结构及工作原理默认分类200904070749阅读204评论0字号：大中小霍尔传感器结构及工作原理一、工作原理
若在如图所示的金属或半导体薄片两端通以控制电流I，在与薄片方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向的薄片的另两侧会产生电动势，的大小正比于控制电
流I和磁感应强度B，这一现象称为霍尔效应，利用霍尔效应制成的传感元件称霍尔传感器。
霍尔电势
f霍尔系数
，
式中
为载流体的电阻率，
为载流子的迁移率，半导体材料（尤其是N型半导体）电阻率较大，载流子迁移率很高，因而可以获得很大的霍尔系数，适于制造霍尔传感器。
若磁场方向与元件平面成一角度
时，则作用在元件上的有效磁场是其法线方向的分量，即
，则有
当控制电流的方向或磁场方向改变时，输出电势的方向也将改变，若电流和磁场同时改变方向时，霍尔电势方向不变。霍尔电势的大小正比于控制电流I和磁感应强度B，灵敏度表示在单位磁感应强度和单位控制电流时输出霍尔电势的大小，一般要求越大越好，元件的厚度大，所以霍尔元件的厚度都很薄。当载流材料和几何尺寸确定后，霍尔电势的大小只和控制电流I和磁感应强度B有关，因此霍尔传感器可用来探测磁场和电流，由此可测量压力、振动等。越薄，越
f二、结构及其特性分析
〔1〕材料与结构、
利用霍尔效应原理工作的半导体器件称霍尔元件。材料的电阻率越大，为了提高霍尔灵敏度，要求材料的霍尔系数厚度要小，但
和电子迁移率越小，
越大，霍尔系数越大
越大，输出的
尽可能的大。元件的厚度
也越大，所以霍尔元件的
太小会使元件的输入、输出电阻增加。
霍尔元件常用的半导体材料有N型硅（Si）、N型锗（Ge）、锑化铟（I
Sb）、砷化铟（I
As）、砷化镓（GaAs）等。霍尔元件在电路中可用两种符号表示，如上图所示。〔2〕主要技术参数
f①灵敏度
：指元件在单位磁感应强度和单位控制电流下所得到的开路霍尔电压。
②输入电阻
：指元件的两控制极之间的等效电阻。
③输出电阻
：指两个霍尔电极之间的等效电阻。
④不等位电势
：在额定控制电流作用下，无外加磁场时，由于材料电阻率的不均匀，两个电极不在同一等位面上，霍。
尔元件的厚度不均匀等原因，在两霍尔电极之间的空载电势。要完全消除霍尔元件的不等位电势很困难，一般要求⑤不等位电阻：不等位电势与额定控制电流之比。⑥寄生直流电势
：无外加磁场时，交流控制电流通过霍尔元件而在两r