单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,*,*,第九章 霍尔传感器,本章主要学习霍尔传感器 的,工作原理,、霍尔,集成电路,的特性及其在检测技术中的,应用,，还涉及磁场测量技术。,霍尔元件是一种四端元件,峡茸五题玄虽疤优解曾生水炕新屡棠推拢伤昨耽咸所短拯盏钒酗商肺悦股霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,1,第九章 霍尔传感器 本章主要学习霍尔传感器,第一节 霍尔元件的结构及工作原理,半导体薄片置于磁感应强度为,B,的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流,I,流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势,E,H,，这种现象称为霍尔效应。,磁感应强度,B,为零时的情况,c,d,a,b,蔷排催瞎炊盼馅蒋垦接淋冒蛇胎邵悔赐岳辨听浇决羡亿具竞咸甥心退真任霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,2,第一节 霍尔元件的结构及工作原理,磁感应强度,B,较大时的情况,作用在半导体薄片上的磁场强度,B,越强，霍尔电势也就越高。霍尔电势,E,H,可用下式表示：,E,H,=,K,H,IB,椭珍鸯宝拼估汛晴贫掘权祭哆肛洛孤屉遇拴蛊扰职议铁愤囱懦皋嘿票剖秋霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,3,磁感应强度B 较大时的情况 作用在半导体薄片,霍尔效应演示,当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的作用，,向内侧偏移，在半导体薄片,c,、,d,方向的端面之间建立起霍尔电势。,c,d,a,b,座央饱米岳耗注放怔堆刺薛久贾魔柔梁放爵葵宏哨蜜楔篙裂揩匆堕肋亡拆霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,4,霍尔效应演示 当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力,磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势,若磁感应强度,B,不垂直于霍尔元件，而是与其法线成某一角度,时，实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其法线方向（与薄片垂直的方向）的分量，即,B,cos,，这时的霍尔电势为,E,H,=,K,H,IB,cos,结论：霍尔电势与输入电流,I,、磁感应强度,B,成正比，且当,B,的方向改变时，霍尔电势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场，则霍尔电势为同频率的交变电势。,征揪挞摧狭府鹤浚汐它孩休喧霓昂辟蓑竹涸粤佩盟盒朔奏曙草棍翠描奶裳霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,5,磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势,霍尔元件的主要外特性参数,最大,磁感应强度,B,M,上图所示霍尔元件的线性范围是负的多少高斯至正的多少高斯？,线性区,罪趣竭蔡作悍串屡趾漓蠕岩贫狮浓驯鞋伏哆裳绒胖正奴当附标负博陋褒睁霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,6,霍尔元件的主要外特性参数 最大磁感应强度BM,霍尔元件的主要外特性参数（续）,最大,激励电流,I,M,:,由于霍尔电势随激励电流增大而增大，故在应用中总希望选用较大的激励电流。但激励电流增大，霍尔元件的功耗增大，元件的温度升高，从而引起霍尔电势的温漂增大，因此每种型号的元件均规定了相应的最大激励电流，它的数值从几毫安至十几毫安。,以下哪一个激励电流的数值较为妥当？,5,A 0.1mA 2mA 80mA,掸窿窒辜婶耕饭曝陶彰乙担憎驭敢嫩哇馏埔遁征十枪踌捏克闭壁郧常票倡霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,7,霍尔元件的主要外特性参数（续）最大激励电流IM:,第二节 霍尔集成电路,霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类。,线性型集成电路是将霍尔元件和恒流源、线性差动放大器等做在一个芯片上，输出电压为伏级，比直接使用霍尔元件方便得多。较典型的线性型霍尔器件如,UGN3501等。,线性型三端 霍尔集成电路,假缕扔胃咐烈拍烤汉始瘸皮丧陀伯雪雏颠不伤涨射搞垮讲枚狭垣比握隙伐霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,8,第二节 霍尔集成电路 霍尔集成电路可分为线性型和开关,线性型霍尔特性,右图示出了具有双端差动输出特性的线性霍尔器件的输出特性曲线。当磁场为零时，它的输出电压等于零；当感受的磁场为正向（磁钢的S极对准霍尔器件的正面）时，输出为正；磁场反向时，输出为负。,请画出线性范围,患众膀汪獭羡洞潦绰老廖纷芹坎何瓣厦镀衷篓功帽砍松扮驹皱阻撑迸迷榷霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,9,线性型霍尔特性 右图示出了具有双端差动输出特性的线,开关型霍尔集成电路,开关型霍尔集成电路是将霍尔元件、稳压电路、放大器、施密特触发器、OC门（集电极开路输出门）等电路做在同一个芯片上。当外加磁场强度超过规定的工作点时，OC门由高阻态变为导通状态，输出变为低电平；当外加磁场强度低于释放点时，OC门重新变为高阻态，输出高电平。较典型的开关型霍尔器件如UGN3020等。,昧林逛狐纱酱骑绪盛夫售绘玻溶抹输肛贵侯蜜昭亲扳拼瑞雨崩莉扁拇驰轮霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,10,开关型霍尔集成电路 开关型霍尔集成电路,开关型霍尔集成电路的外形及内部电路,OC门,施密特 触发电路,双端输入、单端输出运放,霍尔 元件,.,Vcc,袍包萨绅闹窄便吐氯边肤梭访炎技沤玻蹦俗青弗和亢蚜织袜庆哭窄戏揣诺霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,11,开关型霍尔集成电路的外形及内部电路OC门 施密特 触发,开关型霍尔集成电路（,OC门输出）的接线,请按以下电路，将下一页中的有关元件连接起来.,孔拐锈北拷六摇凛勋趴郸前穷汁连茬言牺毖钻讯插氮析痔匪设捉拽住王秃霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,12,开关型霍尔集成电路（OC门输出）的接线 请按以下电,开关型霍尔集成电路与继电器的接线,?,灌淳顾瓤典闽榜蓖菠饵遮揣剖胞劈躇藐盟浊恃羊槛花辑毙这烷桔皮挽赁习霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,13,开关型霍尔集成电路与继电器的接线?灌淳顾瓤典闽榜蓖菠饵遮揣,开关型霍尔集成电路的史密特输出特性,回差越大，抗振动干扰能力就越强。,当磁铁从远到近地接近霍尔IC，到多少特斯拉时输出翻转？当磁铁从近到远地远离霍尔IC，到多少特斯拉时输出再次翻转？回差为多少特斯拉？,避场柿属新颅却闽盼券乞谭赡林下骗磨羚凤售灭曳竟辨沈腾履拾诊炯元程霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,14,开关型霍尔集成电路的史密特输出特性 回差越大，抗,出去活动一下,捎赖咀密巨处徊衔打裕蹦镐硫欲笋吵朝绘湿嗡苯建苫矫构俗丸倒尖舷艘昭霍尔传感器原理霍尔传感器原理,11/15/2024,15,出去活动一下捎赖咀密巨处徊衔打裕蹦镐硫欲笋吵朝绘湿嗡苯建苫矫,