机械工业出版社 中等职业教育电气类规划教材 《自动检测与转换技术》 第八章 多媒体裸件 2009-5-1更新 机械工业出版社 2023/7/16 1 China Machine Press
2023/7/16 1 机械工业出版社 中等职业教育电气类规划教材 《自动检测与转换技术》 第八章 多媒体课件 2009－5－1 更新
第八章霍尔传感器 在这一章里，卡卡要给大家介绍霍尔传 感器的原理、特性、霍尔集成电路（霍尔 IC)及其应用。霍尔C可以用于测量地球 磁场，制成电罗盘；将霍尔C夹在环形铁 心的缺口中，可以制成大电流变送器。霍 尔传感器还广泛用于高斯计、无刷电动机、 接近开关等。霍尔传感器的最大特点是非 接触测量。 最基本的霍 尔元件是 一 种四端元件 2023/7/16 2
2023/7/16 2 第八章 霍尔传感器 在这一章里，卡卡要给大家介绍霍尔传 感器的原理、特性、霍尔集成电路（霍尔 IC）及其应用。霍尔IC可以用于测量地球 磁场，制成电罗盘；将霍尔IC夹在环形铁 心的缺口中，可以制成大电流变送器。霍 尔传感器还广泛用于高斯计、无刷电动机、 接近开关等。霍尔传感器的最大特点是非 接触测量。 最基本的霍 尔元件是一 种四端元件
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,这 种现象称为霍尔效应。 B=0 d 少E0 磁感应强度为零时的情况
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EH，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
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可用下式表示： EH=KHIB B +++++++++++++++
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EH可用下式表示： EH =KH IB
霍尔效应动画演示 当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的 作用，向内侧(d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
霍尔效应动画演示 当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的 作用，向内侧（d 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 a d c b
磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势 若磁感应强度不垂直于霍尔元件，而是与其法 线成某一角度日时，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os0,这时的霍尔电势与法线的夹角的余弦 成正比： E=KIBcos0 机械工业出版社 China vachine Press
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Bcos，这时的霍尔电势与法线的夹角的余弦 成正比： EH =KH IBcos
磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势演示 0=270°(-90°)】 100+10 Bcos 0=0X B=0 e(电子方向】 (电流方向 b e(电子方向 结论：霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比。 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，霍尔电势为同频率 的交变电势
磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势演示 结论：霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比。 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，霍尔电势为同频率 的交变电势。 a c d b
霍尔元件的主要外特性参数 最大磁感应强度BM =9 5℃ B -0.15 0.10-0.05 00.05 0.1b 0.15 B/T 线性区 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？(1T=104Gs)
霍尔元件的主要外特性参数 最大磁感应强度BM 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？（1T＝104Gs） 线性区 B
霍尔元件的主要外特性参数（续） 最大激励电流I: 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？ 8μA 0.8mA 8mA 80mA
霍尔元件的主要外特性参数（续） 最大激励电流IM : 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？ 8μA 0.8mA 8mA 80mA
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
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