霍爾元件應(yīng)用
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霍爾元件之作用原理也就是霍爾效應(yīng)，所謂霍耳效應(yīng)如圖1所示，系指將電流I 通至一物質(zhì)，并對(duì)與電流成正角之方向施加磁場(chǎng)B 時(shí)，在電流與磁場(chǎng)兩者之直角方向所產(chǎn)生的電位差V 之現(xiàn)象。此電壓是在下列情況下所產(chǎn)生的，有磁場(chǎng)B 時(shí)，由于弗萊銘(Fleming)左手定則，使洛仁子力(即可使流過(guò)物質(zhì)中之電子或正孔向箭頭符號(hào)所示之方向彎曲的力量：(Lorentz force)發(fā)生作用，而將電子或正孔擠向固定輸出端子之一面時(shí)所產(chǎn)生。電位差V 之大小通常決定于洛仁子力與藉所發(fā)生之電位差而將電
子或正孔推回之力(亦即前者之力等于后者之力)，而且與電流I 乘以磁場(chǎng)B 之積成比例。比例常數(shù)為決定于物質(zhì)之霍耳常數(shù)除以物質(zhì)在磁場(chǎng)方向之厚度所得之值。
圖1 霍爾組件之原理
在平板半導(dǎo)體介質(zhì)中，電子移動(dòng)（有電場(chǎng)）的方向，將因磁的作用（有磁場(chǎng)） ，而改變電子進(jìn)的方向。電場(chǎng)與磁場(chǎng)互相垂直時(shí)，其傳導(dǎo)的載子（電子或電） ，將集中于平板的上下兩邊，因而形成電位差存在的現(xiàn)象。該電位差即霍爾電壓（霍爾電壓） 在實(shí)際的霍爾組件中，一般使用物質(zhì)中之電流載子為電子的N 型半導(dǎo)體材料。將一定之輸入施加至霍爾組件時(shí)之輸出電壓，利用上述之關(guān)系予以分析時(shí)，可以獲致下列的結(jié)論：
(1) 材料性質(zhì)與霍爾系數(shù)乘以電子移動(dòng)度之積之平方根成正比。
(2) 材料之形狀與厚度之平方根之倒數(shù)成正比。
由于上述關(guān)系，實(shí)際的霍爾組件中，可將霍爾系數(shù)及電子移動(dòng)度大的材料加工成薄的十字形予以制成。
圖2系表示3～5 端子之霍爾組件的使用方法，在三端子霍爾元件之輸出可以產(chǎn)生輸入端子電壓之大致一半與輸出信號(hào)電壓之和的電壓，而在四端子及五端子霍爾組件中，在原理上雖然可以免除輸入端子電壓的影響，但實(shí)際上即使在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)，也有起因于組件形狀之不平衡等因素之不平衡電壓存在。
(a)3腳組件 (b)4腳組件 (c)5腳組件
圖2 霍爾組件使用方法
評(píng)論