第八章 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 种四端元件 2024/5/16
2024/5/16 1 第八章 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
第一节 霍尔元件的结构及工作原理 霍尔效应：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° d)
第一节 霍尔元件的结构及工作原理 霍尔效应: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
影响霍尔电动势的因素 流入激励电流端(a、b)的电流Iab越大，电子 和空穴积累得就越多，霍尔电动势也就越高。 作用在薄片上的磁感应强度B越强，电子受到的 洛仑兹力也越大，霍尔电动势也就越高。 薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度等因素 对霍尔电动势也有很大的影响。设半导体薄片的 厚度为δ，霍尔元件中的电子浓度为，电子的电 荷量为，则霍尔电动势E可用下式表示： neδ
影响霍尔电动势的因素 ◼ 流入激励电流端（a、b）的电流Iab越大，电子 和空穴积累得就越多，霍尔电动势也就越高。 ◼ 作用在薄片上的磁感应强度B越强，电子受到的 洛仑兹力也越大，霍尔电动势也就越高。 ◼ 薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度等因素 对霍尔电动势也有很大的影响。设半导体薄片的 厚度为δ，霍尔元件中的电子浓度为n，电子的电 荷量为e，则霍尔电动势EH可用下式表示： H IB E ne =
霍尔元件电动势与灵敏度 IB neδ 式中的n、e、δ在薄片的尺寸、材料确定 后均为常数，可令K=l/(ne),则上式可简 化为： EH=KHIB 式中：K—霍尔元件的灵敏度。 (1)由于金属材料中的电子浓度n很大， 所以灵敏度K非常小。而半导体材料中的 电子浓度较小，所以灵敏度比较高。 (2)导电薄膜越薄，灵敏度就越高
霍尔元件电动势与灵敏度 式中的n、e、δ在薄片的尺寸、材料确定 后均为常数，可令KH =1/(neδ)，则上式可简 化为： EH =KH IB 式中： KH——霍尔元件的灵敏度。 （1）由于金属材料中的电子浓度n很大， 所以灵敏度KH非常小。而半导体材料中的 电子浓度较小，所以灵敏度比较高。 （2）导电薄膜越薄，灵敏度就越高 H IB E ne =
霍尔传感器工作原理分析 B=0 a EH-0 磁感应强度B为零时的情况 2024/5/16 5
2024/5/16 5 霍尔传感器工作原理分析 磁感应强度B为零时的情况 c d a b