霍尔传感器a44e：A44E霍尔传感器资料.pdf

3141 THRU                                                                 2  D
7  a
6  t
  a
2
1  S
6. h
  e
 3144
A  e
*  t
SENSITIVE HALL-EFFECT SWITCHES
FOR HIGH-TEMPERATURE OPERATION
  These Hall-effect switches are monolithic integrated circuits with
 tighter magnetic specifications, designed to operate continuously over
 extended temperatures to +150°C, and are more stable with both
 temperature and supply voltage changes.  The unipolar switching
 X

霍尔传感器a44e：霍尔传感元器件及霍尔传感器A44E的详细资料介绍

本文档的主要内容详细介绍的是霍尔传感元器件及霍尔传感器A44E的详细资料介绍。
　　霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达im级）。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达一55℃~150℃。
　　按照霍尔器件的功能可将它们分为霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，后者输出数字量。
　　按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。

霍尔传感器a44e：霍尔传感器A44E的介绍及其应用.pdf

电子竞赛专用A44E 原理及其应用
  霍尔传感元器件及A44E 介绍
1  引言
  霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场
有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。 霍尔器件具有许多优
点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可
达 1MHZ ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性
器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖
动、无回跳、位置重复精度高 （可达 |ìm 级）。取用了各种补偿和保护措施的霍
尔器件的工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。
  按照霍尔器件的功能可将它们分为:霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出
模拟量，后者输出数字量。
  按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直
接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁
场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量
例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、
转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。
2   霍尔效应和霍尔器件
2.1 霍尔效应
如图1 所示，在一块通电的半导体薄片上，加上和片子表面垂直的磁场B，
在薄片的横向两侧会出现一个电压，如图1 中的VH，这种现象就是霍尔效应，
是 由科学家爱德文· 霍尔在 1879                    年发现的。VH            称为霍尔 电压 。
这种现象的产生，是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力的作用
下，分别向片子横向两侧偏转和积聚，因而形成一个电场，称作霍尔电场。霍尔
电场产生的电场力和洛仑兹力相反，它阻碍载流子继续堆积，直到霍尔电场力和
洛仑兹力相等。这时，片子两侧建立起一个稳定的电压，这就是霍尔电压。
在片子上作四个电极，其中C 1、C2 间通以工作电流I，C 1、C2 称为电流电极，
C3、C4 间取出霍尔电压VH，C3、C4 称为敏感电极。将各个电极焊上引线，并
将片子用塑料封装起来，就形成了一个完整的霍尔元件 （又称霍尔片）。
(1)           (2)                     (3)
 在上述 （1）、（2 ）、（3 ）式中VH 是霍尔电压，|?是用来制作霍尔元件的材
料的电阻率，|ìn 是材料的电子迁移率，RH 是霍尔系数，l、W 、t 分别是霍尔元
件的长、宽和厚度，f(I/W)是几何修正因子，是由元件的几何形状和尺寸决定的，
  河南科技学院电子竞赛培训资料整理―――songfei002                                1
  ò3 1
电子竞赛专用A44E 原理及其应用
I 是工作电流，V 是两电流电极间的电压，P 是元件耗散的功率。由(1)～(3)式可
见，在霍尔元件中，|?、RH、|ìn 决定于元件所用的材料，I、W 、t 和f(I/W)决定
于元件的设计和工艺，霍尔元件一旦制成，这些参数均为常数。因此，式(1)～(3)
就代表了霍尔元件的三种工作方式所得的结果。(1)式表示电流驱动，(2)式表示
电压驱动，(3)式可用来评估霍尔片能承受的最大功率。
为了精确地测量磁场,常用恒流源供电,令工作电流恒定,因而,被测磁场的磁感应
强度B 可用霍尔电压来量度。 在一些精密的测量仪表中，还采用恒温箱，将霍
尔元件置于其中，令RH 保持恒定。 若使用环境的温度变化，常采用恒压驱动，
因和 RH  比较起来，|ìn  随温度的变化比较平缓，因而 VH  受温度变化的影响较
小。 为获得尽可能高的输出霍尔电压 VH，可加大工作电流，同时元件的功耗
也将增加。(3)式表达了VH 能达到的极限——元件能承受的最大功耗。
2.2 霍尔器件
霍尔器件分为:霍尔元件和霍尔集成电路两大类，前者是一个简单的霍尔片，
使用时常常需要将获得的霍尔电压进行放大。后者将霍尔片和它的信号处理电路
集成在同一个芯片上。
2.2.1 霍尔元件
霍尔元件可用多种半导体材料制作，如Ge、Si、InSb 、GaAs 、InAs、InAsP
以及多层半导体异质结构量子阱材料等等。 InSb

霍尔传感器a44e：霍尔传感器A44E的介绍及其应用

河南科技学院电子竞赛培训资料整理―――
songfei002
1
霍尔传感元器件及
A44E
介绍
1
引言
霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场
有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。
霍尔器件具有许多优
点，
它们的结构牢固，
体积小，
重量轻，
寿命长，
安装方便，
功耗小，
频率高
（可
达
1MHZ
）
，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性
器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖
动、无回跳、位置重复精度高（可达
|ìm
级）
。取用了各种补偿和保护措施的霍
尔器件的工作温度范围宽，可达－
55
℃～
150
℃。
按照霍尔器件的功能可将它们分为
:
霍尔线性器件和霍尔开关器件。
前者输出
模拟量，后者输出数字量。
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为
:
直接应用和间接应用。
前者是直
接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，
后者是检测受检对象上人为设置的磁
场，
用这个磁场来作被检测的信息的载体，
通过它，
将许多非电、
非磁的物理量
例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、
转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。
2
霍尔效应和霍尔器件
2.1
霍尔效应
如图
1
所示，在一块通电的半导体薄片上，加上和片子表面垂直的磁场
B
，
在薄片的横向两侧会出现一个电压，如图
1
中的
VH
，这种现象就是霍尔效应，
是
由
科
学
家
爱
德
文
·
霍
尔
在
1879
年
发
现
的
。
VH
称
为
霍
尔
电
压
。
这种现象的产生，
是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力的作用
下，
分别向片子横向两侧偏转和积聚，
因而形成一个电场，
称作霍尔电场。
霍尔
电场产生的电场力和洛仑兹力相反，
它阻碍载流子继续堆积，
直到霍尔电场力和
洛仑兹力相等。这时，片子两侧建立起一个稳定的电压，这就是霍尔电压。
在片子上作四个电极，其中
C1
、
C2
间通以工作电流
I
，
C1
、
C2
称为电流电极，
C3
、
C4
间取出霍尔电压
VH
，
C3
、
C4
称为敏感电极。将各个电极焊上引线，并
将
片
子用
塑
料封
装
起来
，就
形
成了
一个
完
整的
霍尔
元
件（
又
称霍
尔片
）
。
(1)
(2)
(3)
在上述（
1
）
、
（
2
）
、
（
3
）式中
VH
是霍尔电压，
|?
是用来制作霍尔元件的材
料的电阻率，
|ìn
是材料的电子迁移率，
RH
是霍尔系数，
l
、
W
、
t
分别是霍尔元
件的长、
宽和厚度，
f(I/W)
是几何修正因子，
是由元件的几何形状和尺寸决定的，
ò3 1