《霍尔元件知识》PPT课件.ppt

霍尔传感器基本知识,作者：0 0 2011年10月,霍尔效应原理,霍尔效应：在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压,霍尔传感器基本工作原理,利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为 UH=RHIB/d（18）RH=1/nq（金属）（19）式中 RH霍尔系数：n单位体积内载流子或自由电子的个数 q电子电量；I通过的电流；霍尔元件B垂直于I的磁感应强度；d导体的厚度。相公式：UH=KH*I*B=KH=RH/d=d/nqKH-霍尔元件的灵敏度，它与元件材料性质几何尺寸有关，元件材料与几何尺寸一定KH常数就确定UH=d/nq*I*B,由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中，则在该元件中将产生电流I，元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。霍尔元件应用霍尔效应的半导体。,霍尔效应的基本原理应用,霍尔元件的特性,1、霍尔系数（又称霍尔常数）RH 在磁场不太强时，霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比，与霍尔片的厚度成反比，即UH=RH*I*B/，式中的RH称为霍尔系数，它表示霍尔效应的强弱。另RH=*即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率与电子迁移率的乘积。,2、霍尔灵敏度KH（又称霍尔乘积灵敏度）：霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片的厚度成反比，即KH=RH/，它通常可以表征霍尔常数。3、霍尔额定激励电流：当霍尔元件自身温升10时所流过的激励电流称为额定激励电流。4、霍尔最大允许激励电流：以霍尔元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大允许激励电流。,5、霍尔输入电阻 霍尔激励电极间的电阻值称为输入电阻。6、霍尔输出电阻 霍尔输出电极间的电阻值称为输入电阻。7、霍尔元件的电阻温度系数 在不施加磁场的条件下，环境温度每变化1时，电阻的相对变化率，用表示，单位为%/。8、霍尔不等位电势（又称霍尔偏移零点）在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。,9、霍尔输出电压 在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为霍尔输出电压。10、霍尔电压输出比率 霍尔不等位电势与霍尔输出电势的比率 11、霍尔寄生直流电势 在外加磁场为零、霍尔元件用交流激励时，霍尔电极输出除了交流不等位电势外，还有一直流电势，称寄生直流电势。,12、霍尔不等位电势 在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，环境温度每变化1时，不等位电势的相对变化率。13、霍尔电势温度系数 在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，环境温度每变化1时，不等位电势的相对变化率。它同时也是霍尔系数的温度系数。14、热阻Rth 霍尔元件工作时功耗每增加1W，霍尔元件升高的温度值称为它的热阻，它反映了元件散热的难易程度，单位为：摄氏度/w,基本霍尔电路,霍尔开关电路：一般霍尔开关电路又称霍尔数字电路由稳压器、霍尔片、放大器、斯密特触发器、输出极组成。,元件内部方框图,VDD,霍尔元件在DV线路应用（1）,LU2为霍尔传感器，也就是我们常说的倒像管，根据以上规格书以及以上电路可以看出当没有磁场作用于LU2时LCD_ROTATION是高电平信号，此时DSP GPIO就为高电平影像为正像，当一定的磁场作用后LU2的VOUT PIN 与GND PIN 脚连接此时LCD_ROTATION为低电平，此时DSP GPIO为低电平影像为倒像,将线路进行等比转换就如下：,霍尔元件在DV线路应用（2）,