《传感原理与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第9章 磁敏传感器 §9.2 磁敏电阻

$ 9.2磁敏电阻福磁场——→某些材料—→电阻改变—→磁敏电阻BB=0B=0B=0(a)BO的OBO(b)2009-10图5-15磁阻元件原理示意图（a）无磁场时：（b）有磁场时

2009-10 ZUST spruan@126.com 21 §9.2 磁敏电阻 磁场 某些材料 电阻改变 磁敏电阻 I B

磁阻与磁感应强度B具有如下关系：pg=p(1+0.273μB2)式中：eB为磁感应强度为B时的电阻率，单位为2m；P为零磁场下的电阻率，单位为Q2m；u为电子迁移率，单位为m2/Vs当电阻率变化: △p =PB一PoP = 0.273 μ B2电阻率的相对变化为：Po要求电子的迁移率必须很高！*电子迁移率：每秒钟每伏电压下电压运动范围的大小222009-10ZUST spruan@126.com

2009-10 ZUST spruan@126.com 22  =  B − 0 2 2 0 0.273 B   =  当电阻率变化: 电阻率的相 对变化为: 要求电子的迁移率必须很高! *电子迁移率:每秒钟每伏电压下电压运动范围的大小

6(2.3)外形图NEC92(EZ)2MR晶片中心位罩030.610欢R,R,00010.202|0.51.251.255（单位：mm）MR214AV223A外形及等效电路图9-40232009-10ZUST spruan@126.com

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磁阻效应与材料性质及几何形状有关，一般迁移率大的材料，磁阻效应愈显著：元件的长、宽比愈小，磁阻效应愈大。20宁点15L/b=1/3AP10PoL/b=15L/b=31.0T10.40.600.20.8B/T9-2-1与霍尔效应的区别：即霍尔电势是指垂直于电流方向的横向电压，而磁阻效应则是沿电流方向的电阻变化242009-10ZUSTspruan@126.com

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$ 5.3结型磁敏管磁敏二极管和磁敏三极管是一种PN结型的新型磁电转换器件，它具有输出信号大、灵敏度高（约为霍尔元件的数百至数千倍）、工作电流小体积小等特点，在磁场、转速、探伤等检测与控制中应用广泛。1.磁敏二极管Y区IPN(b)符号(a)结构252009-10ZUST spruan@126.com

2009-10 ZUST spruan@126.com 25 §5.3 结型磁敏管 磁敏二极管和磁敏三极管是一种PN结型的新 型磁电转换器件，它具有输出信号大、灵敏度高 （约为霍尔元件的数百至数千倍）、工作电流小、 体积小等特点，在磁场、转速、探伤等检测与控 制中应用广泛。 1. 磁敏二极管

>工作原理磁场强度的改变引起电流发生变化，实现磁电转换。面面面NPPNtNPOo0RHOH262009-10ZUST spruan@126.com

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>主要特性·伏安特性：不同磁场作用下所加正向偏压与二极管流过电流的关系。磁电特性：输出电压的变比与外加磁场的关系。·温度特性：温度系数的影响。频率特性：与材料、尺寸有关。272009-10ZUST spruan@126.com

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2.磁敏二极管主要特性AU.(V)AU.(V)2.0-1.61.6-1.41.2 -0.60.80.20.401.5-1.500.5-2-1.5 -1-0.51.620.20.5-2.0-1.02.0B(kGs)R(kGs)0.40.64U.(V)E=12(V)0.81R=3(kQ2)1.41.2T,=20(℃)-1.6（b）互补使用时(a)单个使用时图5-24磁电特性1T=104Gs单个使用：正向灵敏度大于反向灵敏度互补使用:正反向灵敏度对称.弱磁场下有较好的线性282009-10ZUST spruan@126.com

2009-10 ZUST spruan@126.com 28 2. 磁敏二极管主要特性 单个使用:正向灵敏度大于反向灵敏度; 互补使用:正反向灵敏度对称,弱磁场下有较好的线性. 1T=104Gs

5-0.2T70.1T7B=0/-0.1T0.2T40.1TB=067-0.1T62T50.1T35B=0(vu))(vw))440.2T230.2T30.IT20.3T0.3T0.2T210.4T10.4T-0.3T10-002264Y68810 12 14 1610246810121416U(V)U(V)U(V)(a)(b)(c)Ge磁敏二极管Si磁敏二极管V-I特性292009-10ZUST spruan@126.com

2009-10 ZUST spruan@126.com 29 V-I特性 Ge磁敏二极管 Si磁敏二极管

2、磁敏三极管oe(b）符号(a)结构（NPN)在正反向磁场作用下，其集电极电流出现明显变化。当受到正向磁场(H+)作用时，载流子向发射极一侧偏转，使集电极电流减小。当受到负向磁场(H-)作用时，载流子向集电极一侧偏转使集电极电流增大。302009-10ZUST spruan@126.com

2009-10 ZUST spruan@126.com 30 在正反向磁场作用下，其集电极电流出现明 显变化。当受到正向磁场(H+)作用时，载流子向 发射极一侧偏转，使集电极电流减小。当受到负 向磁场(H-)作用时，载流子向集电极一侧偏转， 使集电极电流增大