《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）基于研究项目——汽车霍尔电子点火器研究

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《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）基于研究项目——汽车霍尔电子点火器研究

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研究型教学2：汽车霍尔电子点火器研究返回下一页

霍尔传感器电机电机霍尔电机霍尔

1.霍尔传感器实物图 2恒171B0m 霍尔转速传感器霍尔电流传感器霍尔电流变送器电机霍尔开关A3144 霍尔接近开关 NPN PNP型霍尔传感器 www.hi1718.com 霍尔效应传感器

1. 霍尔传感器实物图霍尔转速传感器霍尔电流传感器霍尔电流变送器霍尔效应传感器霍尔接近开关 NPN PNP型霍尔传感器电机霍尔开关A3144

2霍尔传感器工作原理 2.1工作原理 ●半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称：霍尔效应。产生的电动势称：霍尔电势此半导体薄片称：霍尔元件返同上一页下一页

2 霍尔传感器工作原理 2.1 工作原理半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称：霍尔效应。产生的电动势称：霍尔电势此半导体薄片称：霍尔元件返回上一页下一页

霍尔效应原理及霍尔电场建立 B 图91霍尔效应原理图 IB UH =RH d 返回上一页下一页

霍尔效应原理及霍尔电场建立 d IB UH RH =  返回上一页下一页 + + + + + + + + B M gC r2 O4 － Ti O2 湿敏 I FE L UH l d υ 图 9-1 霍尔效应原理图 FL

载流子受洛仑兹力 F=eUB 霍尔电场强度 EH U以 b 平衡状态 =evB 因为 I=nbdve 电子运动平均速度 bdne 返同上一页下一页

F = eB b U E H H = eEH = evB 载流子受洛仑兹力霍尔电场强度平衡状态 EH = vB bdne I 电子运动平均速度 v = 返回上一页下一页因为 I = nbdve

霍尔电势 1 IB UH ne d

d IB ne UH =  1 霍尔电势

霍尔常数 ne 霍尔常数大小取决于导体的载流子密度：金属的自由电子密度太大，因而霍尔常数小，霍尔电势也小，所以金属材料不宜制作霍尔元件。霍尔电势与导体厚度d成反比：为了提高霍尔电势值，霍尔元件制成薄片形状。 UH =KH BI KH- Rn_ 霍尔元件灵敏度（灵敏系数） d ned 由于半导体中电子迁移率（电子定向运动平均速度）比空穴迁移室高，因此N型半导体较适合于制造灵敏度高的霍尔元件返回上一页下一页

霍尔常数 ne RH 1 = 霍尔常数大小取决于导体的载流子密度：金属的自由电子密度太大，因而霍尔常数小，霍尔电势也小，所以金属材料不宜制作霍尔元件。霍尔电势与导体厚度d 成反比：为了提高霍尔电势值，霍尔元件制成薄片形状。 U K BI H = H d ned R K H H 1 = = 霍尔元件灵敏度（灵敏系数）由于半导体中电子迁移率（电子定向运动平均速度）比空穴迁移率高，因此N 型半导体较适合于制造灵敏度高的霍尔元件. 返回上一页下一页

2.2霍尔元件的结构和基本电路 (c)霍尔电极位置 (a)外形结构示意图 (b)图形符号 (d)基本测量电路 1-1电流控制端，2-2霍尔电势输出端霍尔元件返回上一页下一页

2.2 霍尔元件的结构和基本电路 1-1’电流控制端， 2-2’霍尔电势输出端霍尔元件返回上一页下一页

图(a)中，从矩形薄片半导体基片上的两个相互垂直方向侧面上，引出一对电极，其中1 1电极用于加控制电流，称控制电极。另一对 2-2电极用于引出霍尔电势，称霍尔电势输出极。在基片外面用金属或陶瓷、环氧树脂等封装作为外壳。 0 图(b)是霍尔元件通用的图形符号。图(c)所示，霍尔电极在基片上的位置及它的宽度对霍尔电势数值影响很大。通常霍尔电极位于基片长度的中间，其宽度远小于基片的长度。。图(d)是基本测量电路

⚫ 图（a）中，从矩形薄片半导体基片上的两个相互垂直方向侧面上，引出一对电极，其中1- 1电极用于加控制电流，称控制电极。另一对 2-2电极用于引出霍尔电势，称霍尔电势输出极。在基片外面用金属或陶瓷、环氧树脂等封装作为外壳。 ⚫ 图（b）是霍尔元件通用的图形符号。 ⚫ 图（c）所示，霍尔电极在基片上的位置及它的宽度对霍尔电势数值影响很大。通常霍尔电极位于基片长度的中间，其宽度远小于基片的长度。 ⚫ 图（d）是基本测量电路

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