к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Датчик Холла

Датчик Холла - полупроводниковый прибор, преобразующий на основе эффекта Холла напряженность внешнего магнитного поля в электрическое напряжение. Представляет собой тонкую пластинку (или плёнку) полупроводника (напр., Si, Ge, GaAs, InSb), укреплённую (напылённую) на прочной подложке из диэлектрика (слюды, керамики, феррита), с четырьмя электродами для подведения входного тока и съёма э.д.с. Холла (VX) на выходе.
Датчик Холла

При помещении датчика Холла в магнитное поле с индукцией В, направленной перпендикулярно пластине (рис.), на основные носители заряда действует сила Лоренца F = q[uB], отклоняющая их к одной из граней пластины (q - заряд, u - скорость носителя заряда). Накопление носителей заряда у одной из граней и их недостаток у другой приводит к образованию электрического поля ЕX и VХ. Поле EX препятствует накоплению зарядов, и, как только создаваемая им сила станет равной силе Лоренца (qEX = quB), разделение зарядов прекратится. Так как э.д.с. Холла Vx = EXd=uBd, то при толщине пластины а она равна:

5084-1.jpg

где R=1/p или R=1/n - коэффициент Холла (р, п - концентрации положительных и отрицательных носителей заряда соответственно).

Для увеличения магниточувствительности датчика Холла необходимо увеличивать R, т. е. уменьшать концентрацию основных носителей заряда. Однако в полупроводнике, близком к собственному, коэффициент R~mp2- m2nn резко уменьшается при n 5084-3.jpgр.

5084-2.jpg

При питании датчика Холла от источника напряжения V э.д.с. Холла VX= VBmd/l, где m - подвижность основных носителей заряда. Коэффициент использования датчика Холла:

h = Рнвх~(mВ)2,

где Рвх - мощность, потребляемая входной цепью, Рн - мощность, выделяемая во внеш. нагрузке; поэтому для создания датчика Холла необходимо использовать полупроводники с высокой подвижностью носителей заряда. К таким материалам относятся германий, арсенид галлия, антимонид индия.

Датчики Холла широко применяют в устройствах измерителей магнитной индукции, а в ХХ веке они применялись в аналоговых вычислительных машинах в качестве умножительных элементов. Разработан ряд интегральных схем со встроенным датчиком Холла. Схемы могут быть либо с аналоговым выходом (выходной сигнал пропорционален В), либо цифровым (при определённом В выходное напряжение скачком изменяется от минимального до максимального). На их основе созданы датчики перемещения, измерители частоты вращения, электронные компасы, бесконтактные переключатели, бесколлекторные электродвигатели постоянного тока и датчика Холла.

'; ?>

Литература по датчикам Холла

  1. Никулин И. М., Стафеев В. И., Физика полупроводниковых приборов, 2 изд., М., 1990;
  2. Хомерики О. К., Полупроводниковые преобразователи магнитного поля, М., 1986.
к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ