霍爾傳感器以霍爾效應(yīng)為其工作基礎(chǔ)。霍爾效應(yīng)是半導體自由電荷受磁場洛侖磁力作用而產(chǎn)生,它是由美國物理學家霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的。霍爾開關(guān)電路又稱霍 爾數(shù)字電路,由穩(wěn)壓器、霍爾片、差分放大器,斯密特觸發(fā)器和輸出級組成。根據(jù)實現(xiàn)功能的不同,霍爾傳感器可分為霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件,其中霍爾線性 器件輸出的是模擬量,霍爾開關(guān)器輸出的是數(shù)字量,即脈沖信號。
霍爾傳感器是一種能實現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的傳感器,用它們可以檢測磁場及其變化。霍爾傳感器具有許多優(yōu)點,它們的結(jié)構(gòu)牢固,體積小,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高,耐震動,不怕灰塵、油污及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾開關(guān)器件具有無觸點、輸出波形清晰、無抖動、位置重復精度高等優(yōu)點。
1986年,Sugiyama等采用了GaAs/AlGaAs異質(zhì)結(jié)構(gòu)制作霍爾元件,其電流相關(guān)靈敏度達到1000V/A*T,但是靈敏度的穩(wěn)定性 差。而采用了超晶格結(jié)構(gòu)的霍爾器件克服了這一缺陷。在之后的技術(shù)發(fā)展中,霍爾器件具有高靈敏度、低不等位電勢和很高的溫度穩(wěn)定性,有些霍爾器件還具有很高的信噪比。
由于霍爾元件具有在靜止狀態(tài)下感受磁場的能力,且結(jié)構(gòu)簡單,形小體輕,頻帶寬(可從直流到微波),動態(tài)特性好、動態(tài)范圍大,壽命長和可進行非接觸測量等優(yōu)點,故在檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)和信息處理等方面得到日益廣泛應(yīng)用。霍爾傳感器在未來發(fā)展中的趨勢將是高靈敏度、高精度和高穩(wěn)定度,它將在微電子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上更加飛速的發(fā)展。
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