霍爾元件的應用方向趨勢分析
霍爾元件應用廣泛,大致可分為以下幾個方向:
一是測量載流子濃度。
傳導載流子的極性和濃度可以根據霍爾電壓產生公式和在外磁場中測量的霍爾電壓來判斷。這種方法已被廣泛用于測量半導體中摻雜載流子的性質和濃度。
第二是測量磁場強度。
只要測量霍爾電壓,就可以計算出磁場的大小。如果載體類型已知,磁場方向可以從正負電壓測量。相反,如果磁場方向已知,則可以確定載體類型。
第三是測量電流強度。
霍爾元件的輸出(必要時可以放大)被發送到校準的顯示器,測量的電流值可以直接從輸出電壓值獲得。該方法具有結構簡單、測量結果精度高、線性度好的優點,可以測量各種波形的DC、交流和電流。然而,它的測量范圍和帶寬在一定程度上受到限制。當然,也可以采取一些改進措施,如選擇飽和磁感應強度高的磁芯材料,制作多層磁芯,使用多個霍爾元件進行檢測等。這種霍爾電流傳感器價格相對低廉,使用非常方便,已經得到廣泛應用,國內外許多廠家都在生產它。
第四是測量小位移。
如果霍爾元件的工作電流保持不變,并且它在均勻梯度磁場中運動,它輸出的霍爾電壓值僅由其在磁場中的位移決定。霍爾元件在位移測量中具有慣性小、頻率響應快、質量可靠、使用壽命長等優點。基于微位移檢測,可以構建壓力、應力、應變、機械振動、加速度和重量等霍爾傳感器。
可靠性和成本是瓶頸
隨著電子技術的進一步發展,業界對霍爾元件提出了一些新的要求:
新設備結構
傳統的霍爾元件要求磁場垂直于霍爾元件,并且在霍爾元件上是均勻的。在其他情況下,需要根據磁場分布設計各種相應的非平面霍爾結構。其中,垂直霍爾元件是新開發的,具有低噪聲、低失調和高穩定性的特點。
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