霍尔元件编辑

日期:2021-04-17     浏览:228    
0霍尔元件简介
霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。一般用于电机中测定转子转速,如录像机的磁鼓,电脑中的散热风扇等;是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,并已得到广泛的应用。
1霍尔元件简介

  霍尔元件可用多种半导体材料制作,如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多层半导体异质结构量子阱材料等等.
  霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。
  霍尔元件具有许多优点,它们的结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
  霍尔线性器件的精度高、线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达μm 级)。采用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃。
  霍尔电位差 UH 的基本关系为[1]
  UH=RHIB/d (18)
  RH=1/nq(金属) (19)
  式中 RH——霍尔系数:
  n——单位体积内载流子(自由电子和空穴)的个数
  q——电子电量;
  I——通过的电流;
  霍尔元件
  霍尔元件
  B——垂直于I的磁感应强度;
  d——导体的厚度。
  对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式与式(19)不同,此处从略。
  由于通电导线周围存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,其优点是不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。
  利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。
  霍尔元件应用霍尔效应的半导体。

2霍尔元件工作原理

  霍尔元件应用霍尔效应的半导体。
  所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。
  利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为:
  UH=RHIB/d (1) RH=1/nq(金属) (2)
  式中 RH――霍尔系数;n――单位体积内载流子或自由电子的个数;q――电子电量;I――通过的电流;B――垂直于I的磁感应强度;d――导体的厚度。
  对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式和式(2)不同,此处从略。
  由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。
  若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。
  利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。
  如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。

3霍尔元件常用型号

单极霍尔开关电路

型号

工作电压VDD(V)

工作电流IDD(mA)

工作点Bop(GS)

释放点Brp(GS)

工作温度TA(℃)

封装

形式

典型应用

HAL202

4-20

3.5

180

60

-40-85

TO-92S

位置检测、转速检测

HAL3134

4.5-24

10

110

20

-40-150

TO-92S

舞台灯光、车速仪表、空调电机等

HAL3144E

3.8-30

4

250

230

-40-85

TO-92S

舞台灯光、车速仪表、空调电机等

HAL44E

3.5-24

5

80-160

30-110

-40-125

SOT-23

马达、无触点开关

HAL131

3.8-30

3.2

45

40

-40-125

TO-92S

霍尔接近开关传感器、转速探测

HAL43A

3.8-30

3.2

180

50

-40-150

TO-92S

速度和RPM传感器、转速计等

HAL43F

3.8-30

4.0

200

170

-40-150

TO-92S

速度和RPM传感器、转速计等

HAL58

3.5-24

2.5

180

137

-40-150

SOT-23

马达、无触点开关

HAL543

3.5-24

5

160

110

-40-150

SOT-89B

无触点开关、位置检测、转速计

AH3144E

4.5-24

10

110

20

-40-85

TO-92S

舞台灯光、车速仪表、空调电机等

AH3144L

4.5-24

10

110

20

-40-150

TO-92S

舞台灯光、车速仪表、空调电机等

AH543

4.5-24

10

200

30

-40-150

SOT-89

无触点开关、位置检测、转速计

A1101E3.8-247.530—17510—145-40—85TO-92

无触点开关、位置检测、转速计

A1104E3.8-247.5205—355150—300-40—85TO-92

无触点开关

EW-4504.5-18820050-20-115SOT-23单极开关应用
EW-5504.5-18820050-20-115TO-92电机应用

双极锁存型霍尔电路

型号

工作电压VDD(V)

工作电流IDD(mA)

工作点Bop(GS)

释放点Brp(GS)

工作温度TA(℃)

封装形式

典型应用

HAL41F

3.8-30

4

120

120

-40-150

TO-92S

直流无刷电机、转速检测

EW-5124.5-18860-60-30-115TO-92

水流量计、热水器、无刷电机

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