霍尔元件是什么

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，如录象机的磁鼓，电脑中的散热风扇等。它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。它的优点有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗小、频率高（可达1MHZ）、耐震动等。

简介

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。

材料

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。

半导体中电子迁移率（电子定向运动的平均速度）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霍尔元件。

常用的半导体材料N型硅、N型锗、锑化铟、砷化铟和不同比例亚砷酸铟和磷酸铟组成的In型固溶体等。

其中N型锗容易加工，其霍尔常数、温度性能、输出线性都较好，应用非常普遍锑化铟元件由于在高温时霍尔常数大，所以输出较大，但对温度最敏感，尤其在低温范围内温度系数大；砷化铟的霍尔常数较小，温度系数也较小，输出线性好；砷化镓的温度特性和输出线性好，是较理想的材料，但价格较贵。不同材料适用于不同场合，锑化铟适用于作为敏感元件，锗和砷化铟霍尔元件适用于测量指示仪表。

霍尔元件工作原理是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极强的霍尔效应。

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。

扩展资料

按照霍尔开关的感应方式可将它们分为：单极性霍尔开关、双极性霍尔开关、全极性霍尔开关。

1、单极性霍尔开关的感应方式：磁场的一个磁极靠近它，输出低电位电压（低电平）或关的信号，磁场磁极离开它输出高电位电压（高电平）或开的信号，但要注意的是，单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效，一般是正面感应磁场S极，反面感应N极。

2、双极性霍尔开关的感应方式：因为磁场有两个磁极N、S（正磁或负磁），所以两个磁极分别控制双极性霍尔开关的开和关（高低电平），它一般具有锁定的作用，也就是说当磁极离开后，霍尔输出信号不发生改变，直到另一个磁极感应。另外，双极性霍尔开关的初始状态是随机输出，有可能是高电平，也有可能是低电平。

3、全极性霍尔开关的感应方式：全极性霍尔开关的感应方式与单极性霍尔开关的感应方式相似，区别在于，单极性霍尔开关会指定磁极，而全极性霍尔开关不会指定磁极，任何磁极靠近输出低电平信号，离开输出高电平信号。

霍尔元件一种磁传感器。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。

霍尔元件按功能分可分来线性霍尔元件和开关霍尔元件。前者输出模拟量，后来输出数字量。线性霍尔元件的精度高、线性度好，温度范围宽；开关霍尔元件无触点、无磨损、输出小形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高、温度范围宽。

线性霍尔元件的应用：

1、数学运算器方面的应用：乘法、除法、倒数电路、开方电路

2、电流测量的应用：直流电流与交流电流的测量

3、电压测量的应用：直流电压和交流电压的测量

4、功率测量的应用：直流功率的交流功率的测量

5、功率因数测量的应用

6、磁场的测量：直流磁场和交流磁场的测量

7、线圈匝数的测量：霍尔检零式线圈匝数的测量和霍尔直接检式线圈匝数的测量

8、异步电动机参数中的应用

9、磁性材料矫顽力的测量：测量磁性矫顽力和测量机械零件硬度

开关霍尔元件的应用

1、速度和里程的测量

2、绕线机可逆圈数测量中的应用

3、流速测量

另：

1、霍尔元件在位移、镀层（涂层）厚度及工件厚度测量中的应用

2、在铁金属检测中的应用

3、金属材料膨胀尺寸测量中的应用

4、无损伤中的应用

5、点焊焊接电流测量中的应用

6、钢丝绳断丝检测中的应用

7、流量测量中的应用

8、直流电动机电磁转矩测量中的应用

9、数据融合在霍尔元件中的应用

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