【正文】 出電性能，標(biāo)志它的輸出電性能的主要參數(shù)有輸出高電平 UOH、輸出低電平 UOL 、負(fù)載電流 IOL、輸出漏電流 IOH、截止電源電流 ICCH和導(dǎo)通電源電流 ICCL等參數(shù)。 我國(guó) CS型開關(guān)集成霍爾傳感器的滯環(huán)寬度典型值為 6 103T。為防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，必須具有一定寬度的滯環(huán)。 （ 5）電源電路：包括穩(wěn)壓電路和恒流電路，設(shè)置穩(wěn)壓和恒流電路的目的，一方面是為了改善霍爾傳感器的溫度性能，另一方面可以大大提高集成霍爾傳感器工作電源電壓的適用范圍。 （ 3）整形電路：一般采用施密特觸發(fā)器，它把經(jīng)差分放大的電壓整形為矩形脈沖，實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換。 霍爾器件的材料選擇 以 N型半導(dǎo)體材料為好 .表中給出常見的材料 . 表 81 霍爾器件常用材料的物理性能 霍爾集成傳感器 1．工作原理 圖 89 霍爾開關(guān)集成傳感器原理框圖 （ 1）霍爾元件：在 ，霍爾元件開路時(shí)可輸出 20mV左右 的霍爾電壓，當(dāng)有負(fù)載時(shí)輸出 10mV左右的霍爾電壓。 6．霍爾靈敏系數(shù) KH 在單位控制電流和單位磁感應(yīng)強(qiáng)度作用下，霍爾器件輸出端的開路電壓，稱為霍爾靈敏系數(shù)KH，霍爾靈敏系數(shù) KH的單位為 V/（ A 寄生直流電勢(shì)可用圖 88所示電路測(cè)量，經(jīng)變壓器降壓后的交流電源供給霍爾元件的激勵(lì)電流，直流電位差計(jì) UJ30的顯示靈敏度應(yīng)大于 107V。一般情況下，不等位電勢(shì)越小，寄生直流電勢(shì)也越小。 產(chǎn)生交流不等位電勢(shì)的原因與不等位電勢(shì)相同，而寄生直流電勢(shì)的產(chǎn)生則是由于： （ 1）霍爾電極與基片間的非完全歐姆接觸而產(chǎn)生的整流效應(yīng)。 補(bǔ)償方法 : 任意兩相鄰的電極之間可視為一個(gè)等效電阻 ,則霍爾元件可視為一四臂電橋 ,要不等位電勢(shì)為 0,只需電橋輸出為零即可 ,因此采用加調(diào)零電位器的方法很好 .如圖 87所示 . 4．交流不等位電勢(shì)與寄生直流電勢(shì) 在不加外磁場(chǎng)的情況下，霍爾元件使用交流激勵(lì)時(shí)，霍爾電極間的開路交流電勢(shì)稱為交流不等位電勢(shì)。 3．不等位電勢(shì)和不等位電阻 當(dāng)霍爾元件的激勵(lì)電流為額定值 IN時(shí)，若元件所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則它的霍爾電勢(shì)應(yīng)該為零，但實(shí)際不為零，這時(shí)測(cè)得的空載霍爾電勢(shì)稱為不等位電勢(shì)?；魻栯姌O之間的電阻稱為輸出電阻 Ro 2．額定激勵(lì)電流 IN和最大允許激勵(lì)電流 Imax 霍爾元件在空氣中產(chǎn)生的溫升為 10℃ 時(shí)，所對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流稱為額定激勵(lì)電流 IN。在交流激勵(lì)電流情況下，幾塊霍爾元件的輸出可通過變壓器接成如圖 86（ b）的形式，以增加霍爾電壓或輸出功率。 85基本測(cè)量電路 (2)霍爾元件的輸出電路 在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)不同的使用要求采用不同的連接電路方式。 圖 82 外形結(jié)構(gòu)示意圖 圖 83 圖形符號(hào) 2．霍爾元件的測(cè)量電路 (1)基本測(cè)量電路 霍爾元件的基本測(cè)量電路如圖 85所示。 圖中的矩形薄片狀的立方晶體稱為基片，在它的兩垂側(cè)面上各裝有一對(duì)電極，電極 11用以加激勵(lì)電壓或流過激勵(lì)電流，故稱為激勵(lì)電極，電極 22作為霍爾電勢(shì) UH的輸出，故稱為霍爾電極，基片的尺寸要求厚度 d越薄越好， d越薄，霍爾元件的靈敏系數(shù) 越大，在基片外面用金屬或陶瓷、環(huán)氧樹脂封裝作為外殼。第八章 霍爾傳感器 霍爾效應(yīng)及霍爾元件 霍爾集成傳感器 霍爾傳感器的應(yīng)用 霍爾效應(yīng)及霍爾元件 霍爾效應(yīng)及霍爾元件 霍爾效應(yīng) 位于磁場(chǎng)中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)其電流 I的方向與磁場(chǎng)強(qiáng)度 H的方向之間有夾角 α?xí)r，則在載流導(dǎo)體中平行與 H、 I的兩側(cè)面之間將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這一物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 如圖 81所示， 圖 81 霍爾效應(yīng)原理 其洛侖茲力大小可表示為 FL= － q0vB 靜電場(chǎng)對(duì)電子的作用力 上式連立 : bUqEqF H0H0E ????BIKdBIRdnqBIUCHCH0CH ????式中 : 0H1nqR ??霍爾系數(shù)（ m3/C） dRK HH ? 霍爾器件的靈敏系數(shù) １．霍爾元件 霍爾元件的結(jié)構(gòu)如圖 82所示 。圖 83是霍爾元件的通用圖形符號(hào)。激勵(lì)電流由電壓源 E供給，其大小由可變電阻來(lái)調(diào)節(jié)。如在直流激勵(lì)電流情況下，位了獲得較大的霍爾電壓，可將幾塊霍爾元件的輸出電壓串聯(lián)，如圖 86（ a）所示。 (a) 直流激勵(lì) (b) 交流激勵(lì) 圖 86 霍爾元件的輸出電路 霍爾元件的主要特性參數(shù) 1．輸入電阻 Ri和輸出電阻 Ro 定義霍爾元件激勵(lì)電極之間的電阻稱為輸入電阻 Ri。以元件允許的最大溫升為限制，所對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流稱為最大允許激勵(lì)電流 Imax。 產(chǎn)生原因 :主要由霍爾電極安裝不對(duì)稱造成的 ,由于半導(dǎo)體材料的電阻率不均勻、基片的厚度和寬度不一致、霍爾電極與基片的接觸不良（部分接觸）等原因，即使霍爾電極的裝配絕對(duì)對(duì)稱，也會(huì)產(chǎn)生不等位電勢(shì)。在此情況下輸出的直流電勢(shì)稱為寄生直流電勢(shì)。 （ 2）霍爾電極與基片間的非完全歐姆接觸而產(chǎn)生的整流效應(yīng)，使激勵(lì)電流中包含有直流分量，通過霍爾元件的不等位電勢(shì)的作用反映出來(lái)。 （ 3）當(dāng)兩個(gè)霍爾電極的焊點(diǎn)大小不同時(shí)，由于它們的熱容量、熱耗散等情況的不同，引起兩電極溫度不同而產(chǎn)生溫差電勢(shì)，也是寄生直流電勢(shì)的一部分。 圖 88 測(cè)量寄生直流電勢(shì)的電路圖 5．霍爾電勢(shì)溫度系數(shù) α 在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度和激勵(lì)電流下，溫度每變化 1℃ 時(shí)，霍爾電勢(shì)變化的百分率，稱為霍爾電勢(shì)溫度系數(shù) α。T）。 （ 2）差分放大器：放大器將霍爾電壓放大，以便驅(qū)動(dòng)后一級(jí)整形電路。 （ 4）輸出管：由一個(gè)或兩個(gè)三極管組成，采用單管或雙管集電極開路輸出，集電極輸出的優(yōu)點(diǎn)是可以跟很多類型的電路直接連接，使用方便。 2．霍爾開關(guān)集成傳感器的特性 （ 1）磁特性 霍爾開關(guān)集成傳感器的磁特性是指由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平的導(dǎo)通磁感應(yīng)強(qiáng)度 B（ H→ L）、由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平的截止磁感應(yīng)強(qiáng)度 B（ L→ H）和磁感應(yīng)強(qiáng)度的滯環(huán)寬度 . 滯環(huán)寬度對(duì)霍爾開關(guān)集成傳感器是必需的，因?yàn)樵趯?dǎo)通磁感應(yīng)強(qiáng)度 B（ H→ L）附近，如果沒有滯環(huán)效應(yīng)或滯環(huán)效應(yīng)很小，那么由于磁噪聲或磁鋼振動(dòng)等原因，會(huì)使電路的輸出反復(fù)開啟和關(guān)閉，形成類似于自激振蕩現(xiàn)象。但如果這種滯環(huán)寬度過大，對(duì)開關(guān)動(dòng)作也是不利的，因?yàn)橐蟠艌?chǎng)變化幅度很大，有可能不發(fā)生動(dòng)作而出現(xiàn)漏計(jì)現(xiàn)象。 圖 810給出了霍爾開關(guān)集成傳感器磁電轉(zhuǎn)換特 性曲線，橫坐標(biāo)表示作用于霍爾元件上的正向磁感應(yīng)強(qiáng)度。 （ 3）溫度特性 霍爾開關(guān)集成傳感器參數(shù)也隨溫度的變化而變化，在此主要討論它的導(dǎo)通磁感應(yīng)強(qiáng)度 B（ H→ L）、截止磁感應(yīng)強(qiáng)度 B（ L→ H）和滯環(huán)寬度的溫度特性由圖 811（ a）可以看出，導(dǎo)通磁感應(yīng)強(qiáng)度的溫度系數(shù)約為（