霍尔效应的解释_科普知识_中国百科网
霍尔效应的解释
    霍尔效应 -解释 在半导体上外加与电流方向垂直的磁场，会使得半导体中的电子与空穴受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集，在聚集起来的电子与空穴之间会产生电场，电场强度与洛伦兹力产生平衡之后，不再聚集，此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力，使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移，此称为霍尔效应。而产生的内建电压称为霍尔电压方便起见，假设导体为一个长方体，长度分别为a、b、d，磁场垂直ab平面。电流经过ad，电流I=nqv(ad)，n为电荷密度。设霍尔电压为VH，导体沿霍尔电压方向的电场为VH/a。设磁场强度为B。洛伦兹力f=qE+qvB/c(Gauss单位制)电荷在横向受力为零时不在发生横向偏转，结果电流在磁场作用下在器件的两个侧面出现了稳定的异号电荷堆积从而形成横向霍尔电场E=-vB/c由实验可测出E=UH/W定义霍尔电阻为RH=UH/I=EW/jW=E/jj=qnvRH=-vB/c/(qnv)=-B/(qnc)UH=RHI=-BI/(qnc)
收录时间:日 07:37:39 来源:百科网 作者:匿名
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什么是霍尔开关 霍尔开关的原理
学习啦【百科知识】 编辑：谢君
　　霍尔开关是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，那么你对霍尔开关解多少呢?以下是由学习啦小编整理关于什么是霍尔开关的内容，希望大家喜欢!
　　什么是霍尔开关
　　当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=Kk&I&B/d
　　霍尔开关原理简介
　　其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场(洛伦兹力Lorrentz)的磁感应强度，d是薄片的厚度。
　　由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
　　霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
　　霍尔开关的输入端是以磁感应强度B 来表征的，当B 值达到一定的程度(如B1)时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型(双极性)、双信号输出之分。
　　霍尔开关具有无触点、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近开关，压力开关，里程表等，作为一种新型的电器配件。
　　霍尔开关的
　　1、单极霍尔效应开关(数字输出)
　　单极霍尔效应开关具有磁性工作阈值 (Bop)。如果霍尔单元承受的磁通密度大于工作阈值，那么输出晶体管将开启;当磁通密度降至低于工作阈值 (Brp) 时，晶体管会关闭。滞后 (Bhys) 是两个阈值 (Bop-Brp) 之间的差额。即使存在外部机械振动及电气噪音，此内置滞后页可实现输出的净切换。单极霍尔效应的数字输出可适应各种逻辑系统。这些器件非常适合与简单的磁棒或磁杆一同使用。单极性霍尔开关它的正反面会各指定一个磁极感应才会有作用，在具体应用当中应该注意磁铁的磁极的安装，反了就会造成单极性不感应输出。
　　2、双极霍尔效应开关(数字输出)
　　双极性霍尔具体又分双极性不带锁存型霍尔开关和双极性锁存型霍尔开关。
　　双极霍尔效应开关通常在南极磁场强度足够的情况下打开，并在北极磁场强度足够的情况下关闭，但如果磁场被移除，则是随机输出，有可能是打开，也有可能是关闭。双极锁存型霍尔效应开关通常在南极磁场强度足够的情况下打开，并在北极磁场强度足够的情况下关闭，但如果磁场被移除，不会更改输出状态。这些霍尔效应开关可使用南北交变磁场、多极环磁铁进行磁驱动。
　　3、双极锁存型霍尔效应开关(数字输出)
　　当置于n极(或s极)时开启，磁场移除后继续保持开启;而只有当置于s极(或n极)时才会关闭，磁场移除后继续保持其开启或关闭状态，直到下次磁场改变。这种保持上次状态的特性即锁存特性，这种类型的霍尔效益开关即双极锁存型霍尔效应开关。
　　4、全极霍尔效应开关(数字输出)
　　与其他霍尔效应开关不同，只要存在强度足够大的北极或南极磁场，这些器件就能打开;而在没有磁场的时候，输出会关闭。
　　5、线性霍尔效应传感器 IC(模拟输出)
　　线性霍尔效应传感器 IC 的电压输出会精确跟踪磁通密度的变化。在静态(无磁场)时，从理论上讲，输出应等于在工作电压及工作温度范围内的电源电压的一半。增加南极磁场将增加来自其静态电压的电压。相反，增加北极磁场将增加来自其静态电压的电压。这些部件可测量电流的角、接近性、运动及磁通量。它们能够以磁力驱动的方式反映机械事件。
　　6、微功耗型霍尔效应开关(数字输出)
　　随着手机、、DV等便携式设备的普及，对霍尔IC的功耗提出要求，由此产生了一大类新的霍尔IC。它是数字霍尔IC按功耗单独分出的一类，其内部采用休眠机制降低功耗，平均功耗可以达到uA级。它也可按功能分为单级型霍尔IC、锁定型霍尔IC、和全级霍尔IC三类。这类一般用于电池长期供电的系统。
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霍尔效应在1879年被E.H.霍尔发现,它定义了磁场和感应电压之间的关系,这种效应和传统的感应效果完全不同.当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个横向的作用力,从而在导体的两端产生电压差.虽然这个效应多年前就已经被大家知道并理解,但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用,直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路.根据设计和配置的不同,霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器.
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