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霍爾效應的應用及霍爾效應測試系統(tǒng)的主要構成

來源:北京錦正茂科技有限公司   2025年08月13日 09:59  

霍爾效應在應用技術中特別重要。霍爾發(fā)現(xiàn),如果對位于磁場(B)中的導體(d)施加一個電流(Iv),該磁場的方向垂直于所施加電壓的方向,那么則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會產(chǎn)生另一個電壓(UH),人們將這個電壓叫做霍爾電壓,產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應。 好比一條路, 本來大家是均勻的分布在路面上, 往前移動。當有磁場時, 大家可能會被推到靠路的右邊行走。故路 (導體) 的兩側,就會產(chǎn)生電壓差。這個就叫霍爾效應。根據(jù)霍爾效應做成的霍爾器件,就是以磁場為工作媒體,將物體的運動參量轉變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出,使之具備傳感和開關的功能。

迄今為止,已在現(xiàn)代汽車上廣泛應用的霍爾器件有:在分電器上作信號傳感器、ABS系統(tǒng)中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、液體物理量檢測器、各種用電負載的電流檢測及工作狀態(tài)診斷、發(fā)動機轉速及曲軸角度傳感器、各種開關,等等。

例如汽車點火系統(tǒng),設計者將霍爾傳感器放在分電器內取代機械斷電器,用作點火脈沖發(fā)生器。這種霍爾式點火脈沖發(fā)生器隨著轉速變化的磁場在帶電的半導體層內產(chǎn)生脈沖電壓,控制電控單元ECU)的初級電流。相對于機械斷電器而言,霍爾式點火脈沖發(fā)生器無磨損免維護,能夠適應惡劣的工作環(huán)境,還能精*地控制點火正時,能夠較大幅度提高發(fā)動機的性能,具有明顯的優(yōu)勢。

用作汽車開關電路上的功率霍爾電路,具有抑制電磁干擾的作用。許多人都知道,轎車的自動化程度越高,微電子電路越多,就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件,尤其是功率較大的前照燈、空調電機和雨刮器電機在開關時會產(chǎn)生浪涌電流,使機械式開關觸點產(chǎn)生電弧,產(chǎn)生較大的電磁干擾信號。采用功率霍爾開關電路可以減小這些現(xiàn)象。

霍爾器件通過檢測磁場變化,轉變?yōu)殡娦盘栞敵?,可用于監(jiān)視和測量汽車各部件運行參數(shù)的變化。例如位置、位移、角度、角速度轉速等等,并可將這些變量進行二次變換;可測量壓力、質量、液位流速、流量等?;魻柶骷敵隽恐苯优c電控單元接口,可實現(xiàn)自動檢測。如今的霍爾器件都可承受一定的振動,可在零下40攝氏度到零上150攝氏度范圍內工作,全部密封不受水油污染,**能夠適應汽車的惡劣工作環(huán)境。

霍爾效應測試儀,是用于測量半導體材料的載流子濃度、遷移率、電阻率、霍爾系數(shù)等重要參數(shù),而這些參數(shù)是了解半導體材料電學特性必須預先掌控的,因此是理解和研究半導體器件和半導體材料電學特性必*的工具。

霍爾效應的應用及霍爾效應測試系統(tǒng)的主要構成


霍爾效應測試系統(tǒng)由:電磁鐵、高精度電源、高斯計、高精度恒流源、高精度電壓表、霍爾探頭、電纜、標準樣品、樣品安裝架、系統(tǒng)軟件。霍爾效應測試用于測量半導體材料的載流子濃度、遷移率、電阻率、霍爾系數(shù)等重要參數(shù),而這些參數(shù)是了解半導體材料電學特性必須預先掌控的,因此霍爾效應測試系統(tǒng)是理解和研究半導體器件和半導體材料電學特性*備的工具。 實驗結果由軟件自動計算得到,可同時得到體載流子濃度(Bulk Carrier Concentration)、表面載流子濃度(Sheet Carrier Concentration)、遷移率(Mobility)、電阻率(Resistivity)、霍爾系數(shù)(Hall Coefficient)、磁致電阻(Magnetoresistance)等等。



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