定義
霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器,用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。已發(fā)展成一個品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族，并已得到廣泛的應用。

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霍爾元件的工作原理

霍爾元件可用多種半導體材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多層半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料等等。
霍爾元件主要基于霍爾效應，霍爾效應是指磁場作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時，產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發(fā)現(xiàn)的。當電流通過金屬箔片時，若在垂直于電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側(cè)面會出現(xiàn)橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現(xiàn)極強的霍爾效應。關于霍爾效應的詳細描述可以參考銀河百科：霍爾效應。

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霍爾元件優(yōu)點

霍爾元件具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高(可達1MHZ)，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高(可達μm級)。采用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達-55℃～150℃。

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霍爾元件的分類

按照霍爾元件的功能可將它們分為：霍爾線性器件和霍爾開關器件。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。
按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。

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霍爾元件的特性

01霍爾系數(shù)(又稱霍爾常數(shù))RH
在磁場不太強時，霍爾電勢差UH與激勵電流I和磁感應強度B的乘積成正比，與霍爾片的厚度δ成反比，即UH=RH*I*B/δ，式中的RH稱為霍爾系數(shù)，它表示霍爾效應的強弱。另RH=μ*ρ即霍爾常數(shù)等于霍爾片材料的電阻率ρ與電子遷移率μ的乘積。
02霍爾靈敏度KH(又稱霍爾乘積靈敏度)
霍爾靈敏度與霍爾系數(shù)成正比而與霍爾片的厚度δ成反比，即KH=RH/δ，它通?？梢员碚骰魻柍?shù)。
03霍爾額定激勵電流
當霍爾元件自身溫升10℃時所流過的激勵電流稱為額定激勵電流。
04霍爾最大允許激勵電流
以霍爾元件允許最大溫升為限制所對應的激勵電流稱為最大允許激勵電流。
05霍爾輸入電阻
霍爾激勵電極間的電阻值稱為輸入電阻。
06霍爾輸出電阻
霍爾輸出電極間的電阻值稱為輸入電阻。
07霍爾元件的電阻溫度系數(shù)
在不施加磁場的條件下，環(huán)境溫度每變化1℃時，電阻的相對變化率，用α表示，單位為%/℃。
08霍爾不等位電勢(又稱霍爾偏移零點)
在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為不等位電勢。
09霍爾輸出電壓
在外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為霍爾輸出電壓。
10霍爾電壓輸出比率
霍爾不等位電勢與霍爾輸出電勢的比率
11霍爾寄生直流電勢
在外加磁場為零、霍爾元件用交流激勵時，霍爾電極輸出除了交流不等位電勢外，還有一直流電勢，稱寄生直流電勢。
12霍爾不等位電勢
在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，環(huán)境溫度每變化1℃時，不等位電勢的相對變化率。
13霍爾電勢溫度系數(shù)
在外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，環(huán)境溫度每變化1℃時，不等位電勢的相對變化率。它同時也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。
14熱阻Rth
霍爾元件工作時功耗每增加1W，霍爾元件升高的溫度值稱為它的熱阻，它反映了元件散熱的難易程度，單位為：攝氏度/w。

審核編輯 黃宇