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砷化镓霍尔传感器(锑化铟霍尔元件)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-06 00:33   点击:191  编辑:admin   手机版

1. 锑化铟霍尔元件

霍尔元件是一种半导体磁电器件,它是利用霍尔效应来进行工作的。

早在1879年人们就在金属中发现了霍尔效应,1910年就有人用铋制成了霍尔元件,用以测量磁场。但由于这种效应在金属中十分微弱,当时并没有引起什么重视。1948年后,由于半导体技术的迅速发展,人们找到了霍尔效应较为显著的半导体材料——锗(Ge),接着,在1958年前后,人们又对化合物半导体——锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)进行了大量的研究,并制成了较为满意的元件。这时霍尔效应以及它所具有的广泛的应用才受到了人们普遍的重视。

2. 锑化铟霍尔效应

霍尔传感器的应用:

1、霍尔传感器在汽车工业上的应用

霍尔传感器技术在汽车工业中有着广泛的应用,包括动力、车身控制、牵引力控制以及防抱死制动系统。为了满足不同系统的需要,霍尔传感器有开关式、模拟式和数字式传感器三种形式。

霍尔传感器可以采用金属和半导体等制成,效应质量的改变取决于导体的材料,材料会直接影响流过传感器的正离子和电子。制造霍尔元件时,汽车工业通常使用三种半导体材料,即砷化镓、锑化铟以及砷化铟。最常用的半导体材料当属砷化铟。霍尔传感器的形式决定了放大电路的不同,其输出要适应所控制的装置。这个输出可能是模拟式,如加速位置传感器或节气门位置传感器,也可能是数字式。如曲轴或凸轮轴位置传感器。

当霍尔元件用于模拟式传感器时,这个传感器可以用于空调系统中的温度表或动力控制系统中的节气门位置传感器。霍尔元件与微分放大器连接,放大器与NPN晶体管连接。磁铁固定在旋转轴上,轴在旋转时,霍尔元件上的磁场加强。其产生的霍尔电压与磁场强度成比例。

当霍尔元件用于数字信号时,例如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器或车速传感器,必须首先改变电路。霍尔元件与微分放大器连接,微分放大器与施密特触发器连接。在这种配置中。传感器输出一个开或关的信号。在多数汽车电路中,霍尔传感器是电流吸收器或者使信号电路接地。要完成这项工作,需要一个NPN晶体管与施密特触发器的输出连接。磁场穿过霍尔元件,一个触发器轮上的叶片在磁场和霍尔元件之间通过。

2、霍尔传感器在出租车计价器上的应用

通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的信号,送到单片机,经处理计算,送给显示单元,这样便完成了里程计算。车轮每转一圈,霍尔开关就检测并输出信号,引起单片机的中断,对脉冲计数。比如,当计数达到1000次时,也就是1km,单片机就控制将金额自动增加。

每当霍尔传感器输出一个低电平信号时,就使单片机中断一次,当里程计数器对里程脉冲计满1000次时,就有程序将当前总额累加,使微机进入里程计数中断服务程序中。在该程序中,需要完成当前行驶里程数和总额的累加操作,并将结果存入里程和总额寄存器中。

3、霍尔电流传感器在变频器上的应用

在有电流流过的导线周围会感生出磁场,再用霍尔器件检测由电流感生的磁场,即可测出产生这个磁场的电流的量值。由此就可以构成霍尔电流、电压传感器。因为霍尔器件的输出电压与加在它上面的磁感应强度以及流过其中的工作电流的乘积成比例,是一个具有乘法器功能的器件,并且可与各种逻辑电路直接接口,还可以直接驱动各种性质的负载。因为霍尔器件的应用原理简单,信号处理方便,器件本身又具有一系列的独特优点,所以在变频器中也发挥了非常重要的作用。

在变频器中,霍尔电流传感器的主要作用是保护昂贵的大功率晶体管。由于霍尔电流传感器的响应时间短于1μs。因此,出现过载短路时,在晶体管未达到极限温度之前即可切断电源,使晶体管得到可靠的保护。

3. n型砷化镓霍尔元件霍尔系数

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。

霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。霍尔传感器技术在汽车工业中有着广泛的应用,包括动力、车身控制、牵引力控制以及防抱死制动系统。霍尔传感器可以采用金属和半导体等制成,效应质量的改变取决于导体的材料,材料会直接影响流过传感器的正离子和电子。制造霍尔元件时,汽车工业通常使用三种半导体材料,即砷化镓、锑化铟以及砷化铟。最常用的半导体材料当属砷化铟。霍尔传感器的形式决定了放大电路的不同,其输出要适应所控制的装置。这个输出可能是模拟式,如加速位置传感器或节气门位置传感器,也可能是数字式。如曲轴或凸轮轴位置传感器。当霍尔元件用于模拟式传感器时,这个传感器可以用于空调系统中的温度表或动力控制系统中的节气门位置传感器。霍尔元件与微分放大器连接,放大器与NPN晶体管连接。磁铁固定在旋转轴

4. 砷化镓霍尔元件的灵敏度

无机半导体材料是以硒、锗和单晶硅为主要元素。后来发现由两种元素构成的化合物中,有些也有类似的性能。这两种元素分别来自元素周期表的第三主族(如镓)和第五主族(如砷)。由这两族元素形成的化合物如锑化铟是半导体材料。

1975年来已用它制成最灵敏的近红外检测器。后来又研制成功用砷化镓单晶作为半导体材料,用于激光、激光显示器和长波光通讯中。

5. 锑化铟霍尔元件的灵敏度

霍尔元件(由锑化铟制成)的灵敏度比较好测量,相同的电压和磁场条件下,输出电压高的则灵敏度高。

霍尔集成电路(IC)的灵敏度的测量要分两种:

(1)对于开关型,测量可以使hallIC打开(一般输出由高变低)的磁场强度,使hall打开的磁场越弱则灵敏度越高。

(2)对于线性hall,则需要给芯片一个磁场变量(比如磁场变化100GS)看输出电压变化值的大小,电压变化的则灵敏度高。

对于怎样提高灵敏度,在hall材料已经确定的情况下只能靠外加放大器等电子电路来变相的实现。

6. 锑化铟霍尔系数

霍尔元件是一种半导体磁电器件,它是利用霍尔效应来进行工作的。早在1879年人们就在金属中发现了霍尔效应,1910年就有人用铋制成了霍尔元件,用以测量磁场。但由于这种效应在金属中十分微弱,当时并没有引起什么重视。1948年后,由于半导体技术的迅速发展,人们找到了霍尔效应较为显著的半导体材料——锗(Ge),接着,在1958年前后,人们又对化合物半导体——锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)进行了大量的研究,并制成了较为满意的元件。这时霍尔效应以及它所具有的广泛的应用才受到了人们普遍的重视。

常用的霍尔元件代号有YS41F,YS43F,YS49E,YS401,YS96B,YS188,YS282等。

7. 锑化铟传感器的应用

占全球消费量83%。

二、化合物消费领域,占全球消费量9%。三、锑化铟/砷货铟:红外探测、光磁器件、磁致电阻器及太阳能转换器等。。四、磷化铟用于微波通讯、光纤通讯中的激光光源和太阳能电池材料;、硒铟铜多晶薄膜用于制造太阳能电池,在电池的负极材料中添加铟能起到防腐的作用。五、合金领域,占全球消费量5%。六、银铅铟合金可制造高速航空发动机的轴承;、铟锡合金可作真空密封材料和低熔点合金接点材料,作玻璃与玻璃或玻璃与金属之间的粘结剂;低熔点合金(如伍德合金)中加入七、铟可以降低其熔点,铟的熔点低,度左右。八、金、钯、银、铜同铟组成的合金可用来制作假牙和装饰品。九、半导体行业,占全球消费量3%。

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