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霍爾傳感器未來的發(fā)展方向
  霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)的器件,它能實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換,可用于檢測磁場及其變化?;魻栃?yīng)雖然在1879年才被發(fā)現(xiàn),但是直到20世紀(jì)50年代才出現(xiàn)了對其的應(yīng)用,然而器件成本很高。1965年,人們開始將霍爾傳感器集成進(jìn)硅芯片中,從而促進(jìn)了霍爾器件的應(yīng)用。 
  霍爾器件的發(fā)展大致可分為三個(gè)階段: 
  第一階段是從霍爾效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)到20世紀(jì)40年代前期。最初由于金屬材料中的電子濃度很大,霍爾效應(yīng)十分微弱而沒有引起人們的重視。到了1910年,有人用金屬鉍制成霍爾元件作為磁場傳感器。但是由于當(dāng)時(shí)未找到更合適的材料,研究處于停頓狀態(tài)。 
  第二階段是從20世紀(jì)40年代中期到半導(dǎo)體技術(shù)出現(xiàn)之后。隨著半導(dǎo)體材料、制造工藝和技術(shù)的應(yīng)用,出現(xiàn)了各種半導(dǎo)體霍爾元件,特別是鍺的采用推動了霍爾元件的發(fā)展,相繼出現(xiàn)了采用分立霍爾元件制造的各種磁場傳感器。 
  第三階段是自20世紀(jì)60年代開始的,隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了將霍爾半導(dǎo)體元件和相關(guān)的信號調(diào)節(jié)電路集成在一起的霍爾傳感器。20世紀(jì)80年代后,隨著大規(guī)模超大規(guī)模集成電路和MEMS技術(shù)的發(fā)展,霍爾元件從平面向三維方向發(fā)展,出現(xiàn)了3端口或4端口固態(tài)霍爾傳感器,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化、加工的批量化和體積的微型化,并得到廣泛應(yīng)用。 
  霍爾器件有許多優(yōu)點(diǎn)。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(dá)1MHz),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕。 
  按照功能,可將霍爾器件分為霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件兩類。 
  線性霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬量。線性霍爾器件的輸出電壓與外加磁場強(qiáng)度呈線性關(guān)系。 
  開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器、斯密特觸發(fā)器和輸出級組成,它輸出數(shù)字量。 
  霍爾器件應(yīng)用十分廣泛,大致可分為以下幾個(gè)方向: 
  一是測量載流子濃度。 
  根據(jù)霍爾電壓產(chǎn)生的公式,以及在外加磁場中測量的霍爾電壓可以判斷傳導(dǎo)載流子的極性與濃度。這種方式被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體中摻雜載體的性質(zhì)與濃度的測量上。 
  二是測量磁場強(qiáng)度。 
只要測出霍爾電壓,即可算出磁場的大小;若知載流子類型,則由電壓的正負(fù)可測出磁場方向。反之,若已知磁場方向,則可判斷載流子類型。 

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