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什么是霍爾效應(yīng)

更新時(shí)間:2022-02-09 點(diǎn)擊量:857

什么是霍爾效應(yīng)

霍爾效應(yīng)是美國(guó)物理學(xué)家霍爾(E.H.Hall,1855—1938)于1879年發(fā)現(xiàn)電磁效應(yīng)的一種。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)半導(dǎo)體時(shí),載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn),垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場(chǎng),從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差,這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng),這個(gè)電勢(shì)差也被稱為霍爾電勢(shì)差?;魻栃?yīng)使用左手定則判斷。
應(yīng)用
    霍爾效應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要?;魻柊l(fā)現(xiàn),如果對(duì)位于磁場(chǎng)(B)中的導(dǎo)體(d)施加一個(gè)電流(Iv),該磁場(chǎng)的方向垂直于所施加電壓的方向,那么則在既與磁場(chǎng)垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)電壓(UH),人們將這個(gè)電壓叫做霍爾電壓,產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。好比一條路, 本來(lái)大家是均勻的分布在路面上, 往前移動(dòng)。當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí), 大家可能會(huì)被推到靠路的右邊行走。故路 (導(dǎo)體) 的兩側(cè),就會(huì)產(chǎn)生電壓差。這個(gè)就叫“霍爾效應(yīng)"。根據(jù)霍爾效應(yīng)做成的霍爾器件,就是以磁場(chǎng)為工作媒體,將物體的運(yùn)動(dòng)參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出,使之具備傳感和開關(guān)的功能。
    迄今為止,已在現(xiàn)代汽車上廣泛應(yīng)用的霍爾器件有:在分電器上作信號(hào)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(cè)器、各種用電負(fù)載的電流檢測(cè)及工作狀態(tài)診斷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸角度傳感器、各種開關(guān),等等。
    例如汽車點(diǎn)火系統(tǒng),設(shè)計(jì)者將霍爾傳感器放在分電器內(nèi)取代機(jī)械斷電器,用作點(diǎn)火脈沖發(fā)生器。這種霍爾式點(diǎn)火脈沖發(fā)生器隨著轉(zhuǎn)速變化的磁場(chǎng)在帶電的半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生脈沖電壓,控制電控單元(ECU)的初級(jí)電流。相對(duì)于機(jī)械斷電器而言,霍爾式點(diǎn)火脈沖發(fā)生器無(wú)磨損免維護(hù),能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境,還能精確地控制點(diǎn)火正時(shí),能夠較大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
    用作汽車開關(guān)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(dòng)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(diào)電機(jī)和雨刮器電機(jī)在開關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生浪涌電流,使機(jī)械式開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧,產(chǎn)生較大的電磁干擾信號(hào)。采用功率霍爾開關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象。


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