霍爾電位

工作原理

霍爾電位差UH的基本關係為

UH=RHIB/d（18）

RH=1/nq（金屬）（19）

式中RH——霍爾係數：

n——載流子濃度或自由電子濃度；

q——電子電量；

I——通過的電流；

B——垂直於I的磁感應強度；

d——導體的厚度。

對於半導體和鐵磁金屬，霍爾係數表達式與式（19）不同，此處從略。

由於通電導線周圍存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計製成霍爾電流感測器。其優點是不與被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合於大電流感測。

若把霍爾元件置於電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產生電流I，元件上同時產生的霍爾電位差與電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。

利用這種方法可以構成霍爾功率感測器。

如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈衝信號。根據脈衝信號列可以感測出該運動物體的位移。若測出單位時間內發出的脈衝數，則可以確定其運動速度。

霍爾元件套用霍爾效應的半導體。

1、霍爾係數（又稱霍爾常數）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稱為霍爾係數，它表示霍爾效應的強弱。另RH=μ*ρ即霍爾常數等於霍爾片材料的電阻率ρ與電子遷移率μ的乘積。

2、霍爾靈敏度KH（又稱霍爾乘積靈敏度）

霍爾靈敏度與霍爾係數成正比而與霍爾片的厚度δ成反比，即KH=RH/δ，它通常可以表征霍爾常數。

3、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。

4、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。

5、霍爾輸入電阻

霍爾激勵電極間的電阻值稱為輸入電阻。

6、霍爾輸出電阻

霍爾輸出電極間的電阻值稱為輸入電阻。

7、霍爾元件的電阻溫度係數

在不施加磁場的條件下，環境溫度每變化1℃時，電阻的相對變化率，用α表示，單位為%/℃。

8、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。