高性能小型化成霍爾傳感器未來(lái)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(cè)磁場(chǎng)及其變化。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/95360.htm霍爾效應(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(duì)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。
經(jīng)歷三大發(fā)展階段
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(chǎng)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(dòng)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(chǎng)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(hào)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(zhǎng),安裝方便,功耗小,頻率高(可達(dá)1MHz),耐震動(dòng),不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕。
應(yīng)用于四大領(lǐng)域
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(chǎng)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(jí)組成,它輸出數(shù)字量。
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評(píng)論