Датчик Холла

Эффект Холла является основой при использовании распространенной технологии для бесконтактного регистрирования фаз по приближению, перемещению и скоростям вращения ферромагнитных объектов.

Что такое датчик Холла, можно понять, разобравшись в сущности происходящих в нем процессов. В момент прохождения тока через тело пластины в продольном направлении при возникновении магнитного поля на крайних частях пластинки в направлении, поперечном движению тока, образуется разность потенциалов. Она обусловлена законом Лоренца, которым устанавливается тот факт, что благодаря влиянию магнитного поля токоносители имеют тенденцию к смещению к краям пластины. Образующаяся разность потенциалов находится в прямой пропорциональной зависимости от величины произведения векторов напряженности поля и тока H&bull-I.

В случае отсутствия магнитного поля у потока электронов не возникает искажений. При возникновении магнитного поля силы Лоренца участвуют в отклонении электронов и приводят к искривлению их траекторий. Эти траектории служат причиной накопления отрицательных зарядов на одной из сторон пластины. Противоположная сторона пластины служит местом накопления некомпенсированного положительного заряда. Концентрация зарядов на поверхности противоположных граней пластины служит причиной возникновения электрического поля в поперечном направлении, которое было названо полем Холла. Процесс накопления зарядов продолжается до тех пор, пока появляющаяся поперечная ЭДС не скомпенсирует силы, которые создаются магнитным полем. Затем устанавливается режим стационарного процесса, при котором движение электронов происходит в параллельном с гранями пластины направлении, как и в случае отсутствия магнитного поля.

Датчик Холла, материалы для изготовления

Полупроводниковый материал, из которого предстоит изготовить датчик Холла, должен быть носителем не только высоких, но и по возможности мало зависящих от температуры значений коэффициента, известного как постоянная Холла, и подвижных способностей носителей тока. Для осуществления выбора полупроводникового материала (цель – изготовить датчик Холла) следует руководствоваться областью его использования.

Постоянная Холла определяется необходимостью проведения измерений индукции магнитного поля, тока через образец с установленной его толщиной. Обладая знанием значения постоянной Холла, есть возможность установить концентрацию носителей заряда в теле пластины, которая обратно пропорциональна произведению постоянной Холла с зарядом электрона.

Обычно применяются полупроводники с наличием электронной проводимости по причине того, что они обладают значительно большей подвижностью носителей заряда, чем те полупроводники, которые обладают дырочной проводимостью. Обязательно знать, что физические свойства полупроводниковых материалов могут быть подвержены существенным изменениям в зависимости от того, какого рода и какое количество примесей будет в них введено.