第九章 磁敏传感器 第三节 磁敏二极管和磁敏三极管
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磁敏元件
（2）温度系数 温度每变化1℃磁敏电阻 的相对变化称为磁敏电阻温度系数。半导 体磁敏电阻受温度影响较大，为补偿其温 度特性，一般用两个元件串联，差动方式 输出，或用三端差分型磁敏电阻。
3.几种磁阻元件的参数及特性
（1）MR214A/223A，MR413A/414A 它们 是日本电气公司的产品。 MR214A/223A由 两只磁阻元件组成，是由强磁性金属薄膜 制成的磁阻元件，工作在磁性饱和区（约 4000A/m），主要用于汽车、测量仪器上， 可检测旋转、角度、位移等参数。 MR214A/223A由四只磁阻元件组成，有两 相输出，不仅能检出旋转、角度、位移等 参数，还可测出旋转方向。
4.磁敏电阻的应用
磁敏电阻应用时一般采用恒压源驱动， 分压法输出，如下图所示。三端差分型电 路温度特性较好。利用磁敏电阻阻值可变 的特点，可在无触点开关、转速计、磁通 计、编码器、计数器、图形识别、电流计、 电子水表、可变电阻、流量计等多方面得 到应用。
11.2.2 磁敏二极管
磁敏二极管和磁敏三极管是继霍尔元 件和磁敏电阻之后发展起来的磁电转换元 件，具有较高的磁灵敏度（比霍尔元件高 数百倍甚至数千倍），可在较弱的磁场条 件下获得较大的输出，这是霍尔元件和磁 敏电阻所不及的。它不但能测出磁场大小， 还能测出磁场的方向，在许多方面都获得 了应用。磁敏二极管是一种电阻随磁场的 大小和方向均改变的结型二端器件。
（1）长方形磁阻元件
使其长度l小于宽度b,依靠两端电极的 短路作用，使霍尔电场难以建立，可获得 较显著的磁阻效应。如下图(a)所示。
若b<l,尽管两端电极仍有短路作用，由 于半导体电阻的存在，在元件中部仍会建 立起较强的霍尔电场，使得磁阻效应变得 不明显。如下图(b)所示。
（2）科尔宾(科比诺）元件
3.几种磁阻元件的参数及特性
（1）MR214A/223A，MR413A/414A 它们 是日本电气公司的产品。 MR214A/223A由 两只磁阻元件组成，是由强磁性金属薄膜 制成的磁阻元件，工作在磁性饱和区（约 4000A/m），主要用于汽车、测量仪器上， 可检测旋转、角度、位移等参数。 MR214A/223A由四只磁阻元件组成，有两 相输出，不仅能检出旋转、角度、位移等 参数，还可测出旋转方向。
4.磁敏电阻的应用
磁敏电阻应用时一般采用恒压源驱动， 分压法输出，如下图所示。三端差分型电 路温度特性较好。利用磁敏电阻阻值可变 的特点，可在无触点开关、转速计、磁通 计、编码器、计数器、图形识别、电流计、 电子水表、可变电阻、流量计等多方面得 到应用。
11.2.2 磁敏二极管
磁敏二极管和磁敏三极管是继霍尔元 件和磁敏电阻之后发展起来的磁电转换元 件，具有较高的磁灵敏度（比霍尔元件高 数百倍甚至数千倍），可在较弱的磁场条 件下获得较大的输出，这是霍尔元件和磁 敏电阻所不及的。它不但能测出磁场大小， 还能测出磁场的方向，在许多方面都获得 了应用。磁敏二极管是一种电阻随磁场的 大小和方向均改变的结型二端器件。
（1）长方形磁阻元件
使其长度l小于宽度b,依靠两端电极的 短路作用，使霍尔电场难以建立，可获得 较显著的磁阻效应。如下图(a)所示。
若b<l,尽管两端电极仍有短路作用，由 于半导体电阻的存在，在元件中部仍会建 立起较强的霍尔电场，使得磁阻效应变得 不明显。如下图(b)所示。
（2）科尔宾(科比诺）元件
介绍磁敏三极管的结构和工作原理
介绍磁敏三极管的结构和工作原理
一、磁敏三极管结构
磁敏三极管（Hall-effect transistor）是以磁敏元件的磁特性进行控制的晶体管，它是一种电源有关型的三极管，它由源极、漏极、及基极组成。
在基极的边缘上有一个被称为磁敏片（Hall-plate）的玻璃片，片上有一个磁敏区域，它有能够触发晶体管开关的特性。
二、磁敏三极管的工作原理
当一个外加电磁场接触磁敏片（Hall-plate）时，就会产生一个引起磁敏片两侧源极和漏极之间电势差的电场，从而使三极管开关。
电磁场大小由磁感应强度、半径和磁敏片距离磁体的距离决定。
当磁敏三极管被激发时，源极和漏极之间电压差称为磁敏电压，磁敏电压的大小由电磁场强度决定。
当外加电磁场超过一定程度时，三极管就会被激活，反之，三极管就会断开。
- 1 -。
第9章磁敏式传感器
Xi’an Jiaotong源自University作 业
1. 什么是霍尔效应？为什么半导体材料适合于作霍尔元件？ 2. 霍尔元件能够测量哪些物理参数？
3. 简述霍尔传感器的特点。
4. 简述霍尔位移传感器的工作原理。 5. 什么是磁阻效应？
Xi’an Jiaotong University
接近开关和无触点开关、计数器；无接触线位移传 感器；力、加速度等参数的测量；精密倾斜角测量等。
R1、R2 线性、角度、旋转位 移传感器，可以测量磁场 强度。
磁敏电阻位移传感器
Xi’an Jiaotong University
磁敏二极管、三极管
磁敏二极管
P型和N型电极由高阻材料制成，I为本征区。I区的r 面粗糙，设置成高复合区（r区），目的是使电子－空穴 对易于在粗糙表面复合而消失；另一面比较光滑。
霍尔式传感器的材料
霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成。
霍尔元件多采用N型半导体材料（高的电阻率和载流 子的迁移率）。目前最常用的霍尔元件材料有锗(Ge)、 硅(Si)、锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)等半导体材料。
Xi’an Jiaotong University
霍尔式传感器的测量电路
霍尔元件的转换效率较低，实际应用中，可将几个霍尔 元件的输出串联或采用运算放大器放大，以获得较大的UH。
Xi’an Jiaotong University
磁敏二极管、三极管应用
1－待测物，2－激励线圈，3－铁芯，4－放大器，5－磁敏二极管探头
Xi’an Jiaotong University
作 业
问答题： 1． 什么叫压电晶体的居里点？ 2． 什么是正压电效应？什么是逆压电效应？ 3． 压电式传感器的测量电路中为什么要加入前置放大器？ 电荷放大器有何特点？ 4． 试说明为什么不能用压电传感器测量变化比较缓慢的 信号？
1. 什么是霍尔效应？为什么半导体材料适合于作霍尔元件？ 2. 霍尔元件能够测量哪些物理参数？
3. 简述霍尔传感器的特点。
4. 简述霍尔位移传感器的工作原理。 5. 什么是磁阻效应？
Xi’an Jiaotong University
接近开关和无触点开关、计数器；无接触线位移传 感器；力、加速度等参数的测量；精密倾斜角测量等。
R1、R2 线性、角度、旋转位 移传感器，可以测量磁场 强度。
磁敏电阻位移传感器
Xi’an Jiaotong University
磁敏二极管、三极管
磁敏二极管
P型和N型电极由高阻材料制成，I为本征区。I区的r 面粗糙，设置成高复合区（r区），目的是使电子－空穴 对易于在粗糙表面复合而消失；另一面比较光滑。
霍尔式传感器的材料
霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成。
霍尔元件多采用N型半导体材料（高的电阻率和载流 子的迁移率）。目前最常用的霍尔元件材料有锗(Ge)、 硅(Si)、锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)等半导体材料。
Xi’an Jiaotong University
霍尔式传感器的测量电路
霍尔元件的转换效率较低，实际应用中，可将几个霍尔 元件的输出串联或采用运算放大器放大，以获得较大的UH。
Xi’an Jiaotong University
磁敏二极管、三极管应用
1－待测物，2－激励线圈，3－铁芯，4－放大器，5－磁敏二极管探头
Xi’an Jiaotong University
作 业
问答题： 1． 什么叫压电晶体的居里点？ 2． 什么是正压电效应？什么是逆压电效应？ 3． 压电式传感器的测量电路中为什么要加入前置放大器？ 电荷放大器有何特点？ 4． 试说明为什么不能用压电传感器测量变化比较缓慢的 信号？
磁敏式传感器.课件
详细描述
新型磁敏材料如稀土永磁材料、铁氧体材料等具有更高 的磁导率和磁感应强度，能够提高传感器的灵敏度和响 应速度。同时，新工艺如薄膜制备、纳米刻蚀等技术的 应用，使得传感器尺寸更小、精度更高。
多功能化与集成化
总结词
磁敏式传感器正朝着多功能化和集成化方向发展，以 满足复杂环境下多参数检测和系统集成的需求。
响应时间
总结词
响应时间是磁敏式传感器对磁场变化做出反应所需的时间。
详细描述
响应时间越短，表示传感器对磁场变化的响应速度越快。在动态测量中，需要选择响应时间较短的传 感器，以确保测量的实时性和准确性。
温度稳定性
总结词
温度稳定性是指磁敏式传感器在温度变化下 保持性能稳定的能力。
详细描述
温度稳定性越高，表示传感器受温度影响越 小，能够保证测量的准确性。在高温或温度 变化较大的环境中，选择温度稳定性较高的 磁敏式传感器尤为重要。
详细描述
多功能化传感器不仅可以检测磁场强度，还可以同时检 测温度、压力、湿度等多种参数。集成化则将多个传感 器单元集成在一个芯片上，实现多参数的同时测量和传 输，提高系统的可靠性和稳定性。
网络化与智能化
总结词
网络化和智能化是磁敏式传感器的未来 发展趋势，将推动传感器在物联网、智 能制造等领域的应用。
电子罗盘
磁敏式传感器可以用于电子罗盘的制造，提供方向信息。
要点二
磁场矢量测量
通过多个磁敏式传感器的组合，可以用于磁场矢量的测量， 常用于地球磁场测量、磁场矢量分析等领域。
06
磁敏式传感器的发展趋势与展望
新材料与新工艺的应用
总结词
随着科技的不断进步，新材料与新工艺在磁敏式传感器 中的应用越来越广泛，为传感器性能的提升和功能拓展 提供了更多可能性。
磁敏传感器
5. 霍尔元件温度补偿 霍尔元件是采用半导体材料制成的, 因此它 们的许多参数都具有较大的温度系数。当温度变 化时, 霍尔元件的载流子浓度、迁移率、电阻率及 霍尔系数都将发生变化, 从而使霍尔元件产生温度 误差。 为了减小霍尔元件的温度误差, 除选用温度系 数小的元件或采用恒温措施外, 由UH=KHIB可看出： 采用恒流源供电是个有效措施, 可以使霍尔电势稳 定。 但也只能减小由于输入电阻随温度变化而引 起的激励电流I变化所带来的影响。 霍尔元件的灵敏系数KH也是温度的函数, 它随 温度的变化引起霍尔电势的变化。霍尔元件的灵 敏度系数与温度的关系可写成
不等位电势也可用不等位电阻表示
U0 r 0 IH
式中: U0——不等位电势; r0——不等位电阻; IH——激励电流。 由上式可以看出, 不等位电势就是激励电流流 经不等位电阻r0所产生的电压。
5）寄生直流电势 在外加磁场为零, 霍尔元件通以交流激 励时, 霍尔电极输出除了交流不等位电势外, 还有一直流电势, 称寄生直流电势。 其产生 的原因有: ① 激励电极与霍尔电极接触不良, 形成非欧 姆接触, 造成整流效果; ② 两个霍尔电极大小不对称, 则两个电极点 的热容不同, 散热状态不同形成极向温差电 势。寄生直流电势一般在 1mV以下, 它是 影响霍尔片温漂的原因之一。
3）额定激励电流和最大允许激励电流 当霍尔元件自身温升10℃时所流过的激 励电流称为额定激励电流。 以元件允许最大 温升为限制所对应的激励电流称为最大允许 激励电流。因霍尔电势随激励电流增加而增 加, 所以, 使用时希望选用尽可能大的激励电 流, 因而需要知道元件的最大允许激励电流, 改善霍尔元件的散热条件, 可以使激励电流增 加。
L wd newd
磁敏传感器的工作原理
磁敏传感器的工作原理
磁敏传感器（Magnetic Sensors）是物理传感器中最为重要的一种，用来检测某一事物的磁场强度。
它可以测量磁场相对于一个特定标准的强度，以及磁场的方向。
磁敏传感器可以用来检测永久磁体、自发磁体、非永久磁体以及其它磁性物质的磁场。
磁敏传感器的工作原理是：当检测到的磁场变化时，传感器的电容变化，或者变化传感器内部的负载电阻，从而改变传感器电路的输出电流，从而获得磁场的数据。
磁敏传感器可以分为三类：磁敏电阻传感器、磁敏半导体传感器和磁敏磁芯传感器。
它们的工作原理都大体相同，只是在实现技术上有所不同。
磁敏电阻传感器是由一个特殊的磁敏半导体电阻片和一个可变
电阻器构成的电路。
当检测到的磁场变化时，电路中的磁敏电阻片会产生变化，而可变电阻器则会做出准确的调节，从而提供准确的测量数据。
磁敏半导体传感器是由磁敏半导体构成的一个电路。
当检测到的磁场变化时，磁敏半导体会产生变化，从而改变电路的输出电压，从而获得磁场的准确数据。
磁敏磁芯传感器是由一个特殊的磁芯和一个电阻构成的电路。
当检测到的磁场变化时，磁芯会对电阻产生感应，通过测量电阻对外界磁场的反应来获得磁场的数据。
磁敏传感器的应用非常广泛，目前已经应用在工业自动化、家用
电器、航空、航天等方面。
未来，磁敏传感器在更多领域得到应用，并可以为社会带来更多的好处。
磁敏二极管传感器的应用课件
测量和数据处理。
稳定性好
磁敏二极管传感器具有较好的 温度稳定性和长期稳定性，能 够在较宽的温度范围内工作。
小型化
磁敏二极管传感器体积小、重 量轻，便于集成和安装。
磁敏二极管传感器的发展历程
01
02
03
Hale Waihona Puke 起源磁敏二极管传感器最早起 源于20世纪50年代，随着 半导体技术的发展而逐步 发展起来。
技术进步
自动化生产线
在自动化生产线上，磁敏二极管传感器可以用于检测传送带上的物体位 置，从而实现物体的精确分拣和运输。
03
机器人导航
在机器人导航中，磁敏二极管传感器可以用于检测机器人周围磁场的变
化，从而确定机器人的位置和方向。这有助于实现机器人的自主导航和
控制。
06
磁敏二极管传感器在速度检测中 的应用
速度检测原理
为了提高测量的准确性和稳定性，通常需要对磁敏二极管进行温度补偿和线性校准 。
电流测量应用实例
在电力系统中，磁敏二极管传感器可 用于监测输电线路和变压器的电流， 以确保电力传输的稳定性和安全性。
在实验室和科研领域，磁敏二极管传 感器可用于搭建各种电磁学实验装置 ，以研究电磁场和电流的相互作用关 系。
振动检测
振动分析
通过检测磁场变化与振动的关系，磁 敏二极管传感器可以用于分析机械结 构的振动特性。
故障诊断
在机械设备中，磁敏二极管传感器可 以用于监测振动情况，及时发现设备 故障并进行预警。
03
磁敏二极管传感器在磁场测量中 的应用
磁场测量原理
磁敏二极管传感器基于霍尔效应工作 ，当电流通过半导体材料时，会在垂 直于电流的方向上产生一个横向电压 ，这个电压与磁场强度成正比。
稳定性好
磁敏二极管传感器具有较好的 温度稳定性和长期稳定性，能 够在较宽的温度范围内工作。
小型化
磁敏二极管传感器体积小、重 量轻，便于集成和安装。
磁敏二极管传感器的发展历程
01
02
03
Hale Waihona Puke 起源磁敏二极管传感器最早起 源于20世纪50年代，随着 半导体技术的发展而逐步 发展起来。
技术进步
自动化生产线
在自动化生产线上，磁敏二极管传感器可以用于检测传送带上的物体位 置，从而实现物体的精确分拣和运输。
03
机器人导航
在机器人导航中，磁敏二极管传感器可以用于检测机器人周围磁场的变
化，从而确定机器人的位置和方向。这有助于实现机器人的自主导航和
控制。
06
磁敏二极管传感器在速度检测中 的应用
速度检测原理
为了提高测量的准确性和稳定性，通常需要对磁敏二极管进行温度补偿和线性校准 。
电流测量应用实例
在电力系统中，磁敏二极管传感器可 用于监测输电线路和变压器的电流， 以确保电力传输的稳定性和安全性。
在实验室和科研领域，磁敏二极管传 感器可用于搭建各种电磁学实验装置 ，以研究电磁场和电流的相互作用关 系。
振动检测
振动分析
通过检测磁场变化与振动的关系，磁 敏二极管传感器可以用于分析机械结 构的振动特性。
故障诊断
在机械设备中，磁敏二极管传感器可 以用于监测振动情况，及时发现设备 故障并进行预警。
03
磁敏二极管传感器在磁场测量中 的应用
磁场测量原理
磁敏二极管传感器基于霍尔效应工作 ，当电流通过半导体材料时，会在垂 直于电流的方向上产生一个横向电压 ，这个电压与磁场强度成正比。
传感器课后答案
传感器课后答案第一章1、何为传感器及传感技术人们通常将能把被测物理量或化学量转换为与之有对应关系的电量输出的装置称为传感器，这种技术被称为传感技术。
2、传感器通常由哪几部分组成通常传感器可以分为哪几类若按转换原理分类，可以分成几类传感器通常由敏感元件、传感元件和其他辅助元件组成，有时也把信号调节和转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。
传感器一般按测定量和转换原理两种方法进行分类。
.按转换原理分类可以分为能量转换型传感器和能量控制型传感器。
3、传感器的特性参数主要有哪些选用传感器应注意什么问题传感器的特性参数：1 静态参数：精密度，表示测量结果中随机误差大小的程度。
正确度,表示测量结果中系统误差大小程度。
准确度，表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。
稳定度、鉴别度、分辨力、死区、回程误差、线性误差、零位误差等。
动态参数：时间常数t:在恒定激励理—第二章1、光电效应有哪几种与之对应的光电器件和有哪些光电传感器的工作原理基于光电效应。
光电效应总共有三类：外光电效应（光电原件有：光电管、光电倍增管等、内光电效应（光敏电阻）、光生伏特效应（光电池、光敏二极管和光敏三极管）2、什么是光生伏特效应光生伏特效应：在光线的作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。
3、试比较光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管的性能差异，并简述在不同的场和下应选用哪种器，件最为合适。
光敏二极管：非线性器件，具有单向导电性。
（PN 结装在管壳的顶部，可以直接爱到光的照射）通常处于反向偏置状态，当没有交照射时，其反向电阻很大反向，反向电流很小，这种电流称为暗电流。
当有光照射时，PN 结及附近产生电子-空穴对，它们的反向电压作用下参与导电，形成比无光照时大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。
不管硅管还是锗管，当入射光波长增加时，相对灵敏度都下降。
，因为光子能量太小不足以激发电子-空穴对，而不能达到PN 结，因此灵敏度下降。
探测可见光和赤热物时，硅管。
磁敏元件
1.结构和工作原理
（1）结构
下图是锗磁敏二极管的示意图，其结构是PIN 型。本征区（I区）为高强度的锗。在本征区两端， 用合金法制成高掺杂的P+区和N+区，在一个侧面 上用打毛的方法做成表面粗糙的高复合区（r区）， 与r区相对的侧面则保持为光滑的无复合表面。也 可用其他方法如杂质扩散法等在本征区一侧形成r 区。
影响半导体电阻改变的另一个原因是霍
尔电场的作用，它使得磁敏电阻的阻值改 变量与其几何形状有关，称为几何磁阻效 应。上图（c）中，考虑霍尔电场的影响时， 只要速度有逆着电流方向的分量，霍尔电 场对电子的作用力就部分（甚至全部）抵 消了洛仑兹力的作用，弧线的弯曲程度就 会变小，如上图（d）所示，电阻增加量就 变小。但通过选择合适的磁敏电阻形状， 使霍尔电场难以建立或根本就建立不起来， 则其影响可减小或消除。
(2)工作原理
如下图（a）所示，磁敏二极管不受外 界磁场作用时，外加正向偏压，则有大量 空穴从P+区注入I区，同时有大量电子从N+ 区注入I区。但只有少量电子和空穴在I区复 合掉，大部分的空穴和电子会分别到达N+ 区和P+区，从而产生电流。
（2）温度系数 温度每变化1℃磁敏电阻 的相对变化称为磁敏电阻温度系数。半导 体磁敏电阻受温度影响较大，为补偿其温 度特性，一般用两个元件串联，差动方式 输出，或用三端差分型磁敏电阻。
3.几种磁阻元件的参数及特性
（1）MR214A/223A，MR413A/414A 它们 是日本电气公司的产品。 MR214A/223A由 两只磁阻元件组成，是由强磁性金属薄膜 制成的磁阻元件，工作在磁性饱和区（约 4000A/m），主要用于汽车、测量仪器上， 可检测旋转、角度、位移等参数。 MR214A/223A由四只磁阻元件组成，有两 相输出，不仅能检出旋转、角度、位移等 参数，还可测出旋阻应用时一般采用恒压源驱动， 分压法输出，如下图所示。三端差分型电 路温度特性较好。利用磁敏电阻阻值可变 的特点，可在无触点开关、转速计、磁通 计、编码器、计数器、图形识别、电流计、 电子水表、可变电阻、流量计等多方面得 到应用。
磁敏三极管
磁敏三极管的工作原理
如图是磁敏三极管的工作原理图，
3
图(a)给出了无外磁场作用时的情况。由于i区较长，从发射极e注人到i区的电子在横向电场U。。的作用下，大部分和i区中的空穴复合形成基极电流，少部分电子到集电极形成集电极电流。
显然，这时基极电流大于集电极电流。图(b)给出了有外电场B＋作用时的情况。从发射极注人到i区的电子，除受横向电场Ube作用外，还受磁场洛仑兹力的作用，使其向复合区r方向偏转。结果使注人集电极的电子数和流入基区的电子数的比例发生变化，原来迸人集电极的部分电子改为进人基区，使基极电流增加，而集电极电流减少。根据磁敏一极管的工作原理，由于流太基区的电子要经过高复合区r，载流子大量复合，使i区载流子浓度大大减少而成为高阻区。
磁敏三极管的结构
磁敏三极管是在磁敏二极管的基础上研制出来的。它的一端为集电极和发射极e(n(区)、另一端P(区为基极b（图3[磁敏三极管的结构]）。
2
磁场的作用使集电极的电流增加或减少。它的电流放大倍数虽然小于 1，但基极电流和电流放大系数均具有磁灵敏度，因此可以获得远高于磁敏二极管的灵敏度。磁敏三极管是尚处于研制阶段的新型器件,凡是应用霍耳元件,磁阻元件和磁敏二极管的地方均可用磁敏三极管来代替。磁敏三极管尤其适用于某些需要高灵敏度的场合，如微型引信、地震探测等方面。
1
为用高阻半导体制成的锗NPN型和硅PNP型磁敏晶体管。在锗磁敏晶体管的发射极e一侧用喷砂方法损伤一层晶格,设置载流子复合速率很大的高复合区r,而在硅磁敏晶体管中未设置高复合区。锗磁敏晶体管具有板条状结构，集电区和发射区分别设置在板条的两面,而基极b设置在另一侧面上。硅磁敏晶体管具有平面结构，发射区、集电区、基极均设置在硅片表面。磁敏晶体管的一个主要特点是基区宽度W大于载流扩散长度,因此它的共发射极电流放大系数小于1，无电流增益能力。另外,发射极－基区－基极是N PP 型或P NN 型长二极管,即N PP 型或P NN 型磁敏二极管。因此，磁敏晶体管是在磁敏二极管的基础上设计的长基区晶体管。
磁敏传感器
利用磁场作为媒介可以检测很多物理量，例如：位移、振动、力、转速、加 速度、流量、电流、电功率等。它不仅可实现非接触测量，并且不从磁场中获取 能量。在很多情况下，可采用永久磁铁来产生磁场，不需要附加能源，因此，这 一类传感器获得极为广泛的应用。
在磁敏传感器中，霍尔元件及霍尔传感器的生产量是最大的。它主要用于无 刷直流电机（霍尔电机）中，这种电机用于磁带录音机、录像机、XY 记录仪、 打印机、电唱机及仪器中的通风风扇等。另外，霍尔元件及霍尔传感器还用于测 转速、流量、流速及利用它制成高斯计、电流计、功率计等仪器。
额定控制电流 Ic 为使霍尔元件在空气中产生 10℃温升的控制电流。Ic 大小 与霍尔芯片的尺寸有关，尺寸越小，Ic 越小。一般为几 mA—几十 mA（尺寸大 的可达数百 mA）。
不等位电势（也称为非平衡电压或残留电压）Uo 和不等位电阻 Ro 霍尔元件在额定控制电流作用下，不加外磁场时，其霍尔电势电极间的电 势为不等位电势。它主要与两个电极不在同一个等位面上及其材料电阻率不均等 因素有关。可以用输出的电压表示，或用空载霍尔电压 UH 的百分数表示，一般 Uo 不大于 10mV 或±20%UH。 不等位电势与额定控制电流之比称为不等位电阻。Uo 及 Ro 越小越好。 灵敏度 kH 灵敏度是在单位磁感应强度下，通以单位控制电流所产生的霍尔电势。 寄生直流电势 UOD 在不加外磁场时，交流控制电流通过霍尔元件而在霍尔电势极间产生的直流 电势为 UOD。它主要是由电极与基片之间的非完全欧姆接触所产生的整流效应 造成的。 霍尔电势温度系数 α α 为温度每变化 1℃霍尔电势傍晚的百分率。这一参数对测量仪器十分重要。 若仪器要求精度高时，要选择 α 值小的元件，必要时还要家温度补偿电路。 电阻温度系数 β β 为温度每变化 1℃霍尔元件材料的电阻变化率（用百分比表示）。 （3）温度补偿及不等位电势补偿 温度补偿
在磁敏传感器中，霍尔元件及霍尔传感器的生产量是最大的。它主要用于无 刷直流电机（霍尔电机）中，这种电机用于磁带录音机、录像机、XY 记录仪、 打印机、电唱机及仪器中的通风风扇等。另外，霍尔元件及霍尔传感器还用于测 转速、流量、流速及利用它制成高斯计、电流计、功率计等仪器。
额定控制电流 Ic 为使霍尔元件在空气中产生 10℃温升的控制电流。Ic 大小 与霍尔芯片的尺寸有关，尺寸越小，Ic 越小。一般为几 mA—几十 mA（尺寸大 的可达数百 mA）。
不等位电势（也称为非平衡电压或残留电压）Uo 和不等位电阻 Ro 霍尔元件在额定控制电流作用下，不加外磁场时，其霍尔电势电极间的电 势为不等位电势。它主要与两个电极不在同一个等位面上及其材料电阻率不均等 因素有关。可以用输出的电压表示，或用空载霍尔电压 UH 的百分数表示，一般 Uo 不大于 10mV 或±20%UH。 不等位电势与额定控制电流之比称为不等位电阻。Uo 及 Ro 越小越好。 灵敏度 kH 灵敏度是在单位磁感应强度下，通以单位控制电流所产生的霍尔电势。 寄生直流电势 UOD 在不加外磁场时，交流控制电流通过霍尔元件而在霍尔电势极间产生的直流 电势为 UOD。它主要是由电极与基片之间的非完全欧姆接触所产生的整流效应 造成的。 霍尔电势温度系数 α α 为温度每变化 1℃霍尔电势傍晚的百分率。这一参数对测量仪器十分重要。 若仪器要求精度高时，要选择 α 值小的元件，必要时还要家温度补偿电路。 电阻温度系数 β β 为温度每变化 1℃霍尔元件材料的电阻变化率（用百分比表示）。 （3）温度补偿及不等位电势补偿 温度补偿
常见磁传感器及原理和应用
磁电效应 将磁场加在半导体、磁性体等固体上，固体的电性质就会发生变化，这种现象称为电（流）磁效应。基于这种物性变化制成的固体磁传感器，可以精确地检测从静磁场到交变磁场的强度，并转换成电信号输出。 固体磁传感器（或称物性磁传感器）具有体积小、功耗低、便于集成化等许多优点 。 霍尔效应 磁电阻效应 磁阻抗效应
基本补偿电路 霍尔元件的不等位电势补偿电路有很多形式。 图a是在造成电桥不平衡的电阻值较大的一个桥臂上并联RP，通过调节 RP 使电桥达到平衡状态，称为不对称补偿电路 图b相当于在两个电桥臂上并联调用电阻，称为对称补偿电路。
（a） 不对称补偿 （b） 对称电路
霍尔器件要点： 1、额定激励电流：霍尔元件温升10度时所施加的电流为额定激励电流IH； 2、零位电势：在额定控制电流下，无外加磁场时，霍尔器件电极之间的存在电势，或称为零位电位，主要原因霍尔电极的位置不在同一个等位面上，以及制作过程中引入应力， 3、温度特性：霍尔器件的电阻率和载流子的迁移率都是温度的函数。AlGaAs/InGaAs/GaAs和InAlAs/InGaAs/GaAs异质结构，灵敏度高温度系数低零位电势和温度变化一般通过电阻补偿方法解决
霍尔效应 霍尔效应最早是霍尔（Edvin Hall）于1879年发现的，但直到20世纪50年代，随着微电子技术的发展，霍尔效应才被重视和使用，并开发出多种霍尔效应器件。
洛仑兹力FM ：
霍尔电场EH ：
注：对无限长霍尔元件
对于实际有限长霍尔元件，需增加一个形状效应系数
基本概念
磁学量的单位
CGSE，又称静电单位制（electrostatic units）简称ESU 基本量为长度、质量和时间。基本单位为cm、g和s。 通过库仑定律，并令k＝1确定电荷单位，库仑。电场强度E、极化强度P和电位移D量纲都相同。 安培环路定律和法拉第电磁感应定律分别确定磁感应强度B和磁场强度H，量纲不同，真空中也不相等，真空磁导率μ0=1/c2。 CGSM，又称电磁单位制（electromagnetic units）简称EMU ，CGSM 制的基本量和基本单位与CGSM制的一样，但是确定电磁量单位的物理公式不同。它是通过安培-毕奥-萨伐尔定律 并令K=1确定电流单位， D和E具有不同的量纲，真空介电常数ε0=1/c2。 但B和H的单位相同，但通常B的单位称为高斯，H的单位称为奥斯特。磁导率μ是无量纲的。
基本补偿电路 霍尔元件的不等位电势补偿电路有很多形式。 图a是在造成电桥不平衡的电阻值较大的一个桥臂上并联RP，通过调节 RP 使电桥达到平衡状态，称为不对称补偿电路 图b相当于在两个电桥臂上并联调用电阻，称为对称补偿电路。
（a） 不对称补偿 （b） 对称电路
霍尔器件要点： 1、额定激励电流：霍尔元件温升10度时所施加的电流为额定激励电流IH； 2、零位电势：在额定控制电流下，无外加磁场时，霍尔器件电极之间的存在电势，或称为零位电位，主要原因霍尔电极的位置不在同一个等位面上，以及制作过程中引入应力， 3、温度特性：霍尔器件的电阻率和载流子的迁移率都是温度的函数。AlGaAs/InGaAs/GaAs和InAlAs/InGaAs/GaAs异质结构，灵敏度高温度系数低零位电势和温度变化一般通过电阻补偿方法解决
霍尔效应 霍尔效应最早是霍尔（Edvin Hall）于1879年发现的，但直到20世纪50年代，随着微电子技术的发展，霍尔效应才被重视和使用，并开发出多种霍尔效应器件。
洛仑兹力FM ：
霍尔电场EH ：
注：对无限长霍尔元件
对于实际有限长霍尔元件，需增加一个形状效应系数
基本概念
磁学量的单位
CGSE，又称静电单位制（electrostatic units）简称ESU 基本量为长度、质量和时间。基本单位为cm、g和s。 通过库仑定律，并令k＝1确定电荷单位，库仑。电场强度E、极化强度P和电位移D量纲都相同。 安培环路定律和法拉第电磁感应定律分别确定磁感应强度B和磁场强度H，量纲不同，真空中也不相等，真空磁导率μ0=1/c2。 CGSM，又称电磁单位制（electromagnetic units）简称EMU ，CGSM 制的基本量和基本单位与CGSM制的一样，但是确定电磁量单位的物理公式不同。它是通过安培-毕奥-萨伐尔定律 并令K=1确定电流单位， D和E具有不同的量纲，真空介电常数ε0=1/c2。 但B和H的单位相同，但通常B的单位称为高斯，H的单位称为奥斯特。磁导率μ是无量纲的。
磁敏传感器
在高阻半导体芯片（本征区I）的两端，分别 制作P、N两个电极，形成P-I-N结。
2 工作原理
（a）图a未加磁场时，如果外加正偏压，则： ● 有大量的空穴从P区通过I 区进入N区； ● 同时应有大量电子注入P区，形成电流； ● 只有少量电子和孔穴在I区复合。
图8.19 磁敏二极管工作原理
（b） 图b，当受到正向磁场作用时，电子和空穴都受到 洛仑兹力的作用而偏转。
KL
UB U0 U0
100 %
U0—磁感应强度为零时，磁敏二极管两端的电压; UB—磁感应强度为B时，磁敏二极管两端的电压
(4) 温度特性
在标准测试条件下，输出电压随温度变化的特性。
图8.22 硅磁敏二极管输出电压的温度特性
磁敏二极管特点
1)灵敏度高。 2)具有正反向磁灵敏度,这是磁阻器件所不具备的 3)在较小电流下工作时，仍有很高的灵敏度. 4)它的缺点是灵敏度与磁场呈线性关系的范围窄。
0
b
L、b—分别为电阻的长度和宽度；
f ( L ) —形状效应函数
b
常见的磁敏电阻是圆盘形的，如图8.15. 图8.16为磁阻率与磁感应强度及几何形状的关系
Байду номын сангаас、磁敏电阻特性
在低磁场范围内，其电阻值与磁场强度的平方成 正比关系；在高磁场范围内，其电阻值与磁场强 度成线性关系。
1.2 磁敏二极管
1 结构 磁敏二极管(SMD)的结构
图8.19 磁敏二极管工作原理
3 磁敏二极管的主要特性
(1)磁电特性
在给定条件下，磁敏二极管输出的电压变化与外加磁 场的关系 。
图8.21 硅磁敏二极管输出电压与B的关系
(2) 伏安特性 磁敏二极管正向偏压与通过其电流的关系
2 工作原理
（a）图a未加磁场时，如果外加正偏压，则： ● 有大量的空穴从P区通过I 区进入N区； ● 同时应有大量电子注入P区，形成电流； ● 只有少量电子和孔穴在I区复合。
图8.19 磁敏二极管工作原理
（b） 图b，当受到正向磁场作用时，电子和空穴都受到 洛仑兹力的作用而偏转。
KL
UB U0 U0
100 %
U0—磁感应强度为零时，磁敏二极管两端的电压; UB—磁感应强度为B时，磁敏二极管两端的电压
(4) 温度特性
在标准测试条件下，输出电压随温度变化的特性。
图8.22 硅磁敏二极管输出电压的温度特性
磁敏二极管特点
1)灵敏度高。 2)具有正反向磁灵敏度,这是磁阻器件所不具备的 3)在较小电流下工作时，仍有很高的灵敏度. 4)它的缺点是灵敏度与磁场呈线性关系的范围窄。
0
b
L、b—分别为电阻的长度和宽度；
f ( L ) —形状效应函数
b
常见的磁敏电阻是圆盘形的，如图8.15. 图8.16为磁阻率与磁感应强度及几何形状的关系
Байду номын сангаас、磁敏电阻特性
在低磁场范围内，其电阻值与磁场强度的平方成 正比关系；在高磁场范围内，其电阻值与磁场强 度成线性关系。
1.2 磁敏二极管
1 结构 磁敏二极管(SMD)的结构
图8.19 磁敏二极管工作原理
3 磁敏二极管的主要特性
(1)磁电特性
在给定条件下，磁敏二极管输出的电压变化与外加磁 场的关系 。
图8.21 硅磁敏二极管输出电压与B的关系
(2) 伏安特性 磁敏二极管正向偏压与通过其电流的关系
磁敏传感器
测量外磁场的灵敏度与测定振荡的次数n的精度及φ 的大 小有关。设n可测准至一个周期的1/100，则测得最小的 变化量应为φ 0/100=2×10-15T·m2。若假设磁场在超导结
上的透入面积为L·d (L是超导结的宽度，一般为0.lmm左 右；d是磁场在介质层及其两侧超导体中透入的深度)，
则对Sn—SnO—Sn结来说，锡的穿透深度λ =500Å，亦即
按下列步骤进行：
(1)常态让磁场H穿过圆筒的中空部分。
(2)超导态筒的中空部分有磁场。
(3)超导态撤掉磁场H，圆筒的中
感生电流
空部分仍有磁场，并使磁场保持 不变。称为冻结磁通现象。
H≠0 T<TC
冻结磁通示意图
超导圆筒在超导态时，中空部分的磁通量是量子化的，
并且只能取φ 0的整数倍，而不能取任何别的值。
（一）超导磁通变换器方法
超导磁通变换器由SQUID加上两个互相连
接的线圈构成，如图所示。图中的L环是超导环 ↑
的电感，L2是与超导环相耦合的线圈电感，L1 是与外磁通相耦合，且与L2相连的线圈电感。
利用磁通变换器可
至 放同 大轴 器线
以提高测量磁场及测量
磁场梯度的灵敏度，同
时还可以完成其它一些 有关磁的测量 ，如测定 L1 物质的磁化率等。
d=2λ =1000Å。则，L·d ＝1×10-11m2，这里临界电流的
起伏周期是磁通量子φ 0,φ 0=2×10-15T·m2,对于透入面积
L·d为1×10-11m2的锡结而言，临界电流的起伏周期是：
0
Ld
2 10 15T m2 110 11 m2
2 10 4T
二、SQUID磁敏传感器的构成类型
一、磁通门式磁敏传感器的物理基础
磁敏传感器PPT课件
l b
形状效应系数 磁敏元件的长度
磁敏元件的宽度△
这种由于磁敏元件的几何尺寸变化而引起的磁阻 大小变化的现象，叫形状效应。
.
32
磁阻元件是利用半导体的磁阻效应和形状效应研制 而成。
(1)长方形磁阻元件
其长度L大于宽度b，在两端部制成电极，构成两端器件
.
33
在电场和磁场相互垂直得固体中电子的运动
.
UB、IB——磁场为B时， 磁敏二极管两端流过的 电压和电流
.
11
3.温度补偿及提高灵敏度的措施
①互补式电路
温度特性曲线
.
12
②差分式电路
.
13
③全桥式电路
要求:灵敏度高
用交流电源或脉冲电压源
.
14
二.磁敏三极管的工作原理和主要特性
1.结构和原理 电路符号:
结构:
.
15
工作原理:
a.无磁场: 集电极电流小,基极电流大
⑥工作电压 3V ~ 几十V
.
20
3.温度补偿及提高灵敏度的措施 ①负温度系数管
用正温度系数普通硅三极管
.
21
②正温度系数管(3BCM)
.
22
③选择特性一致,磁性相反
差分式补偿电路
.
23
三﹑磁敏管的应用
漏磁探伤仪的原理如图：
a.钢棒被磁化局部表面时，若无缺陷，探头附近没有泄漏磁通， 无信息输出 b.缺陷处的泄漏磁通将作用于探头上，使其产生输出信号
b.加正向磁场 洛仑兹力,基极电流加大, 集电极电流更小
c.加反向磁场 洛仑兹力,集电极电流加大
.
16
2.磁敏三极管主要特性 ①伏安特性
.
形状效应系数 磁敏元件的长度
磁敏元件的宽度△
这种由于磁敏元件的几何尺寸变化而引起的磁阻 大小变化的现象，叫形状效应。
.
32
磁阻元件是利用半导体的磁阻效应和形状效应研制 而成。
(1)长方形磁阻元件
其长度L大于宽度b，在两端部制成电极，构成两端器件
.
33
在电场和磁场相互垂直得固体中电子的运动
.
UB、IB——磁场为B时， 磁敏二极管两端流过的 电压和电流
.
11
3.温度补偿及提高灵敏度的措施
①互补式电路
温度特性曲线
.
12
②差分式电路
.
13
③全桥式电路
要求:灵敏度高
用交流电源或脉冲电压源
.
14
二.磁敏三极管的工作原理和主要特性
1.结构和原理 电路符号:
结构:
.
15
工作原理:
a.无磁场: 集电极电流小,基极电流大
⑥工作电压 3V ~ 几十V
.
20
3.温度补偿及提高灵敏度的措施 ①负温度系数管
用正温度系数普通硅三极管
.
21
②正温度系数管(3BCM)
.
22
③选择特性一致,磁性相反
差分式补偿电路
.
23
三﹑磁敏管的应用
漏磁探伤仪的原理如图：
a.钢棒被磁化局部表面时，若无缺陷，探头附近没有泄漏磁通， 无信息输出 b.缺陷处的泄漏磁通将作用于探头上，使其产生输出信号
b.加正向磁场 洛仑兹力,基极电流加大, 集电极电流更小
c.加反向磁场 洛仑兹力,集电极电流加大
.
16
2.磁敏三极管主要特性 ①伏安特性
.
《磁敏传感器介绍》课件
磁敏传感器在工厂自动化、机器人技术和生 产线控制中起到关键作用。
2 汽车行业
用于车辆导航、制动系统、空调系统和倒车 雷达等汽车应用中。
3 医疗设备
4 消费电子
应用于MRI机器、心脏起搏器和血液测量等医 疗设备中。
用于智能手机、平板电脑和游戏手柄等消费 电子产品中。
磁敏传感器的性能评价指标
1 灵敏度
磁敏传感器的分类和类型
磁电传感器
利用磁电效应将磁场转换为电信号，如霍尔传感器和磁电电流传感器。
磁阻传感器
根据磁场的磁阻变化来测量磁场强度，如磁阻式位置传感器和磁阻角度传感器。
磁感应传感器
利用磁感应效应测量磁场强度和方向，如磁感应式位置传感器和磁感应式角度传感器。
磁敏传感器的应用领域
1 工业自动化
磁敏传感器介绍
欢迎来到《磁敏传感器介绍》PPT课件。本课程将为您详细介绍磁敏传感器的 定义、原理和应用领域，以及评价指标和创新技术。让我们一起探索这个引 人入胜的领域！
磁敏传感器的定义和原理
磁敏传感器是一种能够检测和测量磁场强度和磁场变化的设备。它们基于磁敏效应工作，如霍尔效应、磁电效 应和磁致伸缩效应。这些传感器在广泛的应用中发挥着关键的作用。
3
低功耗
优化电路设计和材料选择以降低功耗。
磁敏传感器的创新技术
量子磁敏传感器
利用量子效应实现更高灵敏度和 更低功耗的磁敏传感器。
人工智能应用
结合人工智能算法分析传感器数 据，提高复杂环境下的性能。
物联网集成
将磁敏传感器与物联网技术相结 合，实现智能化和远程监测。
总结和展望
通过本课程，我们了解了磁敏传感器的定义、原理、分类、应用领域、性能 评价指标以及创新技术。未来，随着技术的不断发展，磁敏传感器将在更多 领域发挥关键作用，带来更多惊喜和突破。
2023大学_传感器原理及应用(王化祥著)课后答案下载
2023传感器原理及应用（王化祥著）课后答案下载2023传感器原理及应用（王化祥著）课后答案下载前言绪论第一章传感器及其基本特性第一节传感器的定义、组成及分类第二节传感器的基本特性__小结习题与思考题第二章电阻应变式传感器第一节应变式传感器第二节应变式传感器的测量电路第三节压阻式传感器第四节应变式传感器的应用__小结习题与思考题第三章电容式传感器第一节电容式传感器的'工作原理与类型第二节电容式传感器的测量电路第三节电容式传感器的误差分析及补偿第四节电容式传感器的应用__小结习题与思考题第四章电感式传感器第一节自感式传感器第二节差动变压器式传感器第三节电涡流式传感器__小结习题与思考题第五章压电式传感器第一节压电效应与压电材料第二节压电传感器的等效电路和测量电路第三节引起/玉,E9式传感器测量误差的因素第四节压电传感器的应用__小结习题与思考题第一节磁电感应式传感器第二节霍尔传感器第三节磁敏电阻器第四节磁敏二极管和磁敏三极管第五节磁电传感器的应用__小结习题与思考题第七章热电式传感器第一节热电偶传感器第二节热电阻式传感器第三节半导体式热敏电阻第四节热电式传感器的应用__小结习题与思考题第八章光电传感器第一节光电效应第二节光电器件及其特性第三节红外传感器__小结习题与思考题第九章常用其他新型传感器第一节气体传感器第二节湿敏传感器第三节超声传感器第四节超导传感器第五节仿生传感器__小结习题与思考题第十章智能传感器第一节智能传感器概述第二节智能传感器的实现方式第三节智能传感器的应用第四节智能传感器的发展方向本?小结习题与思考题……第十一章传感器的标定与选用传感器原理及应用（王化祥著）：基本信息点击此处下载传感器原理及应用（王化祥著）课后答案传感器原理及应用（王化祥著）：目录作者：王桂荣，李宪芝主编出版社：中国电力出版社版次：1字数：500000印刷时间：-5-1ISBN：9787512304109。
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一、磁敏二极管的结构和工作原理
2、工作原理
利用半导体中载流子的复合作用为机理制成。
① 未加磁场 当磁敏二极管未受到 外界磁场作用时，外加 正偏压，则有大量的空
穴从P区通过I区进入N 区，同时也有大量电子注入P区，形成电流。 只有少量电子和空穴在I区复合掉。
一、磁敏二极管的结构和工作原理
2、工作原理
2、磁敏三极管的工作原理
② 加B+磁场 由于磁场的作用，洛仑兹力使载流子偏向发 射结的一侧，导致集电极电流显著下降。
③ 加B-磁场 当反向磁场作用时，在其作用下，载流子向 集电极一侧偏转，使集电极电流增大。
磁敏三极管在正、反向磁场作用下，其集电 极电流出现明显变化，这样就可以利用磁敏三极 管来测量弱磁场、电流、转速、位移等物理量。
复合速率的r区和本征I区。
长基区分为输运基区和复 合基区。
三、磁敏三极管的结构和工作原理
2、磁敏三极管的工作原理
① 未加磁场 由于基区宽度大于载流子有效扩散长度，大
部分载流子通过e－I－b，形成基极电流；少数 载流子输入到c极。因而形成了基极电流大于集
电极电流的情况，使 Ic 1
Ib
三、磁敏三极管的结构和工作原理
3、磁敏二极管的主要特性
（3）温度特性
一般情况下，磁 敏二极管受温度影 响较大，在实际使 用时，必须对其进 行温度补偿。
常用的温度补偿电路有互补式、差分式、 全桥式和热敏电阻四种补偿电路。
3、磁敏二极管的主要特性
（3）温度特性
①互补式
选择两只性能相 近的磁敏二极管， 按相反极性组合， 即将它们面对面 （或者背对背）。
洛仑兹力作用而向I区偏
移，由于电子与空穴的 复合率明显变小，则电 流变大。
利用磁敏二极管在磁场强度的变化下，其电流 发生变化，于是就实现磁电转换。
一、磁敏二极管的结构和工作原理
3、磁敏二极管的主要特性
（1）磁电特性（灵敏度） 在给定条件下，磁敏二极管输出的电压变化与 外加磁场的关系称为磁敏二极管的磁电特性。
3、磁敏二极管的主要特性
（3）温度特性
互补式电路的补偿原理
3、磁敏二极管的主要特性
（3）温度特性
②差分式
差分电路不仅能很好地实现温度补偿、提高灵 敏度，而且，还可以弥补互补电路的不足(具有负 阻现象的磁敏二极管不能用作互补电路）。
3、磁敏二极管的主要特性
（3）温度特性
③全桥式
全桥电路是将两个互补电路并联而成。输出电 压是差分电路的两倍。由于要选择四只性能相同 的磁敏二极管，因此，给使用带来一定困难。
3、磁敏二极管的主要特性
（3）温度特性
④热敏电阻补偿
利用热敏电阻随温度的变化，使分压系数不变， 成本较低，常用。
§9-3 磁敏二极管和磁敏三极管
三、磁敏三极管的结构和工作原理
1、磁敏三极管的结构
磁敏三极管是在弱P型或弱 N型本征半导体上用合金
法或扩散法形成发射极、 基极和集电极。其最大特 点是基区较长，基区结构 类似磁敏二极管，也有高
三、磁敏三极管的结构和工作原理
3、磁敏三极管的主要特性
(1) 磁电特性 (2) 伏安特性 (3) 温度特性及补偿 (4) 频率特性
第九章 磁敏传感器
§9-1 霍尔传感器 §9-2 磁敏电阻器 §9-3 磁敏二极管和磁敏三极管 §9-4 磁敏式传感器应用举例
§9-3 磁敏二极管和磁敏三极管 ——磁敏二/三极管是PN结型的磁电转换元件
一、磁敏二极管的结构和工作原理 1、结构
磁敏二极管的P型和N型电极由高阻材料制成； 在PN之间有一个较长的本征区I，本征区的一面磨 成光滑的复合表面(为I区)，另一面打毛，设置成高 复合区(为r区)，其目的是因为电子—空穴对易于在 粗糙表面复合而消失。当通以正向电流后就会在P 、I、N结之间形成电流。由此可知，磁敏二极管是 PIN型的。
3、磁敏二极管的主要特性
（1）磁电特性（灵敏度）
磁敏二极管通常有单只使用和互补使用两种 方式。单只使用时，正向磁灵敏度大于反向。 互补使用时，正、反向磁灵敏度曲线对称，且 在弱磁场下有较好的线性。
3、磁敏二极管的主要特性
（2）伏安特性
磁敏二极管正向偏压和通过其上电流的关系被 称为磁敏二极管的伏安特性。磁敏二极管在不同 磁场强度H下的作用，其伏安特性将不一样。
② 加磁场B +
当磁敏二极管受到外界 磁场B+（正向磁场）作 用时，则电子和空穴受 到洛仑兹力的作用而向
r区偏转，由于r区的电
子和空穴复合速度比
光滑面I区快，因此，形成的电流因复合速度
增快而减小。
一、磁敏二极管的结构和工作原理2 Nhomakorabea工作原理
③ 加磁场B -
当磁敏二极管受到外界 磁场B-（反向磁场）作 用时，电子、空穴受到