霍尔片是一种用于测量磁场的器件,在电子和电路中有着广泛的应用。它最早是由美国物理学家爱德华·霍尔于1879年发明的,后来被人们命名为“霍尔片”。
霍尔片的核心是一个能够测量垂直于其表面磁场的半导体元件,当磁场在元件上方或下方通过时,会在元件内部形成一段电压差。据此,可以通过测量电压增量来计算出磁场的强度、方向等信息。霍尔片可以分为线性型和数字型两种,线性型霍尔片适用于测量弱磁场,而数字型霍尔片主要用于测量强磁场。
由于霍尔片具有灵敏、精准、响应速度快等优点,因此在电子和电路领域有着广泛的应用,如:
1. 汽车行业:霍尔片被用于测量发动机的转速、油门位置、喷油器的开关状态等。
2. 电机行业:霍尔片被用于测量电机转速及位置,如步进电机、无刷直流电机等。
3. 磁传感器:霍尔片被用于磁传感器中,如指南针、地磁仪、磁力计等。
4. 磁选器:霍尔片被用于磁选器中,可用于识别有磁性和无磁性物质的区别等。
根据制作工艺和应用性质的不同,霍尔片可以分为很多不同类型。其中比较常见的有以下几种:
1. 厚度型霍尔片:最常见的霍尔片类型,其有效区域厚度较大,电性能较好,价格较便宜。
2. 薄膜型霍尔片:体积小、重量轻,响应速度快,用于一些特殊环境下的应用,如微机电系统。
3. 细丝型霍尔片:由金属丝和薄膜霍尔元件组成,用于测量细小空间内的磁场。
霍尔片工作的基本原理是霍尔效应。霍尔效应是指,当有电流通过一条导体时,置于导体中的一个垂直于电流和导体之间的磁场中的另一导体上,会产生一电势差。导体在垂直磁场中的电势差称为霍尔电压(霍尔效应),而这一电势差和磁场、电流、导体形状、尺寸以及材料特性等因素都有关系。
在霍尔片中,电荷载流子(有时是电子)受到垂直于导体中的磁场力的作用,会偏转成一个方向。当电荷载流子偏转成这个方向时,就会在导体上产生电势差。这个电势差可以通过测量导体端的电压差来检测到。这就是霍尔片测量磁场的基本原理。