《磁电式传感器》课件

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1、4.1磁敏电阻传感器磁阻效应：当一载流体置于磁场中，其电阻会随着磁场而变化磁阻效应方程：在只有电子参与导电的简单情况下磁敏电阻的灵敏度一般是非线性的，且受温度影响较大S级N级0.30.20.100.10.20.3R/Ω1000500B/T温度（℃）020150504080100电阻（Ω）10060半导体磁阻元件的温度特性不好。元件的电阻值在不大的温度变化范围内减小的很快。因此，在应用时，一般都要设计温度补偿电路。4.2磁敏二极管和磁敏三极管磁敏二极管、三极管是继霍尔元件和磁敏电阻之后发展起来的新型磁电转换元件，它们具有磁灵敏度高，能识别磁场的极性、体积小、电路简单等特点，因

2、而日益得到重视，并在检测、控制等方面得到应用4.2.1磁敏二极管+－（a）结构（b）符号P+N+I区r区P+-I结N+-I结4.2.1磁敏二极管当磁敏二极管未受到外界磁场作用时，外加正向偏压后，则有大量的空穴从P+-I结进入I区，同时也有大量电子从N+-I结进入I区。进入I区的空穴和电子大部分通过漂移和扩散运动到达对面的电极形成电流。少部分由于热运动进入r区而复合P+N+I区r区4.2.1磁敏二极管的结构原理P+N+I区r面H+P+-I结N+-I结4.2.1磁敏二极管的工作原理P+N+I区r面H-P+-I结N+-I结4.2.2磁敏二极管的主要特性伏安特性4.2.1磁敏二极管

3、的主要特性磁电特性4.2.1磁敏二极管的主要特性T/℃020400.20.40.60.81.0E=6VB=0.1T8060-20-5-4-3-2-1IΔUI/mAΔU/V温度特性4.2.1磁敏二极管的测量电路Rm1EU0Rm24.2.1磁敏二极管的测量电路Rm1Rm2Rm3Rm4EU0ERm1Rm2RLU0RL4.2.2磁敏三极管的结构原理在弱P型或弱N型本征半导体上用合金法或扩散法制成发射极、基极和集电极。基区较长，有高复合速率的r区和本征I区。长基区分为运输基区和复合基区bcecN+eH-H+bIrN+P+磁敏三极管的工作原理当磁敏三极管末受磁场作用时，由于基区宽度大于

4、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。因而形成基极电流大于集电极电流的情况，使β＜1N+N+eP+xIrbcy磁敏三极管的工作原理当受到正向磁场(H+)作用时，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N+N+eP+xrbycI磁敏三极管的工作原理当反向磁场(H-)作用时，在H-的作用下，载流子向集电极一侧偏转，使集电汲电流增大H-yN+N+eP+xIrbc4.2.2磁敏三极管的主要特性伏安特性Ib=0Ib=5mA1.00.80.60.40.20246810Ic/mAIb=4mAIb=3mAIb=2m

5、AIb=1mAUce/VIb=4mA,B=-1kG1.00.80.60.40.20246810Ic/mAIb=4mA,B=0Ib=4mA,B=1kG不受磁场作用时磁场为1kGs基极为3mA4.2.2磁敏三极管的主要特性-3-2-112345B/0.1TΔIc/mA0.50.40.30.20.13BCM磁敏三极管的磁电特性磁灵敏度4.2.2磁敏三极管的主要特性4.2.2温度补偿ECR1μAmAV1VmReR2对于硅磁敏三极管因其具有负温度系数，可用正温度系数的普通硅三极管来补偿因温度而产生的集电极电流的漂移4.2.3温度补偿WVmU0EC锗磁敏二极管电流随温度升高而增加的这

6、一特性，使其作为硅磁敏三极管的负载，从而当温度升高时，可补偿硅磁敏三极管的负温度漂移系数所引起的电流下降4.2.3温度补偿U0W1RLVm1Vm2ECW2RLRe采用两只特性一致、磁极相反的磁敏三极管组成的差动电路。这种电路既可以提高磁灵敏度，又能实现温度补偿，它是一种行之有效的温度补偿电路磁敏二极管的应用5放大器显示仪表42315放大器显示仪表42311裂缝；2磁敏管探头；3铁芯；4激励线圈；5被测棒材小节电磁式传感器结构与工作原理霍尔元件霍尔效应磁阻效应霍尔元件的误差和补偿磁敏二极管和磁敏三极管结构原理2，6，7