第8章1磁敏傳感器101026

1、 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 8.1 8.1 霍爾式傳感器霍爾式傳感器 8.2 8.2 磁敏傳感器磁敏傳感器 磁敏傳感器機械能機械能電電 量量磁電傳感器磁電傳感器 電感式傳感器是把被測電感式傳感器是把被測量轉(zhuǎn)換成電感量的變化，量轉(zhuǎn)換成電感量的變化， 磁敏傳感器通過檢測磁場磁敏傳感器通過檢測磁場的變化測量被測量。的變化測量被測量。deNdt 0eBlN 電壓靈敏度電壓靈敏度： 0/USVcms由由 磁敏傳感器靈敏度：磁敏傳感器靈敏度：0eN Blvsv 0SN Bl 0/IISA cmsv電流靈敏度電流靈敏度: : 根據(jù)以上原理有兩種磁電感應(yīng)式傳感器：根據(jù)以上原理有兩種磁電感應(yīng)式傳感器： 恒磁通式：磁

2、路系統(tǒng)恒定磁場，運動部件恒磁通式：磁路系統(tǒng)恒定磁場，運動部件 可以是線圈也可以是磁鐵?？梢允蔷€圈也可以是磁鐵。 變磁通式：線圈、磁鐵靜止不動，變磁通式：線圈、磁鐵靜止不動， 轉(zhuǎn)動物體引起磁阻、磁通變化。轉(zhuǎn)動物體引起磁阻、磁通變化。 恒磁通式恒磁通式變磁通式變磁通式（a）開磁路 （b）閉磁路變磁通式變磁通式開磁路閉磁路動鋼型動鋼型動圈型動圈型恒磁通式恒磁通式磁電感應(yīng)式傳感器磁電感應(yīng)式傳感器通常用來做機械振動通常用來做機械振動測量。振動傳感器結(jié)測量。振動傳感器結(jié)構(gòu)大體分兩種：構(gòu)大體分兩種： 動鋼型（線圈與動鋼型（線圈與殼體固定）殼體固定） 動圈型（永久磁動圈型（永久磁鐵與殼固定）鐵與殼固定）（線圈

3、隨被測物體運動）線圈隨被測物體運動）1-1-彈簧片彈簧片 2-2-阻尼環(huán)阻尼環(huán) 3-3-磁鐵磁鐵 4-4-鋁支架鋁支架 5-5-芯軸芯軸 6-6-線圈線圈v 動圈式振動速度傳感器動圈式振動速度傳感器輸出不從零開始，從輸出不從零開始，從 Va Va 開始開始 V V Va Va 必需克服靜摩擦力必需克服靜摩擦力, , 才能相對運動；才能相對運動； V Vc V Vc 慣性太大超過范圍慣性太大超過范圍 振動傳感器輸出特性振動傳感器輸出特性esv 磁鐵與線圈之間相對運動，運動速度接近振動速度，磁鐵與線圈之間相對運動，運動速度接近振動速度， 磁路氣隙中的線圈切割磁力線，產(chǎn)生于正比振動速度磁路氣隙中的線

4、圈切割磁力線，產(chǎn)生于正比振動速度 的感應(yīng)電動勢的感應(yīng)電動勢 ： ev電動勢正比與振動速度電動勢正比與振動速度0eBlN n 信號輸出送測量電路信號輸出送測量電路 直接輸出電動勢測量速度；直接輸出電動勢測量速度； 接入積分電路測量位移；接入積分電路測量位移； 接入微分電路測量加速度。接入微分電路測量加速度。 esvxvtdvadtv 積分電路輸出測量位移積分電路輸出測量位移 01( )iutu dtRC If CIf CIi RIi RUiUiU U0 0- - + +xvt 0iutu dtxesviuev0UU/ifiIIuR理想情況理想情況設(shè)電容設(shè)電容C C上初始電壓為零，上初始電壓為零，

5、U U（0 0）=0=0則有：則有：因為因為001( )(0)tu tuidtC電容上電壓在電容上電壓在t=0t=0以后以后v 微分電路輸出測量加速度微分電路輸出測量加速度 0( )iffduuti RRCdt I If f Rf RfIc CIc CUiUiU U0 0- - + +0UUcfII理想情況理想情況icduicdt因為因為esvdvadtiuev 0idudvautdtdtv 磁敏扭距傳感器：磁敏扭距傳感器： 當(dāng)扭距作用在轉(zhuǎn)軸上時，兩個磁電傳感器輸出的感應(yīng)當(dāng)扭距作用在轉(zhuǎn)軸上時，兩個磁電傳感器輸出的感應(yīng)電壓電壓u u1 1、u u2 2存在相位差，相差與扭距的扭轉(zhuǎn)角成正比，存在相

6、位差，相差與扭距的扭轉(zhuǎn)角成正比，傳感器可以將扭距引起的扭轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成相位差的電信號。傳感器可以將扭距引起的扭轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成相位差的電信號。轉(zhuǎn)軸測量電路測量電路磁電傳感器磁電傳感器1 1磁電傳感器磁電傳感器2 2齒型轉(zhuǎn)盤齒型轉(zhuǎn)盤u u1 1u u2 2u u 磁敏振動傳感器的特點：磁敏振動傳感器的特點： 磁敏振動傳感器是慣性式傳感器，不需要靜止的基準(zhǔn)磁敏振動傳感器是慣性式傳感器，不需要靜止的基準(zhǔn) 參考，可直接裝在被測體上。參考，可直接裝在被測體上。 傳感器是發(fā)電型傳感器，工作時可不加電壓，直接將機傳感器是發(fā)電型傳感器，工作時可不加電壓，直接將機 械能轉(zhuǎn)化為電能輸出。械能轉(zhuǎn)化為電能輸出。 速度傳感器的輸

7、出電壓正比于速度信號，便于直接放大。速度傳感器的輸出電壓正比于速度信號，便于直接放大。 輸出阻抗低幾十幾千歐，對后置電路要求低，干擾小。輸出阻抗低幾十幾千歐，對后置電路要求低，干擾小。 v航空，發(fā)動機等設(shè)備的振動實驗；航空，發(fā)動機等設(shè)備的振動實驗； v兵器，坦克、火炮發(fā)射的振動持續(xù)時間影響第二次發(fā)射；兵器，坦克、火炮發(fā)射的振動持續(xù)時間影響第二次發(fā)射； v民用，機床、車輛、建筑、橋梁、大壩振動監(jiān)測。民用，機床、車輛、建筑、橋梁、大壩振動監(jiān)測。uv Hall effect multiplier 實際應(yīng)用中實際應(yīng)用中磁敏元件主要用磁敏元件主要用于檢測磁場，而于檢測磁場，而與人們相關(guān)的磁與人們相關(guān)的磁

8、場范圍很寬，一場范圍很寬，一般的磁敏傳感器般的磁敏傳感器檢測的最低磁場檢測的最低磁場只能到只能到 10-6 10-6 高斯。高斯。610 磁場強度與磁場源的分布磁場強度與磁場源的分布測磁的方法：測磁的方法： 利用電磁感應(yīng)作用的傳感器（強磁場）如：利用電磁感應(yīng)作用的傳感器（強磁場）如： 磁頭、機電設(shè)備、測轉(zhuǎn)速、磁性標(biāo)定、差動變壓器；磁頭、機電設(shè)備、測轉(zhuǎn)速、磁性標(biāo)定、差動變壓器； 利用磁敏電阻、磁敏二極管、霍爾元件測量磁場；利用磁敏電阻、磁敏二極管、霍爾元件測量磁場； 利用磁作用傳感器，磁針、表頭、繼電器；利用磁作用傳感器，磁針、表頭、繼電器； 利用超導(dǎo)效應(yīng)傳感器，利用超導(dǎo)效應(yīng)傳感器，SQVID

9、SQVID 約瑟夫元件；約瑟夫元件； 利用核磁共振的傳感器，有光激型、質(zhì)子型。利用核磁共振的傳感器，有光激型、質(zhì)子型。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，磁敏傳感器正向薄膜化，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，磁敏傳感器正向薄膜化， 微型化和集成化方向發(fā)展。微型化和集成化方向發(fā)展。磁敏傳感器磁學(xué)量磁學(xué)量電信號電信號把一個導(dǎo)體（半導(dǎo)體薄片）兩端通以電把一個導(dǎo)體（半導(dǎo)體薄片）兩端通以電流流I I，在垂直方向施加磁感強度，在垂直方向施加磁感強度B B的磁場，的磁場，在薄片的另外兩側(cè)會產(chǎn)生一個與控制電流在薄片的另外兩側(cè)會產(chǎn)生一個與控制電流I I和磁場強度和磁場強度B B的乘積成比例的電動勢的乘積成比例的電動勢 。 或通電的導(dǎo)

10、體（半導(dǎo)體）放在磁場中，或通電的導(dǎo)體（半導(dǎo)體）放在磁場中，電流電流I I與磁場與磁場B B方向垂直，在導(dǎo)體另外兩側(cè)方向垂直，在導(dǎo)體另外兩側(cè)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。 HU18781878年美國物理學(xué)家霍爾首先發(fā)現(xiàn)金屬中的霍爾效應(yīng)，因為年美國物理學(xué)家霍爾首先發(fā)現(xiàn)金屬中的霍爾效應(yīng)，因為太弱沒有得到應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體太弱沒有得到應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)非常明顯，并且體積小有利于集成化?；魻杺鞑牧系幕魻栃?yīng)非常明顯，并且體積小有利于集成化。霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)感器是基于霍爾效應(yīng)在磁場作用下導(dǎo)體

11、中的自由電子做定向運動。在磁場作用下導(dǎo)體中的自由電子做定向運動。 每個電子受洛侖茲力作用被推向?qū)w的另一側(cè)：每個電子受洛侖茲力作用被推向?qū)w的另一側(cè)： LFe BHHUEb霍爾電場霍爾電場HHFeE霍爾電場作用于電子的力霍爾電場作用于電子的力當(dāng)兩作用力相等時電荷不再當(dāng)兩作用力相等時電荷不再 向兩邊積累達到動態(tài)平衡：向兩邊積累達到動態(tài)平衡：HLFFHeEe BIne bd 通過（半）導(dǎo)體薄片的電流通過（半）導(dǎo)體薄片的電流I與下列因素有關(guān)：與下列因素有關(guān)： 載流子濃度載流子濃度n，電子運動速度，電子運動速度v，導(dǎo)體薄片橫截面積，導(dǎo)體薄片橫截面積 b*d， e 為電子電荷量。為電子電荷量。HUBb霍

12、爾電勢：霍爾電勢：HHUEb代入后：代入后：HHHIBIBUBbRK IBnedd 1HRne HHRKd與薄片尺寸有關(guān)與薄片尺寸有關(guān)與材料有關(guān)與材料有關(guān)霍爾靈敏霍爾靈敏度度霍爾常數(shù)霍爾常數(shù)式中：式中：電阻率、電阻率、n n電子濃度電子濃度 電子遷移率電子遷移率=/E =/E 單位電場強度作用下載流子運動速度。單位電場強度作用下載流子運動速度?；魻栯妱菖c電霍爾電勢與電流和磁場強度流和磁場強度的乘積成正比的乘積成正比討論：討論： 任何材料在一定條件下都能產(chǎn)生霍爾電勢，但不是都可任何材料在一定條件下都能產(chǎn)生霍爾電勢，但不是都可 以制造霍爾元件以制造霍爾元件; ; 絕緣材料電阻率絕緣材料電阻率很大，

13、電子遷移率很大，電子遷移率很小，不適用；很小，不適用； 金屬材料電子濃度金屬材料電子濃度n n很高，很高，R RHH很小，很小，U UH H很小很小; ; 半導(dǎo)體材料電阻率半導(dǎo)體材料電阻率較大較大 R RH H大，非常適于做霍爾元件，大，非常適于做霍爾元件， 半導(dǎo)體中電子遷移率一般大于空穴的遷移率，所以霍爾半導(dǎo)體中電子遷移率一般大于空穴的遷移率，所以霍爾 元件多采用元件多采用 N N 型半導(dǎo)體（多電子）型半導(dǎo)體（多電子）; ; 由上式可見，厚度由上式可見，厚度d d越小，霍爾靈敏度越小，霍爾靈敏度 K KH H 越大，越大， 所以霍爾元件做的較薄，通常近似所以霍爾元件做的較薄，通常近似1 1微

14、米微米(d1(d1m)m) 。HHRKd1HRne HHUK IB 霍爾晶體的外形為矩形薄片有四根引線，霍爾晶體的外形為矩形薄片有四根引線， 兩端加激勵，兩端為輸出，兩端加激勵，兩端為輸出，RLRL為負(fù)載電阻為負(fù)載電阻 ； 電源電源E E通過通過R R控制激勵電流控制激勵電流I I； B B 磁場與元件面垂直（向里）磁場與元件面垂直（向里） 實測中可把實測中可把I I* *B B作輸入，作輸入， 也可把也可把I I或或B B單獨做輸入；單獨做輸入； 通過霍爾電勢輸出測量結(jié)果。通過霍爾電勢輸出測量結(jié)果。 輸出輸出UoUo與與I I或或B B成正比關(guān)系，或與成正比關(guān)系，或與I I* *B B成正比

15、關(guān)系。成正比關(guān)系。(1)(1)不等位電勢不等位電勢 當(dāng)霍爾元件通以激勵電流當(dāng)霍爾元件通以激勵電流I I時，若磁場時，若磁場B=0B=0，理論上霍爾電勢理論上霍爾電勢U UH H=0,=0,但實際但實際U UH H00，這時測得的，這時測得的空載電勢稱不等位電勢空載電勢稱不等位電勢 U U0 0 。 產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因：霍爾引出電極安裝不對稱不在霍爾引出電極安裝不對稱不在同一等位面上，或激勵電極接同一等位面上，或激勵電極接觸不良。觸不良。半導(dǎo)體材料不均勻，幾何尺半導(dǎo)體材料不均勻，幾何尺寸不均勻，造成電阻率不均寸不均勻，造成電阻率不均勻。勻。HHUK IB(1)(1)不等位電勢不等位電勢 不等

16、位電勢的補償：不等位電勢的補償： 不等位電勢可表示為不等位電勢可表示為 U U0 0 = r= r0 0 I IH H r r0 0不等位電阻不等位電阻 分析不等位電勢時可分析不等位電勢時可把霍爾元件等效為一把霍爾元件等效為一個電橋，不等位電壓個電橋，不等位電壓相當(dāng)于橋路初始有不相當(dāng)于橋路初始有不平衡輸出平衡輸出U U0 000，可在可在電阻大的橋臂上并聯(lián)電阻大的橋臂上并聯(lián)電阻。電阻。(2)(2)溫度誤差及補償溫度誤差及補償霍爾元件是半導(dǎo)體元件，它的許多參數(shù)與溫度有關(guān)?；魻栐前雽?dǎo)體元件，它的許多參數(shù)與溫度有關(guān)。當(dāng)溫度當(dāng)溫度T T變化時，載流子濃度變化時，載流子濃度n n、遷移率、遷移率、電

17、阻率、電阻率，霍爾系數(shù)霍爾系數(shù) R RH H 都會變化。以下是幾種補償方法：都會變化。以下是幾種補償方法： 恒流源補償：恒流源補償： 由由 U UH H = K= KH H I BI B 可見恒流源可見恒流源I I供電可使供電可使U UHH穩(wěn)定，穩(wěn)定， 但靈敏度系數(shù)但靈敏度系數(shù) K KH H = R= RHH/d = /d /d = /d 也是溫度的函數(shù)：也是溫度的函數(shù)： T T ，溫度溫度T T變化時靈敏度變化時靈敏度K KH H也變化。也變化。 多數(shù)霍爾器件是正溫度系數(shù)，多數(shù)霍爾器件是正溫度系數(shù)，T KT KH H ，可通過減小可通過減小I I保持保持 K KH H * * I I 不變，

18、抵消溫度造成不變，抵消溫度造成K KH H增加的影響。增加的影響。0001()1HtHHKKttKT(2)(2)溫度誤差及補償溫度誤差及補償u具體補償方法具體補償方法: :在霍爾元件上并聯(lián)一電阻在霍爾元件上并聯(lián)一電阻 Rp Rp 分流，分流，I IH HU UH H R RiNiN當(dāng)當(dāng)T TI IP PU UH HRpRp 自動加強分流，使自動加強分流，使Ip Ip 增大，增大， I IH H 下降，下降，U UH H下降；下降； 補償電阻補償電阻 Rp Rp 可選擇負(fù)溫度系數(shù)可選擇負(fù)溫度系數(shù). .I IH HR RP PT TI IP PU UH H(1)(1)位移測量位移測量 (2)(2)

19、測轉(zhuǎn)速測轉(zhuǎn)速 (3)(3)計數(shù)裝置計數(shù)裝置( (導(dǎo)磁產(chǎn)品導(dǎo)磁產(chǎn)品) )檢缺口檢缺口 檢齒檢齒磁磁 場場 測測 量量霍爾元件符號霍爾元件符號 霍爾傳感器位移測量原理霍爾傳感器位移測量原理 霍爾壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理霍爾壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理 線性線性霍爾集成電路霍爾集成電路( (測位移、測振動測位移、測振動) ) 輸出電壓在一定范圍與磁感應(yīng)強度輸出電壓在一定范圍與磁感應(yīng)強度B B成線性關(guān)系成線性關(guān)系 四端輸出四端輸出 開關(guān)型開關(guān)型集成器件集成器件( (測轉(zhuǎn)速、開關(guān)控制、判斷測轉(zhuǎn)速、開關(guān)控制、判斷N SN S極性極性) ) 輸出兩種狀態(tài)輸出兩種狀態(tài)H H、L L，高低電平轉(zhuǎn)換的磁場強度，高低電平轉(zhuǎn)換的磁場

20、強度B B不同不同 B B、B B形成切換回差形成切換回差, ,這是位置式作用傳感器的特點這是位置式作用傳感器的特點, , 作無觸點開關(guān)時可防止干擾引起的誤動作作無觸點開關(guān)時可防止干擾引起的誤動作 。 分為常開、常閉型兩種分為常開、常閉型兩種形成切換回形成切換回差差 霍爾開關(guān)元件性能演示霍爾開關(guān)元件性能演示動畫動畫集成霍爾元件集成霍爾元件集成霍爾元件集成霍爾元件 接口電路接口電路應(yīng)用應(yīng)用 ：無觸點開關(guān)：無觸點開關(guān)應(yīng)用應(yīng)用 ：交直流鉗形數(shù)字電流表：交直流鉗形數(shù)字電流表環(huán)形磁集束器作用是將載流導(dǎo)環(huán)形磁集束器作用是將載流導(dǎo)體中被測電流產(chǎn)生的磁場集中到霍體中被測電流產(chǎn)生的磁場集中到霍爾元件，以提高靈敏

21、度。爾元件，以提高靈敏度。 霍爾元件靈敏度霍爾元件靈敏度 控制電流控制電流c 霍爾元件的磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線電霍爾元件的磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線電流流 I x 成正比，成正比， B Ix ，由測量電，由測量電路求出霍爾輸出電勢：路求出霍爾輸出電勢： H = KHc B = KHc KB Ix KB為比例系數(shù)為比例系數(shù), KHc KB 一定一定霍爾元件霍爾元件磁集束器磁集束器導(dǎo)線電流導(dǎo)線電流 Ix鉗口鉗口應(yīng)用應(yīng)用 ：應(yīng)應(yīng)用用 ：應(yīng)用應(yīng)用 ：天然氣點火電路（無觸點開關(guān)）：天然氣點火電路（無觸點開關(guān)）高壓高壓 線圈線圈應(yīng)用應(yīng)用 ：霍爾計數(shù)裝置：霍爾計數(shù)裝置NS霍爾元件霍爾元件鋼珠鋼珠絕緣傳送帶絕緣傳送帶磁鋼磁鋼

22、信號輸出信號輸出n 磁敏元件也是基于磁電轉(zhuǎn)換原理磁敏元件也是基于磁電轉(zhuǎn)換原理,60,60年代西門子公司年代西門子公司研制了第一個磁敏元件研制了第一個磁敏元件,68,68年索尼公司研制成磁敏二極管年索尼公司研制成磁敏二極管, ,目前磁敏元件應(yīng)用廣泛。目前磁敏元件應(yīng)用廣泛。磁 敏 元 件磁敏傳感器主要有：磁敏傳感器主要有： 磁敏電阻；磁敏電阻； 磁敏二極管；磁敏二極管； 磁敏三極管；磁敏三極管； 霍爾式磁敏傳感器。霍爾式磁敏傳感器。 磁阻效應(yīng)：磁阻效應(yīng)：220(10.273)BB由于霍爾電場作用會抵消洛倫茲力由于霍爾電場作用會抵消洛倫茲力, ,磁阻效應(yīng)被大大減弱磁阻效應(yīng)被大大減弱, , 但仍然存在

23、。磁阻元件的電阻率與形狀有關(guān)：但仍然存在。磁阻元件的電阻率與形狀有關(guān)：長方形樣品長方形樣品 扁條狀長形扁條狀長形 圓盤樣品圓盤樣品 電阻變化很小電阻變化很小 磁阻變化明顯磁阻變化明顯 不產(chǎn)生霍爾電場不產(chǎn)生霍爾電場HHUEbHHUEbv 磁敏電阻磁敏電阻與與霍爾元件霍爾元件屬同一類屬同一類, ,都是磁電轉(zhuǎn)換元件都是磁電轉(zhuǎn)換元件, ,本質(zhì)不同是磁敏電阻沒有判斷極性的能力本質(zhì)不同是磁敏電阻沒有判斷極性的能力, ,只有與輔助材只有與輔助材料料( (磁鐵磁鐵) )并用才具有識別磁極的能力并用才具有識別磁極的能力. .磁敏電阻的輸出特性磁敏電阻的輸出特性例：例：磁阻圖形識別傳感器磁阻圖形識別傳感器BS05

24、A1HFAABS05A1HFAA檢測電路，檢測電路，工作電壓工作電壓5V5V，輸出，輸出0.30.30.8v0.8v，被測物體，被測物體3mm3mm，可測，可測磁性齒輪，磁性墨水，磁性條形碼，磁帶，識別有磁性齒輪，磁性墨水，磁性條形碼，磁帶，識別有機磁性（自動售貨機）。機磁性（自動售貨機）。 磁敏電阻的應(yīng)用磁敏電阻的應(yīng)用 無偏置磁場時無偏置磁場時, ,檢測磁檢測磁場不能判別磁性；輸出弱場不能判別磁性；輸出弱磁場時磁阻與磁場關(guān)系：磁場時磁阻與磁場關(guān)系： R = RR = R0 0（1+MB21+MB2） R R0 0 零磁場內(nèi)阻，零磁場內(nèi)阻，M M 零磁場系數(shù)；零磁場系數(shù)； 外加偏置磁場時，相當(dāng)

25、外加偏置磁場時，相當(dāng)在檢測磁場外加了偏置磁在檢測磁場外加了偏置磁場，工作點移到線性區(qū)，場，工作點移到線性區(qū)，磁極性也作為電阻值變化磁極性也作為電阻值變化表現(xiàn)出來，這時電阻值的表現(xiàn)出來，這時電阻值的變化為變化為 R = RR = RB B（1+MB1+MB） R RB B 加偏置磁場電阻加偏置磁場電阻偏置磁鐵偏置磁鐵R RM M（1 1）磁敏二極管）磁敏二極管（鍺管鍺管2ACM,硅管硅管2DCM） 特點：長特點：長“基區(qū)基區(qū)” PIPI為摻雜區(qū)，本征區(qū)為摻雜區(qū)，本征區(qū)I I長度較長構(gòu)成高阻半導(dǎo)體；長度較長構(gòu)成高阻半導(dǎo)體； 工作過程：磁敏二極管在長工作過程：磁敏二極管在長“基區(qū)基區(qū)”的一側(cè)面設(shè)置了

26、復(fù)合區(qū)的一側(cè)面設(shè)置了復(fù)合區(qū)r r，r r面是個面是個 粗糙面截流子復(fù)合速度非常高，粗糙面截流子復(fù)合速度非常高，r r區(qū)對面是復(fù)合率很小的光滑面。區(qū)對面是復(fù)合率很小的光滑面。 外加正向電壓時，同時注入外加正向電壓時，同時注入I I區(qū)。區(qū)。 v無磁場無磁場 B=0 B=0 時，大部分時，大部分P P區(qū)空穴區(qū)空穴N N電子形成電流；電子形成電流； v加正向磁場加正向磁場 B B，由于洛侖磁力作用，空穴電子偏向，由于洛侖磁力作用，空穴電子偏向r r區(qū)，并在區(qū)，并在r r區(qū)很快區(qū)很快 復(fù)合復(fù)合 ，I I區(qū)載流子減小區(qū)載流子減小 ，電流減小，電流減小 ，壓降增加，壓降增加 ； v加反向磁場加反向磁場 B

27、B，空穴電子偏向，空穴電子偏向r r區(qū)對面，復(fù)合減少區(qū)對面，復(fù)合減少 ，I I區(qū)載流子增加區(qū)載流子增加 ， 電阻減小電阻減小 電流增加電流增加 ，壓降減小，壓降減小 。（1 1）磁敏二極管）磁敏二極管（鍺管鍺管2ACM,硅管硅管2DCM）在正向磁場在正向磁場 作用下電阻大作用下電阻大 ，電流小，電流小 在負(fù)向磁場在負(fù)向磁場 作用下電阻小作用下電阻小 ，電流大，電流大 在磁場作用下，磁敏二極管靈敏度大大提高。在磁場作用下，磁敏二極管靈敏度大大提高。 輸出電壓與外加磁場的關(guān)系叫磁敏二極管的磁輸出電壓與外加磁場的關(guān)系叫磁敏二極管的磁電特性，電特性， 具有正反磁靈敏度，這是磁阻元件欠缺的。但正向磁靈敏度具有正反磁靈敏度，這是磁阻元件欠缺的。但正向磁靈敏度 大于反向磁靈敏度，需互補使用，對臂相同、臨臂相反。大于反向磁靈敏度，需互補使用，對臂相同、臨臂相反。UUB BE ED1D1D2D2D3D3D4D4U U0 0（2 2）磁敏三極管）磁敏三極管以鍺管以鍺管NPNNPN型為例：型為例： 磁敏三極管也是以長基區(qū)為特征，磁敏三極管也是以長基區(qū)為特征，有兩個有兩個PNPN結(jié)，發(fā)射極與基極之間的結(jié)，發(fā)射極與基極之間的PN PN 結(jié)由長基區(qū)二極管構(gòu)成，有一個高