- ХОЛЛА ДАТЧИК
- ХОЛЛА ДАТЧИК
-
- полупроводниковый прибор, преобразующий на основе Холла эффекта индукцию внеш. магн. поля в электрич. напряжение. Представляет собой тонкую пластинку (или плёнку) полупроводника (напр., Si, Ge, GaAs, InSb), укреплённую (напылённую) на прочной подложке из диэлектрика (слюды, керамики, феррита), с четырьмя электродами для подведения тока и съёма эдс Холла (VX).
При помещении X. д. в магн. поле с индукцией В, направ-
ленной перпендикулярно пластине (рис.), на осн. носители заряда действует сила Лоренца F =q[uB], отклоняющая их
к одной из граней пластины (q - заряд, u- скорость носителя
заряда). Накопление носителей заряда у одной из граней и их недостаток у другой приводит к образованию электрич. поля Е X и V Х. Поле EX препятствует накоплению зарядов, и, как только создаваемая им сила станет равной силе Лоренца (qEX = quB), разделение зарядов прекратится. Т. к. эдс Холла Vx = EXd=uBd, то при толщине пластины а
где R=1/p или R=1/n - коэф. Холла ( р, п - концентрации положит. и отрицат. носителей заряда соответственно). Для увеличения магниточувствительности X. д. необходимо увеличивать R, т. е. уменьшать концентрацию осн. носителей заряда. Однако в полупроводнике, близком к собственному, коэф. R~mp2- m2nn резко уменьшается при n
р.
При питании X. д. от источника напряжения V эдс Холла VX= VBmd/l, где m - подвижность осн. носителей заряда. Коэф. использования X. д. h = Р н/Р вх~(m В)2, где Р вх - мощность, потребляемая входной цепью, Р н - мощность, выделяемая во внеш. нагрузке; поэтому для создания X. д. необходимо использовать полупроводники с высокой подвижностью носителей заряда. К таким материалам относятся германий, арсенид галлия, антимонид индия.
X. д. широко применяют в устройствах измерителей магн. индукции и в аналоговых вычислит. машинах в качестве умножит. элементов. Разработан ряд интегральных схем со встроенным X. д. Схемы могут быть либо с аналоговым выходом (выходной сигнал пропорц. В), либо цифровым (при определённом В выходное напряжение скачком изменяется от минимального до максимального). На их основе созданы датчики перемещения, измерители частоты вращения, электронные компасы, бесконтактные переключатели, бесколлекторные электродвигатели пост. тока и т. д.
Лит.: Никулин И. М., Стафеев В. И., Физика полупроводниковых приборов, 2 изд., М., 1990; Хомерики О. К., Полупроводниковые преобразователи магнитного поля, М., 1986.
И. М. Викулин.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.