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磁敏电阻作业原理及特性_磁敏电阻的电路符号与使用

本站为您提供的磁敏电阻工作原理及特性_磁敏电阻的电路符号与应用,本文开始介绍了磁敏电阻器的特点和主要参数,其次阐述了磁敏电阻工作原理与磁敏电阻电路符号,最后介绍了磁敏电阻的应用对象及应用电路。

  什么是磁敏电阻

  磁敏电阻是一种对磁灵敏、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发作改变的现象称为磁阻效应。磁敏电阻一般用锑化铟(InSb)或砷化铟(InAs)等对磁具有灵敏性的半导体资料制成。半导体资料的磁阻效应包含物理磁阻效应和几许磁阻效应,其间物理磁阻效应又称为磁电阻率效应。

  当外加磁场的方向或强度发作改变时,磁敏电阻的阻值相应改动[2],运用该改变,可精确地测试出磁场的相对位移。例如,在一个长方形半导体InSb片中,沿长度方向有电流经过期,若在垂直于电流片的宽度方向上施加一个磁场,半导体InSb片长度方向上就会发作电阻率增大的现象。

  磁敏电阻器的特色

  1、磁阻效应原理;

  2、磁检测灵敏度高;

  3、输出信号幅值大;

  4、抗电磁干扰能力强;

  5、分辨力高。

磁敏电阻作业原理及特性_磁敏电阻的电路符号与运用

  磁敏电阻器的首要参数

  1)磁阻比:指在某一规则的磁感应强度下,磁敏电阻器的阻值与零磁感应强度下的阻值之比。

  2)磁阻系数:指在某一规则的磁感应强度下,磁敏电阻器的阻值与其标称阻值之比。

  3)磁阻灵敏度:指在某一规则的磁感应强度下,磁敏电阻器的电阻值随磁感应强度的相对改变率。

  磁敏电阻作业原理

  磁敏资料

  磁敏资料能经过磁阻效应将磁信号转换成电信号。磁阻效应包含资料的电阻率随磁场而改变和元件电阻值随磁场而改变两种现象。前者称磁电阻率效应或物理磁阻效应,后者称为磁电阻效应或几许磁阻效应。

  磁敏电阻资料首要是电子迁移率大的半导体资料,还有铁镍钴合金。常用的半导体有InSb(或InSb-NiSb共晶资料)、砷化铟(InAs)和砷化镓(GaAs)等资料,一般用N型。

  高纯度InSb和InAs的电子迁移率分别为5.6~6.5m/(V·s)和2.0~2.5m/(V·s)。InSb的禁带宽度小,受温度影响大。GaAs的禁带宽度大,电子迁移率也相当大[0.8m/(V·s)],受温度影响小,且灵敏度也高。

  镍钴合金和镍铁合金的电阻温度系数小,功能安稳,灵敏度高,且具有方向性,可制作强磁性磁阻器材,用于磁阻的检测等方面。

  用半导体资料制作的磁敏电阻器、无触点电位器、模仿运算器和磁传感器等运用于丈量、计算机、无线电和自动操控等方面。半导体InSb-NiSb磁敏电阻器用于磁场、电流、位移和功率丈量及模仿运算器等方面,其阻值为10Ω~1kΩ,相对灵敏度6~18(B=1T),温度系数-2.9%~0.09%(1/℃)(B=1T),极限作业频率1~10MHz。在丈量小于0.01T的弱磁场时,有必要附加以偏置磁场才干进行。

  Ni-Co薄膜磁敏电阻器首要用于勘探磁场方向、磁带方位检测、丈量和操控转速或速度以及无触点开关等方面。阻值有1、10、250kΩ,相对灵敏度2%以上(3&TImes;10T下),温度系数3000±500&TImes;10(1/℃),感应磁场3&TImes;10T以上,作业温度-55~150℃。在检测磁场回转或可逆磁场以下的磁信号时,也应选用偏置磁场。

  结构及原理

  1.、半导体磁敏电阻

  一般半导体磁敏电阻是由基片、半导体电阻条(内含短路条)和引线三个首要部分组成的。基片又名衬底,一般是用0.1~0.5mm厚的云母、玻璃作成的薄片,也有运用陶瓷或经氧化处理过的硅片作基片的。电阻条一般是用锑化锢(InSb)或砷化铟(InAs)等半导体资料制成的半导体磁敏电阻条,在制作过程中,为了进步磁敏电阻的阻值,缩小其体积、进步灵敏度常把它作成如图1所示的结构。

磁敏电阻作业原理及特性_磁敏电阻的电路符号与运用

  图1 半导体磁敏电阻结构

  半导体资料的电阻率ρ随外磁场强度改变而改变的现象叫作半导体的物理磁阻效应或叫作磁阻率效应。这是因为在外施磁场的效果下,流经半导体磁敏电阻的载流子受洛仑兹力的效果使其活动途径发作偏斜,然后形成它从一个电极流到另一个电极所流过的途经(即载流子运动的轨道)要比无磁场效果时所经过的途经要长,故其电阻值增大。咱们把载流子在磁场效果下的均匀偏斜视点θ叫作均匀霍尔角。它与外施磁场及载流有如下联系:

磁敏电阻作业原理及特性_磁敏电阻的电路符号与运用

  式中一文看懂磁敏电阻作业原理及特性为电子迁移率;B为外施磁场的磁感应强度。从式(1)能够看出:半导体磁敏电阻资料的载流子迁移率越大,其偏斜的均匀霍尔角就越大,电阻的改变就越大。这种电阻的改变和磁场强度的联系大致能够以为:在弱磁场的效果下,半导体磁敏电阻的相对改变率R/R0与所施磁场的磁感应强度B的平方成正比;而在强磁场的效果下,半导体磁敏电阻的相对改变率ΔR/R0则与所施磁场的磁感应强度B成正比。

  2、磁性金属薄膜磁敏电阻

  强磁性金属薄膜磁敏电阻器材的结构如图2所示,和半导体磁敏电阻相同,它也是由基片、强磁性金属薄膜的电阻体和表里引线三部分组成的。基片一般是用厚为0.1~0.5mm的玻璃片、高频陶瓷片或经氧化处理的硅片制成;电阻体一般是选用半导体平面工艺中的真空镀膜(或溅射)、光刻、腐蚀工艺而制成的;内引线是用硅铝丝或金丝选用超声压焊或金丝球焊而焊接的,外引线是用非磁性的铜片等资料焊接的。

磁敏电阻作业原理及特性_磁敏电阻的电路符号与运用

  图2 强磁性金属薄膜磁敏电阻结构

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