Датчик Холла. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Датчик Холла

Датчик Холла - 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 (V_X).

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 E_X препятствует накоплению зарядов, и, как только создаваемая им сила станет равной силе Лоренца (qE_X = quB), разделение зарядов прекратится. Т. к. эдс Холла V_x = E_Xd=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~m_p²- m²_nn резко уменьшается при n

р.

При питании датчика Холла от источника напряжения V эдс Холла V_X= VBmd/l, где m - подвижность осн. носителей заряда. Коэф. использования X. д. h = Р_н/Р_вх~(mВ)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.

Датчики Холла широко применяют в устройствах измерителей магн. индукции и в аналоговых вычислит. машинах в качестве умножит. элементов. Разработан ряд интегральных схем со встроенным датчиком Холла. 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.

Литература по

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.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира