《傳感器技術及應用(全彩)》工作任務3-2磁敏二極管傳感器

之二磁敏二極管傳感器磁敏傳感器是利用磁與電之間的關系，其中包括磁阻效應，磁電效應和霍爾效應等等原理造成的傳感器。磁阻效應是指磁場垂直通過沿長度方向有電流通過的半導體時，在沿電流方向的半導體電阻率發(fā)生改變的原理。應用這磁阻效應可以制造出磁敏電阻傳感器。概述

磁電效應是指利用導體和磁場相對運動而在導體兩端輸出感應電動勢的原理。應用磁電效應可制造出磁電式傳感器?；魻栃侵冈诎雽w（導體）中接入相互垂直的磁場和電流，則在與磁場和電流均垂直的方向上產生一個電動勢，這個電動勢我們稱為霍爾電動勢，這一原理稱為霍爾效應，應用霍爾效應制造出的霍爾傳感器廣泛應用在機械測試、th自動化測量等領域。

任務描述磁敏傳感器電路是由有磁敏器件、轉換電路和控制電路組成的。如下圖所示。任務條件磁電傳感器電路是以電傳感器為核心的測量、控制及應用電路，正確選擇磁電傳感器是實現磁電測量和控制的關鍵。由于磁電傳感器已經把磁能轉換為電能信息，所以除了磁電傳感器，驅動電路是必需的電路。執(zhí)行機構是終端，它可以采用不同的執(zhí)行方式模式，一般是磁、電、聲、機械模式。磁電傳感器應用于有磁場有關的場合中。由于磁電傳感器種類很多，在應用時要視電路的功能選擇磁電傳感器，這樣才能適當地應用磁電傳感器。磁敏二極管是利用載流子在磁場中運動時會受到洛倫茲力作用的原理制成的。這是一種對磁場極為敏感的半導體器件，是為了探測較弱的磁場而設計的。之二磁敏二極管傳感器一、應用案例

由磁敏二極管構成的具有平衡調整的全橋式磁場探測電路。電路如下圖。1.磁敏二極管在磁場探測電路的應用安裝電路注意事項（1）制作線路板后，根據電路圖檢查線路有否開路或短路；（2）必須選擇電路合適的磁敏二極管參數，且基本參數應該一致；為了克服單只磁敏二極管由于溫度變化而引起的工作點漂移，可以采用兩只磁敏二極管背靠背或面對面地重疊安裝，（3）特別檢查磁敏二極管傳感器的質量，它是電路工作和功能實現的關鍵；安裝電路注意事項（4）要按裝配工藝要求進行焊接和安裝；（5）要選擇合適的電源電壓，不能隨意變動電源的電壓，否則電路不能正常工作；（6）測試電路參數時要按規(guī)范操作儀器設備，不得在帶電的情況下進行元器件的焊接與安裝。電路組成和功能作用

由磁敏二極管VD1~4組成全橋式電路，電位器RP1用來平衡調節(jié)，使回到兩支路的電源保持一致，使橋路平衡。該電路放在磁場中，全橋輸出端便有輸出信號。該電路是一種磁場探測基本電路，經過適當的擴展、組合、轉換，可得到多種形式電路，它廣泛應用于磁場檢測、電流測量、無損探傷、無觸點開關以及無電刷直流電動機的自動控制等。

電路工作過程

首先把電路置于無磁場的環(huán)境，調整電位器RP1，使VD1和VD3正極的電位相等，測量uo為零。把電路再置于檢測的磁場，此時uo已經有了輸出。輸出越大，磁場感應強度越強。二、知識鏈接

磁敏電阻電路符號與標稱

磁敏電阻器的圖形符號如圖所示，標稱用R或RG、RL表示。

磁敏二極管結構與原理

磁敏二極管的基本結構如圖所示。它的結構形式與PIN二極管相似，是一種P＋—I—N＋結構的器件。

它是一種用一塊接近于本征高純度半導體材料硅或鍺，在其兩端用合金或擴散法分別制作P＋和N＋區(qū)，中間隔以較長的近本征區(qū)，從而形成P＋—I—N＋結構。在本征區(qū)的側面上，用研磨或擴散等工藝形成高復合區(qū)r，由此制成磁敏二極管P＋端引線為正極端，N＋端引線為負極端。磁敏二極管基本結構圖

要使磁敏二極管正常工作，必須要在P＋端接電源正極，N＋端接電源負極，它也有單向導電特性，如圖所示加上磁場，則：

①磁敏二極管在無磁場作用下，形成正常電流i。②加入B＋磁場時，磁敏二極管電阻增大，電流減小。③加入B－磁場時，磁敏二極管電阻減小，電流增大。隨著磁場強度的增加，電阻的變化增大，所以磁敏二極管對磁場的靈敏度很高。

磁敏二極管上加入磁場電流的變化基本參數

磁敏二極管的特性參數有比較多大家熟悉的參數，如最大耗散功率、工作電壓、工作電流、負載電阻、磁場輸出電壓、ΔV＋溫度系數和工作頻率等。磁敏二極管檢測

由于磁敏二極管具有PIN二極管相似的特性，所以用萬用表可以檢測磁敏二極管的質量。三、評價