《传感器技术及应用(全彩)》工作任务3-2磁敏二极管传感器

之二磁敏二极管传感器磁敏传感器是利用磁与电之间的关系，其中包括磁阻效应，磁电效应和霍尔效应等等原理造成的传感器。磁阻效应是指磁场垂直通过沿长度方向有电流通过的半导体时，在沿电流方向的半导体电阻率发生改变的原理。应用这磁阻效应可以制造出磁敏电阻传感器。概述

磁电效应是指利用导体和磁场相对运动而在导体两端输出感应电动势的原理。应用磁电效应可制造出磁电式传感器。霍尔效应是指在半导体（导体）中接入相互垂直的磁场和电流，则在与磁场和电流均垂直的方向上产生一个电动势，这个电动势我们称为霍尔电动势，这一原理称为霍尔效应，应用霍尔效应制造出的霍尔传感器广泛应用在机械测试、th自动化测量等领域。

任务描述磁敏传感器电路是由有磁敏器件、转换电路和控制电路组成的。如下图所示。任务条件磁电传感器电路是以电传感器为核心的测量、控制及应用电路，正确选择磁电传感器是实现磁电测量和控制的关键。由于磁电传感器已经把磁能转换为电能信息，所以除了磁电传感器，驱动电路是必需的电路。执行机构是终端，它可以采用不同的执行方式模式，一般是磁、电、声、机械模式。磁电传感器应用于有磁场有关的场合中。由于磁电传感器种类很多，在应用时要视电路的功能选择磁电传感器，这样才能适当地应用磁电传感器。磁敏二极管是利用载流子在磁场中运动时会受到洛伦兹力作用的原理制成的。这是一种对磁场极为敏感的半导体器件，是为了探测较弱的磁场而设计的。之二磁敏二极管传感器一、应用案例

由磁敏二极管构成的具有平衡调整的全桥式磁场探测电路。电路如下图。1.磁敏二极管在磁场探测电路的应用安装电路注意事项（1）制作线路板后，根据电路图检查线路有否开路或短路；（2）必须选择电路合适的磁敏二极管参数，且基本参数应该一致；为了克服单只磁敏二极管由于温度变化而引起的工作点漂移，可以采用两只磁敏二极管背靠背或面对面地重叠安装，（3）特别检查磁敏二极管传感器的质量，它是电路工作和功能实现的关键；安装电路注意事项（4）要按装配工艺要求进行焊接和安装；（5）要选择合适的电源电压，不能随意变动电源的电压，否则电路不能正常工作；（6）测试电路参数时要按规范操作仪器设备，不得在带电的情况下进行元器件的焊接与安装。电路组成和功能作用

由磁敏二极管VD1~4组成全桥式电路，电位器RP1用来平衡调节，使回到两支路的电源保持一致，使桥路平衡。该电路放在磁场中，全桥输出端便有输出信号。该电路是一种磁场探测基本电路，经过适当的扩展、组合、转换，可得到多种形式电路，它广泛应用于磁场检测、电流测量、无损探伤、无触点开关以及无电刷直流电动机的自动控制等。

电路工作过程

首先把电路置于无磁场的环境，调整电位器RP1，使VD1和VD3正极的电位相等，测量uo为零。把电路再置于检测的磁场，此时uo已经有了输出。输出越大，磁场感应强度越强。二、知识链接

磁敏电阻电路符号与标称

磁敏电阻器的图形符号如图所示，标称用R或RG、RL表示。

磁敏二极管结构与原理

磁敏二极管的基本结构如图所示。它的结构形式与PIN二极管相似，是一种P＋—I—N＋结构的器件。

它是一种用一块接近于本征高纯度半导体材料硅或锗，在其两端用合金或扩散法分别制作P＋和N＋区，中间隔以较长的近本征区，从而形成P＋—I—N＋结构。在本征区的侧面上，用研磨或扩散等工艺形成高复合区r，由此制成磁敏二极管P＋端引线为正极端，N＋端引线为负极端。磁敏二极管基本结构图

要使磁敏二极管正常工作，必须要在P＋端接电源正极，N＋端接电源负极，它也有单向导电特性，如图所示加上磁场，则：

①磁敏二极管在无磁场作用下，形成正常电流i。②加入B＋磁场时，磁敏二极管电阻增大，电流减小。③加入B－磁场时，磁敏二极管电阻减小，电流增大。隨着磁场强度的增加，电阻的变化增大，所以磁敏二极管对磁场的灵敏度很高。

磁敏二极管上加入磁场电流的变化基本参数

磁敏二极管的特性参数有比较多大家熟悉的参数，如最大耗散功率、工作电压、工作电流、负载电阻、磁场输出电压、ΔV＋温度系数和工作频率等。磁敏二极管检测

由于磁敏二极管具有PIN二极管相似的特性，所以用万用表可以检测磁敏二极管的质量。三、评价