磁敏傳感器的不同工作原理

　　磁敏傳感器，顧名思義就是感知磁性物體的存在或者磁性強度(在有效范圍內)這些磁性材料除永磁體外，還包括順磁材料(鐵、鈷、 鎳及其它們的合金)當然也可包括感知通電(直、交)線包或導線周圍的磁場。

　　磁敏傳感器的不同工作原理：

　　一、傳統的磁檢測中首先被采用的是電感線圈為敏感元件。特點正是無須在線圈中通電，一般僅對運動中的永磁體或電流載體起敏感作用。后來發展為用線圈組成振蕩槽路的。如探雷器，金屬異物探測器，測磁通的磁通計等(磁通門，振動樣品磁強計)。

　　二、霍爾傳感器

　　霍爾傳感器是依據霍爾效應制成的器件。

　　霍爾效應：通電的載體在受到垂直于載體平面的外磁場作用時，則載流子受到洛倫茲力的作用， 并有向兩邊聚集的傾向,由于自由電子的聚集(一邊多一邊必然少)從而形成電勢差， 在經過特殊工藝制備的半導體材料這種效應更為顯著。從而形成了霍爾元件。早期的霍爾效應的材料Insb(銻化銦)。為增強對磁場的敏感度,在材料方面半導體IIIV 元素族都有所應用。近年來，除Insb之外，有硅襯底的，也有砷化鎵的。霍爾器件由于其工作機理的原因都制成全橋路器件，其內阻大約都在150Ω~500Ω之間。對線性傳感器工作電流大約在2~10mA左右，一般采用恒流供電法。

　　Insb與硅襯底霍爾器件典型工作電流為10mA。而砷化鎵典型工作電流為2 mA。作為低弱磁場測量，我們希望傳感器自身所需的工作電流越低越好。(因為電源周圍即有磁場，就不同程度引進誤差。另外，目前的傳感器對溫度很敏感，通的電流大了，有一個自身加熱問題。(溫升)就造成傳感器的零漂。這些方面除外附補償電路外，在材料方面也在不斷的進行改進。

　　霍爾傳感器主要有兩大類，一類為開關型器件，一類為線性霍爾器件，從結構形式(品種)及用量、產量前者大于后者。霍爾器件的響應速度大約在1us 量級。

　　三、磁阻傳感器

　　磁阻傳感器，磁敏二極管等是繼霍爾傳感器后派生出的另一種磁敏傳感器。采用的半導體材料于霍爾大體相同。但這種傳感器對磁場的作用機理不同，傳感器內載流子運動方向與被檢磁場在一平面內。(順便提醒一點，霍爾效應于磁阻效應是并存的。在制造霍爾器件時應努力減少磁阻效應的影響，而制造磁阻器件時努力避免霍爾效應(在計算公式中，互為非線性項)。

　　在磁阻器件應用中，溫度漂移的控制也是主要矛盾，在器件制備方面，磁阻器件由于與霍爾不同，因此，早期的產品為單只磁敏電阻。由于溫度漂移大，現在多制成單臂(兩只磁敏電阻串聯)主要是為補償溫度漂移。目前也有全橋產品，但用法(目的)與霍爾器件略有差異。據報導磁阻器件的響應速度同霍爾1uS量級。

　　磁阻傳感器由于工作機理不同于霍爾，因而供電也不同，而是采用恒壓源(但也需要一定的電流)供電。當后續電路不同對供電電源的穩定性及內部噪聲要求高低有所不同。

　　磁敏傳感器的發展特點

　　1.集成電路技術的應用。將硅集成電路技術應用于磁敏傳感器，制成集成磁敏傳感器。

　　2.InSb薄膜技術的開發成功，使得霍爾器件產能劇增，成本大幅度下降。

　　3.強磁體合金薄膜得到廣泛應用。各種磁阻器件出現，應用領域廣泛。

　　4.非晶合金材料的應用。與基礎器件配套應用，大大改善了磁傳感器性能。

　　5.巨磁電阻多層薄膜的研究與開發。新器件的高靈敏度，高穩定性，引起研制高密度記錄磁盤讀出頭的科技人員的極大關注。