1、,學(xué)習(xí)目標(biāo)： 使學(xué)生認(rèn)識、了解磁敏二極管傳感器；了解磁敏二極管的工作原理和特性；能應(yīng)用磁敏二極管傳感器。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： （1）磁敏二極管的工作原理。（2）磁敏二極管傳感器的應(yīng)用。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 磁敏二極管傳感器的工作原理。,磁敏傳感器是利用磁與電之間的關(guān)系，其中包括磁阻效應(yīng)，磁電效應(yīng)和霍爾效應(yīng)等等原理造成的傳感器。 磁阻效應(yīng)是指磁場垂直通過沿長度方向有電流通過的半導(dǎo)體時(shí)，在沿電流方向的半導(dǎo)體電阻率發(fā)生改變的原理。應(yīng)用這磁阻效應(yīng)可以制造出磁敏電阻傳感器。,概述,磁電效應(yīng)是指利用導(dǎo)體和磁場相對運(yùn)動而在導(dǎo)體兩端輸出感應(yīng)電動勢的原理。應(yīng)用磁電效應(yīng)可制造出磁電式傳感器。 霍爾效應(yīng)是指在半導(dǎo)體（導(dǎo)體）中接入相

2、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(chǎn)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(yīng)，應(yīng)用霍爾效應(yīng)制造出的霍爾傳感器廣泛應(yīng)用在機(jī)械測試、自動化測量等領(lǐng)域。,任務(wù)描述 磁敏傳感器電路是由有磁敏器件、轉(zhuǎn)換電路和控制電路組成的。如下圖所示。,任務(wù)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(yīng)用電路，正確選擇磁電傳感器是實(shí)現(xiàn)磁電測量和控制的關(guān)鍵。由于磁電傳感器已經(jīng)把磁能轉(zhuǎn)換為電能信息，所以除了磁電傳感器，驅(qū)動電路是必需的電路。執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jī)械模式。磁電傳感器應(yīng)用于有磁場有關(guān)的場合中。由于磁電傳感器種類很多，在應(yīng)

3、用時(shí)要視電路的功能選擇磁電傳感器，這樣才能適當(dāng)?shù)貞?yīng)用磁電傳感器。,磁敏二極管是利用載流子在磁場中運(yùn)動時(shí)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(dǎo)體器件，是為了探測較弱的磁場而設(shè)計(jì)的。,由磁敏二極管構(gòu)成的具有平衡調(diào)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(yīng)用,電路組成和功能作用 由磁敏二極管VD14組成全橋式電路，電位器RP1用來平衡調(diào)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(jīng)過適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展、組合、轉(zhuǎn)換，可得到多種形式電路，它廣泛應(yīng)用于磁場檢測、電流測量、無損探傷、無觸點(diǎn)開關(guān)以

4、及無電刷直流電動機(jī)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(diào)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(shí)uo已經(jīng)有了輸出。輸出越大，磁場感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)。,磁敏電阻電路符號與標(biāo)稱 磁敏電阻器的圖形符號如圖所示，標(biāo)稱用R或RG、RL表示。,磁敏二極管結(jié)構(gòu)與原理 磁敏二極管的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。它的結(jié)構(gòu)形式與PIN二極管相似，是一種PIN結(jié)構(gòu)的器件。 它是一種用一塊接近于本征高純度半導(dǎo)體材料硅或鍺，在其兩端用合金或擴(kuò)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PIN結(jié)構(gòu)。在本征區(qū)的側(cè)面上，用研磨或擴(kuò)散等工藝形成高復(fù)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(fù)極端。,磁敏二極管基本結(jié)構(gòu)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(fù)極，它也有單向?qū)щ娞匦?，如圖所示加上磁場，則： 磁敏二極管在無磁場作用下，形成正常電流i。 加入B磁場時(shí)，磁敏二極管電阻增大，電流減小。 加入B磁場時(shí)，磁敏二極管電阻減小，電流增大。隨著磁場強(qiáng)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(shù) 磁敏二極管的特性參數(shù)有比較多大家熟悉的參數(shù)，如最大耗散功率、工作電壓、工作電