霍爾傳感器的溫度補(bǔ)償

霍爾傳感器的溫度補(bǔ)償（用恒電壓源搭建電路）08電子信息工程（2）120081003222林明星摘要：霍爾元件的用途，隨著技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在測(cè)量交流電流和直流電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、微型開(kāi)關(guān)、霍爾磁頭、壓力、轉(zhuǎn)速、位移和位置等方面都有著廣泛的應(yīng)用。但是它存在兩項(xiàng)主要誤差:一是不等位電勢(shì)，另一是溫度誤差。減小溫度誤差常采用恒流源溫度補(bǔ)償法或采用電壓源的溫度補(bǔ)償法，其補(bǔ)償效果相當(dāng)良好。本文討論用怛壓源進(jìn)行溫度補(bǔ)償。正文：一般半導(dǎo)體材料的電阻率、遷移率和載流子濃度等都隨溫度而變化。霍爾元件由半導(dǎo)體材料制成，因此它的性能參數(shù)如輸入和輸出電阻、霍爾常數(shù)等也隨溫度而變化，致使霍爾電勢(shì)變化，產(chǎn)生溫度誤差。為了減小溫度誤差，除選用溫度系數(shù)較小的材料如神化銦外,還可以采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電路。下面討論用恒壓源泉進(jìn)行溫度誤差的補(bǔ)償方法。為了減小霍爾元件的溫度誤差，除選用溫度系數(shù)小的元件或采用恒溫措施外，由°H=H 可看出；穩(wěn)定輸入電流'是個(gè)有較措施，可以使霍爾電勢(shì)穩(wěn)定。但也只能是減小由于輸入電阻隨溫度變化所引起的激勵(lì)電流的變化的影響。kH霍爾元件的靈敏系數(shù)H也是溫度的函數(shù)，它隨溫度變化將引起霍爾電勢(shì)的變化?；魻栐撵`敏度與溫度的關(guān)系可寫(xiě)成心0[1+心式中：kH0 溫度T0時(shí)的^H值；AT=T-T0――溫度變化量；霍爾電勢(shì)溫度系數(shù)。

大多數(shù)霍爾元件的溫度系數(shù)是正值，它們的霍爾電勢(shì)隨溫度升高而增加aAT。但如果同時(shí)讓激勵(lì)電流相應(yīng)地減小，并能保持^H^H乘積不變，也就抵消了靈敏系數(shù)增加的影響。圖1就是按此電路設(shè)計(jì)的一個(gè)既簡(jiǎn)單，補(bǔ)償效果又較好的補(bǔ)償電路。電路中Us為恒壓源,分壓電阻Rp與霍爾元件的激勵(lì)電極相串聯(lián)。當(dāng)霍爾元件的輸入電阻隨溫度升高而增加時(shí)，電阻Rp也隨溫度升高而增加，減小了霍爾元件的激勵(lì)電流1H,從而達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

在圖1所示的溫度補(bǔ)償電路中，高初始溫度為T(mén)o,霍爾元件輸入電阻為Rio,靈敏系數(shù)為Kho,分流電阻為Rpo,根據(jù)分壓概念得IH0（Rio+Rpo）=US當(dāng)溫度升至T時(shí)，電路中各參數(shù)變?yōu)镽=R0[1+6^T]Rp=Rpo[1邛AT]式中：3 霍爾元件輸入電阻溫度系數(shù)8 分流電阻溫度系數(shù)因而IHRpo["AT]+|Hr/AT]=Us溫度升高了AT，為使霍爾電勢(shì)不變，補(bǔ)償電路必須滿(mǎn)足升前、后的霍你電溫度升高了勢(shì)不變,勢(shì)不變,即4。=UH,則有Kho1KhoIhoB=Kh有Kho1H0=KhIH(1)Rpo=(a—a)/(a—8)當(dāng)霍爾元件選定后，它的輸入電阻ri0溫度系數(shù)a及霍爾電勢(shì)溫度系數(shù)a是確定值。(1)由式⑴即可計(jì)算出分壓電阻Rp。及所需的溫度系數(shù)。值。為了滿(mǎn)足Rpo及。兩個(gè)條件。分壓電阻可取溫度系數(shù)不