Principios de efecto Hall

El efecto Hall es el nombre de Edwin Hall, que en 1879 descubrió que un potencial de tensión se desarrolla a través de un portador de corriente placa conductora cuando un campo magnético pasa a través de la placa en una dirección perpendicular al plano de la placa, como se ilustra en el panel inferior de la Figura 1.

El principio físico fundamental detrás del efecto Hall es la fuerza de Lorentz, que se ilustra en el panel superior de la figura 1. Cuando un electrón se mueve a lo largo de una dirección, V, perpendicular al campo magnético aplicado, B, experimenta una fuerza, F, la fuerza de Lorentz, que es normal a tanto el campo aplicado y el flujo de corriente.

Figura 1. El efecto Hall y la fuerza de Lorentz.

Figura 1. El efecto Hall y la fuerza de Lorentz. Las flechas azules, B, representan un campo magnético que pasa perpendicularmente a través de la placa conductora.

En respuesta a esta fuerza, los electrones se mueven en una trayectoria curvada a lo largo del conductor y una carga neta, y por lo tanto un voltaje, se desarrolla a través de la placa. Este voltaje de Hall, V H , obedece a la fórmula siguiente, que muestra que V H es proporcional a la intensidad de campo aplicada, y que la polaridad de V H se determina por la dirección, ya sea norte o sur, del campo magnético aplicado. Por esta propiedad, el efecto Hall se emplea como un sensor magnético.

ecuación 1

dónde:

  • V H es la tensión de Hall a través de la placa conductora,
  • I es la corriente que pasa a través de la placa,
  • q es la magnitud de la carga de los portadores de carga,
  • ρn es el número de portadores de carga por unidad de volumen, y
  • t es el espesor de la placa.

Allegro circuitos integrados de semiconductores integran un elemento Hall, como el efecto Hall se aplica a ambas placas conductoras y las placas de semiconductores. Al utilizar el efecto Hall en un IC monolítico totalmente integrado, es posible medir la intensidad de campo magnético y crear una amplia gama de de efecto Hall circuitos integrados para muchas aplicaciones diferentes.

Un interruptor Allegro Hall está activado por un campo magnético positivo que se genera por un polo sur. Un campo positivo se encenderá el transistor de salida y conectar la salida a GND, actuando como un dispositivo de bajo activo.

El campo requerida para activar el dispositivo y encender el transistor de salida se denomina el punto de funcionamiento magnético, y se abrevia B OP . Cuando se elimina el campo el transistor de salida está apagada. El campo requerida para apagar el dispositivo una vez que se activa se denomina el punto de liberación magnético, o B RP. La diferencia entre B OP y B RP se denomina histéresis y se usa para prevenir la conmutación de rebote debido al ruido.

Allegro también hace pestillos magnéticos y dispositivos lineales. Pestillos magnéticos se encienden con un polo sur (B OP ) y se apagan con un polo norte (B RP ). La exigencia de un polo norte para desactivar el pestillo separa los cierres de interruptores simples. Debido a que no se apagan cuando se elimina el campo, que “pestillo”, la salida en el estado actual hasta que se aplica el campo opuesto. Cierres se utilizan para detectar los imanes giratorios para la conmutación del motor o sensor de velocidad.

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Por Shaun Milano, Allegro Microsystems, LLC