Датчик холла Советский патент 1979 года по МПК G01R33/07 

(54) ДАТЧИК ХОЛЛА

Изобретение относится к приборостроению, в частности к приборам, основанным на эффекте Холла; может быть использовано при создании измерителей малых перемещений, бесконтактных измерителей тока и.мощности, а также в уст- ройствах- автоматики и вычислительной техники.

Известны датчики Холла, содержащие два токовых и два холловских электрода l.

Эти датчики характ.еризуются тем, что для устранения напряжений неэквипо-тенциальности U ц j применяют резисторные схемы. Однако наличие резистор- ных схем приводит к потерям мощности во входной и выходной цепях, .что недопустимо при.использовании датчика Холла в приборах с автономным питанием от батарей.

Известен пятиэлектродный датчик Холла, состоящий из полупроводниковой пластины, холловских, одного линейного и двух точечных токовых электродов,

В котором устранение иЦ9 достигается без потерь выходной мощности 2 .

Недостатки данного датчика - наличие точечных контактов в токовой цепи, а также МайШ чз ёствитёльность, невысокая надежность.

Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности пятиэлектродного датчика Холла с расщепленным токовым электродом.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике Холла, содержащем полупроводниковую пластину, холловские и токовые электроды, один из которых расщеплен отдельных контакта,

5 контакты расщепленного токового электрода выполняются линейными на всю ширину датчика и отделяются друг от друга разрезом, проходящим по токо0вой оси симметрии и делящим датчик на два канала от расщепленного .токового электрода до линии, соединяющей ближние края холловских электродов.

На чертеже показана конструкция датчика.

Полупроводниковая пластина 1 содержит холловские электроды 2 и линейный (на всю ширину пластины) токовый электрод 3. Второй токовый электрод расщеплен, на два линейных электрода 4 и 5 разрезом 6, который проходит вдоль токовой оси симметрии А-А датчика,причем разрез выполнен до линии Б-Б, которая соединяет ближние к расщепленному электроду края холловскихэлектродов. Для устранения U цд к линейным электродам 4 и 5 подсоединяют переменный резистор 7. Смещением движка резистора управляющий ток перерасп веделяют по токовым каналам через электроды 4 и 5.

Допустимая величина входного тока датчика определяется величиной площади поверхности 5 токового электрода: .

,;

где -j - максимально допустимая плотность тока.

Поскольку площадь линейного контакта расщеплённого токового электрода ( 5 ди„ ) предлагаемого датчика больше, чем площадь точечного контакта расщепленного токового электрода ( 3 . ) датчика-прототипа в раз {при одинаковой толщине датчиков), причем

,;

при одинаковом значении j рабочий ток Л предлагаемого датчика не меIjee чем на 100% больще рабочего тока датчика-прототипа. Увеличение рабочего тока J-ц в заявляемом датчике в свою очередь приводит к повьпыению его выходного напряжения не менее чем на 1ОО%, т.е. - к повыщению вольтовой чувствительности пятиэлектродного датчика с расщепленным токовым электродом. Увеличение линейных размеров контактов расщепленного токового элемента приводит к уменьшению токовых шумов, обусловленных в аатчике - прототипе точечными токовыг.ш контрактами. Кроме того, ток более равномерно распределяется по всей ширине пластины полупроводника, т.е. нет перегрева в

прикоитпктиой области растопленного токового электрода, что значительно повышает гсадежность описанного датчика.

Для эффективного устранения U ц g входной ток О не должен шунтиро - ваться контактами расщепленного токового электрода. С этой целью в датчикепрототипе один из линейных электродов расщеплен на два точечных контакта, которые для уменьшения шунтирования этими контактами тока J максимально удалены друг от друга. В предлагаемом датчике с линейными контактами расщепленного токового электрода, в отличие от да-Лика-прототипа, наличие разреза исключает шунтирование тока J . Для возможно большего уменьшения (J разрез необходимо выполнять почти до середины датчика, а именно до линии,

соединяющий края холловских электродов

Тогда линии тока будут максимально искривляться на краю разреза - в области холловских электродов. Поэтому и максимальное искривление эквипотенциальны линий будет именно в области холл овских электродов, что позволит наиболее эффективно уменьшить (

Формула изобретения

Датчик Холла, содержащий полупроводниковую пластину, Холловские и токо- .вые электроды, один из которых расщеплен на два отдельных контакта, отличающийся, тем, что, с целью повышения его чувствительности и надежности, контакты расщепленного токового электрода выполнены линейными на всю ширину датчика и отделены друг от друг разрезом, проходящим по токовой оси симметрии и делящим датчик на два канла от расщепленного токового электрода до линии, соединяющей ближние края холловских электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 62-65.

г- Б

1-