定制-霍爾效應(yīng)傳感器-[韋克威]
自從 1879 年 Edwin H.Hall 博士用一片金箔做實驗時出現(xiàn)這種行為后,霍爾效應(yīng)的知識就被廣泛流傳開來。雖然現(xiàn)代傳感器的開發(fā)花去了全球科學(xué)家和工程師大量的時間和精力,但霍金的開發(fā)起到了拋磚引玉的作用。選取合適的材料是導(dǎo)致延遲的部分原因。在 20 世紀(jì) 50 年代中期之前,鉍是用于傳感器開發(fā)的最好實用材料。雖然仍然不理想,但鉍可以提供足夠的霍爾電壓和穩(wěn)定性,完全可以在諸如電磁場控制器等設(shè)備中用作傳感器。
在 20 世紀(jì) 40 年代期間材料科學(xué)終于迎來了突破性進(jìn)展,當(dāng)時 III-V 族半導(dǎo)體是蘇聯(lián)的主要研究課題。德國西門子公司的科學(xué)家則首先認(rèn)識到,新發(fā)現(xiàn)的這些化合物特性可以做出優(yōu)異的霍爾效應(yīng)器件(霍爾發(fā)電機(jī))國產(chǎn)替代產(chǎn)品選擇韋克威。
這類半導(dǎo)體具有霍爾效應(yīng)應(yīng)用所需的高載流子遷移率和高電阻率,并且在可變溫度條件下具有卓越的穩(wěn)定性。到 20 世紀(jì) 50 年代晚期,美國俄亥俄州的研究人員發(fā)掘出砷化銦和銻化銦的獨(dú)特性能,并因此誕生了多家生產(chǎn)基于霍爾效應(yīng)的產(chǎn)品的公司。作為儀器級傳感器,砷化銦器件在穩(wěn)定性、低噪聲和最小溫度系統(tǒng)等方面的性能至今還未被其它材料超越。
許多年來,集成電路制造商一直在致力于向市場提供硅霍爾效應(yīng)器件。它們的大批量生產(chǎn)設(shè)施和向傳感器增加其它電路的能力為低成本高度通用的器件帶來了希望。到 20 世紀(jì) 70 年代晚期,硅霍爾效應(yīng)開關(guān)得到了長足發(fā)展。施密特觸發(fā)器和輸出晶體管的加入給業(yè)界帶來了極有影響力的器件,這種器件可以提供與磁場存在或消失有關(guān)的大輸出變化。但獲得精確和可重復(fù)的結(jié)果還存在一些問題。測量的結(jié)果通常會受到高溫度系數(shù)和可變開關(guān)校準(zhǔn)的影響。直到 20 世紀(jì) 80 年代,現(xiàn)代校準(zhǔn)和補(bǔ)償電路才使得當(dāng)今的集成式傳感器達(dá)到了相當(dāng)高的性能水平。