为电子迁移率;B为外施磁场的磁感应强度。从式(1)可以看出:半导体磁敏电阻材料的载流子迁移率越大,其偏斜的平均霍尔角就越大,电阻的变化就越大。这种电阻的变化和磁场强度的关系大致可以认为:在弱磁场的作用下,半导体磁敏电阻的相对变化率R/R0与所施磁场的磁感应强度B的平方成正比;而在强磁场的作用下,半导体磁敏电阻的相对变化率ΔR/R0则与所施磁场的磁感应强度B成正比。
2、磁性金属薄膜磁敏电阻
强磁性金属薄膜磁敏电阻器件的结构如图2所示,和半导体磁敏电阻一样,它也是由基片、强磁性金属薄膜的电阻体和内外引线三部分组成的。基片一般是用厚为0.1~0.5mm的玻璃片、高频陶瓷片或经氧化处理的硅片制成;电阻体通常是采用半导体平面工艺中的真空镀膜(或溅射)、光刻、腐蚀工艺而制成的;内引线是用硅铝丝或金丝采用超声压焊或金丝球焊而焊接的,外引线是用非磁性的铜片等材料焊接的。
图2 强磁性金属薄膜磁敏电阻构造
磁敏电阻电路符号
下图为磁敏电阻在电路中的图形符号,用大写的R表示电阻,用字母M表示其阻值与磁性相关。
下图所示是3根引脚磁敏电阻的等效电路,两根引脚之间加有5V直流工作电压,另一根引脚输出信号。
磁敏电阻的应用
1.作控制元件
可将磁敏电阻用于交流变换器、频率变换器、功率电压变换器、磁通密度电压变换器和位移电压变换器等等。
2.作计量元件
可将磁敏电阻用于磁场强度测量、位移测量、频率测量和功率因数测量等诸多方面。
3.作模拟元件
可在非线性模拟、平方模拟、立方模拟、三次代数式模拟和负阻抗模拟等方面使用。
4.作运算器
可用磁敏电阻在乘法器、除法器、平方器、开平方器、立方器和开立方器等方面使用。
5.作开关电路
可应用在在接近开关、磁卡文字识别和磁电编码器等方面。
6.作磁敏传感器
用磁敏电阻作核心元件的各种磁敏传感器,其工作原理都是相同的,只是根据用途、结构不同而种类各异。主要有:
①测磁传感器。如新型磁通表,测定恒定磁场及交变磁场或电机电器等剩磁的仪器,用于航海、航空的导航仪器。
②转速传感器。如构成新型的数字式转速表、频率计等。
③位移和角位移传感器。微位移传感器是工业用机器人的基本器件。
④铁磁物质探伤用的传感器。
⑤可变电阻器、无接触电位器以及无触点、高性能的磁开关(作定位及控制用)。
磁敏电阻和电子元件配合可以构成振荡器、乘法器、函数发生器、调制器、交直流变换器和倍频器等,还可用来鉴别磁性油墨印的纸币和票证的真伪。
磁敏电阻应用电路
下图所示是磁敏电阻应用电路,电路中,R1和R2是磁敏电阻,A1为电压比较器。