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ホールセンサ

図 3.82: ホール素子とドライブ回路
\includegraphics[scale=0.7]{Figs/hole-sensor.eps}
半導体に、$x$方向に電流を流し、$y$方向に磁場をかける。 この時試料を流れている荷電粒子(キャリア)は 図3.82のように 磁場による ローレンツ力を受けて$z$方向に動く。 これによって電流と磁場の両方に直交する方向に電場(ホール電場)が現れる。 これがホール効果である。 ホール素子などによる磁場の検出に用いられるほか、 半導体の電気的特性の測定などに応用される。

$R_h$: ホール係数、$B$: 磁界、$I$: 電流、$d$: 素子の幅とすると、 式(3.36)に示すホール電圧を生じる。

\begin{displaymath}
V_h=R_h I \frac{B}{d}
\end{displaymath} (3.36)

ホール係数の大きな InSb(インジウムアンチモン)、GaAs(ガリウム砒素)や Si が用いられる。

通常、 GaAs(ガリウム砒素)など標準的なホール素子は定電流動作が好ましい が、 InSb(インジウムアンチモン)は温度計数が小さくなる定電圧動作が良いとされて いる[23]。

このホール素子とデジタル化IC を組み合わしたものを ホールICといい、磁界の 検知出力が ON/OFF であるものが多い。



表 3.15: 金属・半導体のホール係数 m
物質 ホール係数 物質 ホール係数 物質 ホール係数
Li 1.7 Cu 0.54 Ag 9.0
Au 0.7 Al 1020 Be 2.4
In 1600        
Si,Ge, GaAs, InP... ドープ金属の量と種類によって異なる



Ken Kishimoto 2014-06-02