Hallovy sondy

Značka Hallova senzoru
Obr. 1: Značka Hallova senzoru

Hallova sonda, nebo hallův senzor je součástka, jejíž napětí je závislé na velikosti vnějšího magnetického pole. Funkce je založena na Hallově jevu, schématická značka je zobrazena na obr. 1.

Hallův jev

Edwin Herbert Hall
Obr. 2: Edwin Herbert Hall.
Zdroj: commons.wikimedia.org

Tento jev poprvé pozoroval a popsal americký fyzik Edwin Herbert Hall v roce 1879. V malé míře jej pozorujeme u kovů, podstatně významější je ale u polovodivých materiálů, které mají vysokou koncentraci vodivostních elektronů.

Vložíme-li vodivou destičku tloušťky d, kterou protéká řídící elektrický proud I, do magnetického pole s magnetickou indukcí By, kolmou na směr proudu, pak ve třetím směru, kolmém na směr proudu a zároveň na směr magnetického pole změříme potenciálový rozdíl UH. Následkem Hallova jevu vzniká Hallovo napětí:

$$U_H = R_H\frac{I B_y}{d}$$

Konstanta úměrnosti RH se označuje jako Hallova konstanta, její jednotka je m3A-1s-1.

Využití Hallových sond

Asi nejběžnější aplikací je snímání polohy nebo kontrola přítomnosti magnetických objektů. Dále se využívá pro bezkontaktní měření proudu v transformátorech.

Konstrukce

Pro konstrukce Hallových sensorů potřebujeme materiály s vysoce pohyblivými elektrony, tomuto kritériu vyhovují zejména:

  • Galium arsenid (GaAs)
  • Indium arsenid (InAs)
  • Fosfid inditý (InP)
  • Antimonid inditý (InSb)
  • Grafen

Literatura

  1. Understanding and Applying the Hall Effect

Další kapitoly