磁敏电阻

几何磁阻效应是指半导体材料磁阻效应，与半导磁敏电阻的用途颇广，这里将简要介绍七种应用。

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

在接近开关、磁卡文字识别和磁电编码器等方面。

图3是磁敏电阻作为接近开关使用的典型应用电路。在这里，为了提高检测灵敏度，在选用锑化铟磁敏电阻时，应选用磁阻比值较大的，或采用磁能积较大的永久磁铁。图4是采用三端差分型磁敏电阻组成的识别磁性油墨浓度、文字、图形等的识别电路，它能输出O．1～1．5mV的电平，当频率在100～5000Hz的范围内．可得到约90dB的增益。

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。

磁敏传感器的工作原理如图5所示。其中的磁敏电阻是由Ra与Rb构成的三端式差分元件，且阻值相等，①端与③端为电压输入端，②端和③端(或②端和①端)为输出端。这样．由Ra和Rb构成一个分压电路。永久磁钢的面积与Ra及Rb的面积相等．然后它覆盖在Ra和Rb上面，仅留一个微小的间隙以便能左右移动。若是Ra或Rb的磁阻比RB/RO=B，当永久磁钢完全覆盖在Ra上，②端和③端的输出电压最小；当永久磁钢完全覆盖在Rb上时，②端与③端输出电压最大；当永久磁铁处于中央位置，就是将Ra和Rb各覆盖一半时输出电压恰好等于输入电压的/2。

7．作无触点电位器

用磁敏电阻作无触点电位器的原理同图5．只是将磁敏电阻Ra和Rb分别做成了两个圆形·组合在一起成了一个圆环，永久磁铁为一个面积与上述磁敏电阻面积相等的半圆。永久磁铁的位移不是直线式而是360度旋转式，其结构如图6所示。当永久磁钢完全覆盖Ra时．输出电压最小，当永久磁钢沿顺时针旋转90度，恰好覆盖Ra、Rb各1/2，则输出电压为输入电压的1/2；当Rb全部被永久磁钢覆盖时．此时输出电压最大。

磁敏电阻器是利用磁阻效应制成的，其阻值会随穿过它的磁通量密度的变化而变化。

半导体磁阻元件在弱磁场中的电阻率p与磁感应强度B之间有如下的关系BR>式中:ρ---在磁场中的电阻率;

ρ。--无磁场时的电阻率;

p---半导体中空穴载流子数量;

N---半导体中电子载流子数量;

μn、μP--载流子的迁移率;

B---磁感应强度。

从上式可以看出，当半导体材料确定时，磁敏电阻器的阻值与磁感应强度呈平方关系。

上式仅适用于弱磁场，在强磁场下，磁敏电阻器的阻值与磁感应强度呈线性关系。　磁敏电阻器多采用锑化钢(InSb)半导体材料制造。

它主要用于测定磁场强度、测量频率和功率等的测量技术，运算技术，自动控制技术以及信息处理技术，并可用于制作无触点开关和可变元接触电位器等。

磁敏电阻(Magnetic Resistance)是利用半导体的磁阻效应制造的，常用InSb(锑化铟)材料加工而成。半导体材料的磁阻效应包括物理磁阻效应和几何磁阻效应。其中物理磁阻效应又称为磁电阻率效应。

磁敏电阻是利用半导体的磁阻效应制造的，常用InSb(锑化铟)材料加工而成。半导体材料的磁阻效应包括物理磁阻效应和几何磁阻效应,其中物理磁阻效应又称为磁电阻率效应。

在一个长方形半导体InSb片中，沿长度方向有电流通过时，若在垂直于电流片的宽度方向上施加一个磁场，半导体InSb片长度方向上就会发生电阻率增大的现象。这种现象就称为物理磁阻效应。

阻值随着光线的强弱而发生变化的电阻器. 分为可见光光敏电阻、红外光光敏电阻、紫外光光敏电阻.选用时先确定电路的光谱特性.

如果您打算在整个温度范围内均使用热敏电阻温度传感器件，那么该器件的设计工作会颇具挑战性。热敏电阻通常为一款高阻抗、电阻性器件，因此当您需要将热敏电阻的阻值转换为电压值时，该器件可以简化其中的一个接口问题。然而更具挑战性的接口问题是，如何利用线性 ADC 以数字形式捕获热敏电阻的非线性行为。

"热敏电阻"一词源于对"热度敏感的电阻"这一描述的概括。热敏电阻包括两种基本的类型，分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。要确定热敏电阻周围的温度，您可以借助Steinhart-Hart公式:T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))来实现。其中，T为开氏温度;RT为热敏电阻在温度T时的阻值;而 A0、A1和A3则是由热敏电阻生产厂商提供的常数。

热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变，而这种改变是非线性的，Steinhart-Hart公式表明了这一点。在进行温度测量时，需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流，以创建一个等效电压，该等效电压具有非线性的响应。您可以使用配备在微控制器上的参照表，尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。即使您可以在微控制器固件上运行此类算法，但您还是需要一个高精度转换器用于在出现极端值温度时进行数据捕获。

另一种方法是，您可以在数字化之前使用"硬件线性化"技术和一个较低精度的 ADC。(Figure 1)其中一种技术是将一个电阻RSER与热敏电阻RTHERM以及参考电压或电源进行串联(见图1)。将 PGA(可编程增益放大器)设置为1V/V，但在这样的电路中，一个10位精度的ADC只能感应很有限的温度范围(大约±25°C)。

Figure 1,请注意，在图1中对高温区没能解析。但如果在这些温度值下增加 PGA 的增益，就可以将 PGA 的输出信号控制在一定范围内，在此范围内 ADC 能够提供可靠地转换，从而对热敏电阻的温度进行识别。

微控制器固件的温度传感算法可读取 10 位精度的 ADC 数字值，并将其传送到PGA 滞后软件程序。PGA 滞后程序会校验 PGA 增益设置，并将 ADC 数字值与图1显示的电压节点的值进行比较。如果 ADC 输出超过了电压节点的值，则微控制器会将 PGA 增益设置到下一个较高或较低的增益设定值上。如果有必要，微控制器会再次获取一个新的 ADC 值。然后 PGA 增益和 ADC 值会被传送到一个微控制器分段线性内插程序。

从非线性的热敏电阻上获取数据有时候会被看作是一项"不可能实现的任务"。您可以将一个串联电阻、一个微控制器、一个 10 位 ADC 以及一个 PGA 合理的配合使用，以解决非线性热敏电阻在超过±25°C温度以后所带来的测量难题。

伏安特性

和普通晶体管的伏安特性曲线类似。由图可知，磁敏三极管的电流放大倍数小于1。

磁电特性

华文中宋磁敏三极管的磁电特性是应用的基础，右图为国产NPN型3BCM(锗)磁敏三极管的磁电特性，在弱磁场作用下，曲线接近一条直线。

温度特性及其补偿

华文中宋磁敏三极管对温度比较敏感，使用时必须进行温度补偿。对于锗磁敏三极管如3ACM、3BCM，其磁灵敏度的温度系数为0.8%/0C;硅磁敏三极管(3CCM)磁灵敏度的温度系数为-0.6%/0C 。因此，实际使用时必须对磁敏三极管进行温度补偿。