描述
磁敏电阻是什么？
磁敏电阻是一种对磁敏感且具有磁阻效应的电阻元件。磁场中物质电阻变化的现象称为磁阻效应。锆通常用于磁敏电阻(InSb)或砷化铟(InAs)由对磁敏感的半导体材料制成。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，也称为磁阻效应。
当外部磁场的方向或强度发生变化时，磁敏电阻的电阻值相应地发生变化2，可以准确地测试磁场的相对位移。例如，在矩形半导体中InSb当电流沿长度方向通过时，如果在垂直于电流的宽度方向上施加磁场，半导体InSb电阻率会在片长方向上增加。
磁敏电阻的特点
1、磁阻效应原理；
2.磁检测灵敏度高；
3.输出信号幅值大；
4.抗电磁干扰能力强；
5.分辨率高。
磁敏电阻器的主要参数
1)磁阻比:指磁敏电阻的电阻值与零磁感应强度下的电阻值之比。
2)磁阻系数：指磁敏电阻的电阻值与其标称电阻值之比。
3)磁阻灵敏度：指磁敏电阻的电阻值随磁感应强度的相对变化率。
磁敏电阻的工作原理
磁敏材料
磁敏材料能通过磁阻效应将磁信号转换成电信号。磁阻效应包括材料的电阻率随磁场而变化和元件电阻值随磁场而变化两种现象。前者称磁电阻率效应或物理磁阻效应，后者称为磁电阻效应或几何磁阻效应。
磁敏电阻材料主要是电子迁移率高的半导体材料和铁镍钴合金。常用的半导体包括InSb(或InSb-NiSb砷化镓，共晶材料)(InAs)和砷化镓(GaAs)等材料，一般用N型。
高纯度InSb和InAs电子迁移率分别为5.6～6.5m/(V·s)和2.0～2.5m/(V·s)。InSb禁带宽度小，受温度影响大。GaAs禁带宽度大，电子迁移率大0.8m/(V·s)受温度影响小，灵敏度高。
镍钴合金和镍铁合金的电阻温度系数小，性能稳定，灵敏度高，方向性强，可用于磁阻检测。
用半导体材料制作的磁敏电阻器、无触点电位器、模拟运算器和磁传感器等应用于测量、计算机、无线电和自动控制等方面。半导体InSb-NiSb磁场、电流、位移、功率测量和模拟运算器采用磁敏电阻，其电阻值为10Ω～1kΩ，6~18的相对灵敏度(B=1T)，温度系数-2.9%～0.09%(1/℃)(B=1T)，极限工作频率1~10MHz。在测量小于0.01T在弱磁场中，必须添加偏置磁场。
Ni-Co薄膜磁敏电阻器主要用于检测磁场方向、磁带位置检测、测量和控制速度或速度以及无触点开关。电阻值为1、10和250kΩ，相对灵敏度超过2%(3)×10T下)，温度系数30000±500×10(1/℃)，感应磁场3×10T工作温度-55~150℃。偏置磁场也应用于检测磁场反转或可逆磁场以下的磁信号。
结构及原理
1.、半导体磁敏电阻
半导体磁敏电阻通常由三个主要部分组成：基板、半导体电阻条（包括短路条）和导线。基板也被称为衬底，通常是0.1~0.5mm由厚云母和玻璃制成的薄片也由陶瓷或氧化硅片制成。电阻条通常用锑化监禁(InSb)或砷化铟(InAs)等半导体材料制成的半导体磁敏电阻条，在制造过程中，为了提高磁敏电阻的电阻值，经常将其制成如图1所示的结构。
图1
半导体材料的电阻率ρ随着磁场强度的变化而变化的现象称为半导体的物理磁阻效应或磁阻率效应。这是因为在外部磁场的作用下，流经半导体磁敏电阻的载流子在洛仑兹力的作用下偏离了其流动路径，导致其从一个电极流向另一个电极（即载流子运动轨迹）的流动路径比没有磁场的流动路径要长，因此其电阻值增加。我们将载流子在磁场作用下的平均偏差角度θ称为平均霍尔角。它与外部磁场和载流有以下关系：
式中
电子迁移率；B外部磁场的磁感应强度。从类型（1）可以看出，半导体磁敏电阻材料的载流子迁移率越大，平均霍尔角偏差越大，电阻变化越大。该电阻的变化与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与磁场的磁感应强度B平方成正比；在强磁场的作用下，半导体磁敏电阻的相对变化率ΔR/R0与磁场的磁感应强度B成正比。
2.磁性金属膜磁敏电阻
如图2所示，强磁电阻器件的结构如图2所示。与半导体磁敏电阻一样，它也由三部分组成：基板、强磁性金属膜的电阻体和内外引线。基板通常为0.1~0.5mm玻璃片、高频陶瓷片或氧化硅片；电阻体通常由半导体平面工艺中的真空涂层（或溅射）、光刻和腐蚀工艺制成；内引线采用超声波压力焊接或金球焊接，外引线采用非磁性铜片等材料焊接。
图2
磁敏电阻电路符号
下图显示了电路中磁敏电阻的图形符号，大写R用字母表示电阻M表示其阻值与磁性有关。
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，另一个引脚输出信号。
磁敏电阻的应用
1.作为控制元件
可用于交流变换器、频率变换器、功率电压变换器、磁通密度电压变换器、位移电压变换器等。
2.作为测量元件
磁场强度测量、位移测量、频率测量和功率因数测量可用于磁敏电阻。
3.作为模拟元件
可用于非线性模拟、平方模拟、立方模拟、三代数模拟和负阻抗模拟。
4．作运算器
磁敏电阻用于乘法器、除法器、平方器、开平方器、立方器和开立方器。
5.作为开关电路
可应用于接近开关、磁卡文字识别和磁电编码器。
6.作为磁敏传感器
各种磁敏传感器以磁敏电阻为核心元件，其工作原理相同，但根据不同的用途和结构而有所不同。主要包括：
①测磁传感器。例如，新型磁通表用于航海和航空导航仪器，测量恒定磁场、交变磁场或电机电器等剩磁仪器。
②转速传感器。如新型数字转速表、频率计等。
③位移和角位移传感器。微位移传感器是工业机器人的基本装置。
④用于铁磁物质探伤的传感器。
⑤可变电阻器、无接触电位器和无接触、高性能磁开关（定位和控制）。
磁敏电阻和电子元件可以构成振荡器、乘法器、函数发生器、调制器、交直流变换器和倍频器，也可以用来识别磁墨印刷纸币和票据的真实性。
磁敏电阻应用电路
磁敏电阻应用电路如下图所示，R1和R二是磁敏电阻，A一是电压比较器。
电路中，R3和R4构成分压电路，其输出电压通过电阻R6加到A1脚，作为基准电压。当磁场发生变化时，磁敏电阻R1和R2分压电路输出电压大小发生变化，电压通过电阻变化R5加到A1的1脚，这样A1.输出端的3脚电压大小也发生了相应的变化C1耦合后获得输出信号U。
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