계측 및 센서 실험 - 홀IC센서 보고서
계측 및 센서 실험 - 홀IC센서 보고서
1. 실험목적
실험을 통해 HALL IC의 자력선 세기에 의한 동작특성과 그 원리를 이해할 수 있다.
2. 실험이론
1) Hall IC
Si 홀 소자는 자계 감도가 10~20mV/KOe 정도이고, 다른 재료를 사용한 것보다 감도가 낮은 결점이 있다. 이 결점을 개선하기 위해 IC 기술을 사용해 신호 처리 회로를 센서와 일체화 시킨 것이 Si Hall IC이다.
현재 많은 온도 센서, 압력 센서, 광센서 등의 제품이 IC화되었지만 그 중에서 Si Hall IC는 최초로 IC화된 센서이다. Hall IC의 특징은 다음과 같다.
전자 회로와 일체화되어 있으므로 센서 전체적으로 감도가 높다.
IC제조 기술을 이용하고 있으므로 생산이 용이하다.
목적에 맞는 신호 전압이 얻어진다.
불평형 전압이 크고 처리가 곤란하다.
홀 IC에는 출력이 자계 강도에 비례하는 리니어형 센서와 임계값 이상의 자계로써 On ․ Off하는 스위치형 센서의 2종류가 있다. 스위치형은 스위치 동작을 확실히 하기 위해 고의로 히스테리시스 현상을 갖게 하고 있다.
홀 소자의 제조 기술에는 바이폴러와 MOS 기술이 사용되고 있지만 상품화되고 있는 센서는 바이폴러형이다. Hall IC는 자기 인터럽터, Hall 모터, 무접점 디스트리뷰터, 자속계, 전력계, 전위계, 변위계, 회전계, 스위치, 키보드 스위치 등에 널리 활용되고 있다.
아래의 그림은 Hall IC의 구조를 나타낸 것으로 바이폴러 형이다.
2) Hall 소자
Hall 소자(Hall Element)는 홀효과(Hall Effect)를 이용한 자기-전기 변환기 (Magneto -Electro Transducer)이다.
그림 4.1.1.에서 두께 d인 적절한 반도체 물질의 1과 3 단자를 통하여 제어전류 Ic를 인가하고, 이 Wafer에 수직한 방향으로 Magnetic flux density B 인 자계가 가해지면 단자 1과 3에 수직한 방향에 놓인 2와 4단자 사이에 VH의 전위차가 발생한다.
이 VH를 Hall 출력 전압이라고 하며
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실험을 통해 HALL IC의 자력선 세기에 의한 동작특성과 그 원리를 이해할 수 있다.
2. 실험이론
1) Hall IC
Si 홀 소자는 자계 감도가 10~20mV/KOe 정도이고, 다른 재료를 사용한 것보다 감도가 낮은 결점이 있다. 이 결점을 개선하기 위해 IC 기술을 사용해 신호 처리 회로를 센서와 일체화 시킨 것이 Si Hall IC이다.
현재 많은 온도 센서, 압력 센서, 광센서 등의 제품이 IC화되었지만 그 중에서 Si Hall IC는 최초로 IC화된 센서이다. Hall IC의 특징은 다음과 같다.
전자 회로와 일체화되어 있으므로 센서 전체적으로 감도가 높다.
IC제조 기술을 이용하고 있으므로 생산이 용이하다.
목적에 맞는 신호 전압이 얻어진다.
불평형 전압이 크고 처리가 곤란하다.
홀 IC에는 출력이 자계 강도에 비례하는 리니어형 센서와 임계값 이상의 자계로써 On ․ Off하는 스위치형 센서의 2종류가 있다. 스위치형은 스위치 동작을 확실히 하기 위해 고의로 히스테리시스 현상을 갖게 하고 있다.
홀 소자의 제조 기술에는 바이폴러와 MOS 기술이 사용되고 있지만 상품화되고 있는 센서는 바이폴러형이다. Hall IC는 자기 인터럽터, Hall 모터, 무접점 디스트리뷰터, 자속계, 전력계, 전위계, 변위계, 회전계, 스위치, 키보드 스위치 등에 널리 활용되고 있다.
아래의 그림은 Hall IC의 구조를 나타낸 것으로 바이폴러 형이다.
2) Hall 소자
Hall 소자(Hall Element)는 홀효과(Hall Effect)를 이용한 자기-전기 변환기 (Magneto -Electro Transducer)이다.
그림 4.1.1.에서 두께 d인 적절한 반도체 물질의 1과 3 단자를 통하여 제어전류 Ic를 인가하고, 이 Wafer에 수직한 방향으로 Magnetic flux density B 인 자계가 가해지면 단자 1과 3에 수직한 방향에 놓인 2와 4단자 사이에 VH의 전위차가 발생한다.
이 VH를 Hall 출력 전압이라고 하며
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HALL[홀] IC 센서보고서
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