홀 소자와 홀 센서

소개글

홍소자와 홀 센서에 대한 비교와 간단한 회로를 통한 검증

목차

1. 자전 변화 기능
1.1 홀 효과(Hall effect)
1.2 자기저항 효과(Magnetoresistance effect)
1.3 에팅스하우젠 효과 (Ettingshausen effect)
1.4 열자기 효과
1.5 조셉슨 효과(Josephson effect)
1.6 광전자기 효과(Photo electro magnetic effect)

2. 자기센서
2.1 개요
2.2 홀(Hall) 소자
2.3 홀 IC
2.4 MR(Magnetic Resister) 소자
2.5 리드 스위치
2.6 자기 다이오드
2.7 자기 트랜지스터
2.8 SQUID(Superconducting Quantum Interference Device : 초전도 양자간섭 소자)
2.9 광파이버 자기센서

본문내용

1. 자전 변화 기능
1.1 홀 효과(Hall effect)
고체소자에 전류가 흐르고 있을 때, 전류에 수직하게 자장을 가하면 전류와 자장에 각각 수직한 방향으로 기전력이 생기는 현상을 말한다.
이는 캐리어에 로렌트(lorentz) 힘이 발생하기 때문이다.

그림 [홀 효과]에서 전류 I가 +y 축 방향으로 흐르고 자장 B가 +z 방향으로 작용하면, 전자의 로렌츠 힘 F는 다음과 같다.


: 전자의 평균유동속도
: 전자전하(q=-e)
: x축 방향의 단위벡터
: 자속밀도

그러므로 전자는 +x축 방향으로 힘을 받아 +x축 방향의 측면은 -전위이고, -x축 방향의 측면은 +전위로 전위차 VH(홀 전압)가 나타난다.
VH에 의 클롱(coulomb) 힘과 B에 의한 로렌츠 힘을 동시에 받아 x축
evB = eEH
EH = vB
EH : VH에 의한 전장으로 홀 전장이라 한다.

중략..

1.2 자기저항 효과(Magnetoresistance effect)
전류가 흐르고 있는 고체소자에 자장을 가하면 소자의 전기저항이 증가하는 현상으로, 자장을 가하면 로렌츠 힘을 받아 유동경로(drift path)가 휘어지므로 외부의 전진 방향의 전류성분이 감소하여 전기저항이 증대된다.
그림 [자기저항 효과]에서 자기저항 소자 금속재에는 미미하고 반도체에서는 현저하며, 고체속에서 속도 v인 전자가 이에 수직한 자장 B 내에서 운동할 때, 전자는 r인 원호를 그리면서 평균자유행정(mean free path) 로 이온과 충돌을 일으켜 운동한다.

1.3 에팅스하우젠 효과 (Ettingshausen effect)
홀 효과에서와 같이 전류에 수직하게 자장을 가하면 전류와 자장에 수직하게 홀 단자 간에는 홀 전압(VH)이 유기되는데, 동시에 이 방향으로 온도차가 발생하는 현상이다. 이것은 고체 속 전자의 에너지가 균일하지 않는 데서 기인하는 것으로, 자장에 가해진 상태에서 빠른 전자와 느린 전자의 운동방향이 다르므로, 빠른 전자가 모이는 곳의 온도가 높다. 온도차 는 전류 I와 자속밀도 B의 곱에 비례한다.

참고 자료

없음