Датчик холла что это в телефоне: Что такое датчик Холла в телефоне, для чего нужен и как работает

Содержание

принцип работы и значение прибора

В современные смартфоны и планшеты встроено большое количество контроллеров и блоков. Одним из таких и является датчик Холла.

В этом материале мы расскажем, зачем он нужен в телефоне и как вообще он применяется в смарт-технике.

Они могут быть как основными деталями телефона (центральный процессор, модуль памяти), так и вспомогательными (положения, приближения и другие элементы).

Встроенные измерители не только позволяют упростить работу гаджета, но и дополняют его функциональные возможности.

Cодержание:

Определение и принцип работы

Датчик Холла – это измерительное устройство, целью которого является определение наличия и всех сопутствующих параметров магнитного поля. Своё название он получил в честь так называемого «эффекта Холла» и ученного Эдвина Холла, который и открыл эффект еще в 1879 году.

Учёный в лабораторных условиях изучал свойства электрического тока.

В результате, была определена прямая зависимость между током и магнитным полем: после того, как элементы электрической цепи были помещены в зону действия магнитного поля, напряжение тока в проводнике изменялось в зависимости от интенсивности магнитных излучений.

Фактически, это устройство определяет наличие магнитного поля. Напряжение поля им не измеряется. В результате, смартфон или другой гаджет может легко взаимодействовать с пространством, заменяя привычный компас и другие приборы.

Рис.2 – схема работы прибора

Первые приборы Холла использовались в сфере машиностроения: в автомобилях и заводских установках. В автомобилях измерял угол распредвала/коленвала.

В более старых моделях машин, прибор позволял определить момент появления искры.

С течением времени и научно-технического прогресса датчики начали использовать во многих предметах, встречающихся в быту: бесконтактные выключатели, устройства для определения уровня жидкости и другие.

Также, результат работы датчика Холла является основой аппарата для считывания магнитных кодов.

Устройство используется в сфере безопасности – для организации защиты периметра. Датчик измеряет любые изменения в магнитном поле, постоянно контролируя безопасность на охраняемом объекте.

к содержанию ↑

Применение в смартфонах

В смарт-технике датчик используется в качестве контроллера, который является частью дисплейного модуля.

Благодаря прибору Холла, пользователь может осуществлять бесконтактное управление телефоном. Микросхема есть практически во всех флагманских устройствах.

Также, он используется в игровых приставках.

Благодаря ему и работают игры Stars Dance, Guitar Hero и другие игры, управление в которых осуществляется только с помощью сканирования жестов пользователя.

Возможности датчика могут быть реализованы в смартфоне не полностью. Все зависит от класса телефона и его целевой аудитории.

Более дешевые гаджеты тоже могут иметь встроенный контроллер, однако, с его помощью юзер сможет использовать смартфон как, к примеру, компас. Реализация возможностей зависит еще и от размеров смартфона, так как аппаратный компонент требует достаточно много места под крышкой.

Задачи прибора в смартфоне:

  • Функция встроенного цифрового компаса. Устройство может использоваться программным обеспечением. Все навигационные приложения или другие типы утилит используют возможности датчика для улучшенного позиционирования смартфона в пространстве. Также, с помощью встроенной микросхемы и эффекта устройства можно определить направление движения телефона. Такая возможность пригодиться в играх, при создании онлайн-маршрутов;
  • Взаимодействие с аксессуарами. Свойства датчика позволяют расширить функционал смартфона, если у вас есть магнитный чехол. С его помощью владелец может блокировать или получать доступ к рабочему столу, не открывая чехол-книжку;
  • В раскладных телефонах он используется для автоматического включения и отключения дисплея, когда крышка гаджета изменяет положение;
  • Работа функции «Автоповорот» экрана возможна благодаря микроконтроллеру Холла;
  • Автоматическая коррекция изображения в режиме съемки или изменение уровня яркости/контрастности дисплея в разное время суток.

Рис.3 – пример работы прибора

к содержанию ↑

Распространение и типы контроллера

Датчики бывают трёх видов:

  • Униполярные;
  • Биполярные;
  • Омниполярные.

Первый вариант реагирует только на один магнитный полюс.

Униполярные используются в современных микропроцессорных системах (смартфонах, планшетах, игровых приставках и прочих гаджетах).

Для активации работы датчика Холла достаточно поднести к устройству один полюс магнита.  На другой полюс телефон реагировать не будет.

Для деактивации работы достаточно убрать магнит от девайса.

Биполярные магниты используются в автомобилях, ракетной технике, авиации. Принцип работы биполярного датчика заключается в том, что он реагирует на оба полюса магнита. После поднесения одного полюса к нему, он будет продолжать работать даже после того, как будет убран. Выключить работу контроллера можно только с помощью противоположного полюса.

Цифровые Омниполярные контроллеры могут включаться и отключаться как от южного, так и от северного полюса магнита.

к содержанию ↑

Как проверить наличие в смартфоне?

Первый способ проверки наличия датчика – это описание характеристик телефона. Их можно найти в открытом доступе в интернете.

Однако, не во всех интернет-магазинах или форумах может упоминаться датчик Холла как один из встроенных модулей. Как правило, такая характеристика не вносится в число основных.

Если вы еще не приобрели телефон, зайдите на сайт производителя и скачайте электронную инструкцию по использованию смартфона.

В ней всегда детально описаны все аппаратные компоненты. Также, можно воспользоваться одним из следующих способов:

  • Почитайте отзывы о гаджете. Возможно, другие владельцы обозначили наличие датчика;
  • Задайте вопрос администрации интернет-магазина
    , через который планируете покупать товар;
  • Найдите тематические группы, которые посвящены модели телефона, и в них задайте интересующий вопрос владельцам аналогичных телефонов;
  • Посмотрите видео обзоры гаджета на YouTube. Как правило, они являются полными и упоминают обо всех аппаратных и программных особенностях телефона.

Если вы уже купили телефон и хотите проверить наличие контроллера Холла, нет необходимости выполнять вышеуказанные действия. Возьмите магнит любого размера и приложите его к экрану телефона. Гаджет со встроенным датчиком мгновенно погаснет и заработает снова только после того, как вы уберете магнит.

В представленном видеоролике наглядно продемонстрирован простой способ определения датчика в смартфоне:

к содержанию ↑

Магнитные чехлы

В любом интернет-магазине есть огромное количество аксессуаров для смартфонов и планшетов. Благодаря датчику и наличию специального чехла, пользователи могут расширить функции своего гаджета.

Магнитный чехол – это обычный кейс, который выполнен по принципу «книжки», то есть полностью закрывает экран и заднюю крышку девайса. Такая форма позволяет защитить телефон при падениях и предотвращает появление царапин на дисплее. Главная особенность чехла – наличие встроенного магнита.

Принцип работы чехла заключается в том, что при его открытии и закрытии происходит автоматическая разблокировка и блокировка экрана смартфона.

Пользователю не нужно нажимать ни на какие клавиши для получения доступа к экрану.

Рис.4 – примеры магнитных чехлов

Есть магнитные чехлы, которые имеют специальное «окошко» для быстрого просмотра времени на экране смартфона.

Пользователю достаточно нажать на боковую клавишу для разблокировки или дважды тапнуть по дисплею чтобы экран гаджета засветился. При этом, можно не выполнять разблокировку рабочего стола.

Заметьте, частое применение датчика является причиной быстрой потери заряда аккумулятора, однако, использование магнитных чехлов значительно продлевает жизнь батареи.

Тематические видеоролики:

Зачем в телефоне датчик холла

Современный смартфон может быть настолько многофункциональным, что его владелец не всегда в курсе всех характеристик и возможностей своего аппарата. Например, вы знаете, что такое датчик Холла в смартфоне? Как он работает и для чего нужен? Предлагаем вам узнать об этой характеристике больше!

Что значит датчик Холла в смартфоне?

Мы уже в курсе, зачем гаджету модуль приближения или гироскоп. Но что такое датчик Холла в смартфоне? Это определитель положения, чье действие основано на эффекте Холла. Данный приборчик фиксирует как наличие магнитного поля, так и измеряет его напряженность.

Датчик и сам эффект назван по имени известного физика Э. Холла. Именно этот ученый установил, что при помещении в центр магнитного поля проводника-пластины, по которой идет переменный ток, в нем (поле) проявится холловское напряжение — поперечная разность потенциалов.

В описанном случае электроны в проводнике отклоняются строго перпендикулярно направлению самого магнитного поля. Отсюда их плотность на разных частях пластины будет отличной. Вот эту разность потенциалов и фиксирует измеритель.

А что такое датчик Холла в смартфоне? Это еще более простой прибор — он призван определять лишь наличие магнитного поля, не измеряя его напряженность. Кроме того, гаджет наверняка снабжён еще и магнитным датчиком, который позволяет использовать ваш смартфон в качестве компаса.

Где он применяется?

Мы с вами установили, что такое датчик Холла в смартфоне. Однако гаджеты — это не единственная сфера применения изобретения, которое также отличается возможностью бесконтактного управления каким-либо устройством.

Надо сказать, что эффект Холла был открыт сравнительно давно — в 1879 году. А впервые применили его на практике только спустя 75 лет после этого события. Полезен он оказался для автомобилей — датчик использовали для измерения угла расположения коленвала, распредвала. В более старых моделях машин датчик Холла определял момент образования искры.

Далее по пути прогресса прибор стали применять и в сложных системах:

  • бесконтактные выключатели;
  • системы, предназначенные для чтения магнитных кодов;
  • устройства, используемые для бесконтактного определения в проводниках силы тока;
  • измерители уровня жидкости;
  • ионные ракетные двигатели.

Кроме того, было выяснено, что датчик Холла способен заменять магнитоуправляемые герметичные контакты — герконы. Они имеют широкую сферу применения: микроэлектроника, охранные сигнализации, клавиатуры, лифты, наушники.

Зачем датчик Холла в смартфоне?

Мы с вами выяснили, что данный прибор определяет наличие магнитного поля. Но тогда для чего нужен датчик Холла в смартфоне сегодня? Все просто — он определяет, открыт или закрыт «умный» чехол с магнитной застежкой. Если магнит далеко (датчик «не видит» его на определенном расстоянии), то дается команда на включение дисплея. Если же застежка близко (а значит, пользователь закрыл чехол), то датчик сигнализирует системе, что экран нужно перевести в спящий режим.

Полезен этот измеритель и для бамперов для смартфонов с «окошком» на дисплее. Так, например, если вы захлопнули чехол, то датчик Холла это фиксирует. Он дает сигнал системе, что нужно транслировать на экране заставку, специально предназначенную для «оконца». Чаще всего это время, дата, важные уведомления. Убрали дверку чехла — команда от датчика на отображение на дисплее полной информации.

Другие функции в смартфонах

Взаимодействие с магнитными крышками — это самое распространенное применение датчика в современных гаджетах. Однако надо отметить, что он с успехом использовался в более ранних моделях смартфонов:

  • Функция «цифровой компас» действовала благодаря датчику Холла. И сегодня он используется навигационными приложениями для общего улучшения позиционирования и более высокой точности определения вектора движения.
  • Активация/дезактивация подсветки при открытии/закрытии устройства-«раскладушки». Здесь действие схоже с современной ситуацией с магнитными крышками чехлов.

Есть ли в моем телефоне датчик Холла?

Чтобы ответить на вопрос в подзаголовке, проще всего обратиться к характеристике вашего гаджета на официальном сайте производителя или в инструкции к девайсу. Однако не все изготовители указывают, снабжено ли конкретное устройство датчиком Холла.

Но существует простой способ проверки. Если к модели вашего смартфона выпускаются «умные» обложки или чехлы (в т. ч. и с «окошками»), имеющие магнитную застежку, то, скорее всего, в аппарате датчик Холла есть.

Среди популярных сегодня на рынке моделей этот модуль имеют следующие:

  • Lenovo Vibe S1.
  • Meizu Pro5.
  • Meizu M2 Mini.
  • LG Nexus 5X.
  • Meizu M2 Note и проч.

К сожалению, в современных смартфонах возможности датчика Холла сильно усечены. Это объясняется минимизацией толщины корпуса, желанием производителя снизить расход заряда батареи, отсутствием потребности в расширенных за счет него функциях. Сегодня задач у датчика две — взаимодействие с «умным» чехлом или обложкой и карманный компас.

Современный смартфон может быть настолько многофункциональным, что его владелец не всегда в курсе всех характеристик и возможностей своего аппарата. Например, вы знаете, что такое датчик Холла в смартфоне? Как он работает и для чего нужен? Предлагаем вам узнать об этой характеристике больше!

Что значит датчик Холла в смартфоне?

Мы уже в курсе, зачем гаджету модуль приближения или гироскоп. Но что такое датчик Холла в смартфоне? Это определитель положения, чье действие основано на эффекте Холла. Данный приборчик фиксирует как наличие магнитного поля, так и измеряет его напряженность.

Датчик и сам эффект назван по имени известного физика Э. Холла. Именно этот ученый установил, что при помещении в центр магнитного поля проводника-пластины, по которой идет переменный ток, в нем (поле) проявится холловское напряжение — поперечная разность потенциалов.

В описанном случае электроны в проводнике отклоняются строго перпендикулярно направлению самого магнитного поля. Отсюда их плотность на разных частях пластины будет отличной. Вот эту разность потенциалов и фиксирует измеритель.

А что такое датчик Холла в смартфоне? Это еще более простой прибор — он призван определять лишь наличие магнитного поля, не измеряя его напряженность. Кроме того, гаджет наверняка снабжён еще и магнитным датчиком, который позволяет использовать ваш смартфон в качестве компаса.

Где он применяется?

Мы с вами установили, что такое датчик Холла в смартфоне. Однако гаджеты — это не единственная сфера применения изобретения, которое также отличается возможностью бесконтактного управления каким-либо устройством.

Надо сказать, что эффект Холла был открыт сравнительно давно — в 1879 году. А впервые применили его на практике только спустя 75 лет после этого события. Полезен он оказался для автомобилей — датчик использовали для измерения угла расположения коленвала, распредвала. В более старых моделях машин датчик Холла определял момент образования искры.

Далее по пути прогресса прибор стали применять и в сложных системах:

  • бесконтактные выключатели;
  • системы, предназначенные для чтения магнитных кодов;
  • устройства, используемые для бесконтактного определения в проводниках силы тока;
  • измерители уровня жидкости;
  • ионные ракетные двигатели.

Кроме того, было выяснено, что датчик Холла способен заменять магнитоуправляемые герметичные контакты — герконы. Они имеют широкую сферу применения: микроэлектроника, охранные сигнализации, клавиатуры, лифты, наушники.

Зачем датчик Холла в смартфоне?

Мы с вами выяснили, что данный прибор определяет наличие магнитного поля. Но тогда для чего нужен датчик Холла в смартфоне сегодня? Все просто — он определяет, открыт или закрыт «умный» чехол с магнитной застежкой. Если магнит далеко (датчик «не видит» его на определенном расстоянии), то дается команда на включение дисплея. Если же застежка близко (а значит, пользователь закрыл чехол), то датчик сигнализирует системе, что экран нужно перевести в спящий режим.

Полезен этот измеритель и для бамперов для смартфонов с «окошком» на дисплее. Так, например, если вы захлопнули чехол, то датчик Холла это фиксирует. Он дает сигнал системе, что нужно транслировать на экране заставку, специально предназначенную для «оконца». Чаще всего это время, дата, важные уведомления. Убрали дверку чехла — команда от датчика на отображение на дисплее полной информации.

Другие функции в смартфонах

Взаимодействие с магнитными крышками — это самое распространенное применение датчика в современных гаджетах. Однако надо отметить, что он с успехом использовался в более ранних моделях смартфонов:

  • Функция «цифровой компас» действовала благодаря датчику Холла. И сегодня он используется навигационными приложениями для общего улучшения позиционирования и более высокой точности определения вектора движения.
  • Активация/дезактивация подсветки при открытии/закрытии устройства-«раскладушки». Здесь действие схоже с современной ситуацией с магнитными крышками чехлов.

Есть ли в моем телефоне датчик Холла?

Чтобы ответить на вопрос в подзаголовке, проще всего обратиться к характеристике вашего гаджета на официальном сайте производителя или в инструкции к девайсу. Однако не все изготовители указывают, снабжено ли конкретное устройство датчиком Холла.

Но существует простой способ проверки. Если к модели вашего смартфона выпускаются «умные» обложки или чехлы (в т. ч. и с «окошками»), имеющие магнитную застежку, то, скорее всего, в аппарате датчик Холла есть.

Среди популярных сегодня на рынке моделей этот модуль имеют следующие:

  • Lenovo Vibe S1.
  • Meizu Pro5.
  • Meizu M2 Mini.
  • LG Nexus 5X.
  • Meizu M2 Note и проч.

К сожалению, в современных смартфонах возможности датчика Холла сильно усечены. Это объясняется минимизацией толщины корпуса, желанием производителя снизить расход заряда батареи, отсутствием потребности в расширенных за счет него функциях. Сегодня задач у датчика две — взаимодействие с «умным» чехлом или обложкой и карманный компас.

Владимир Нимин

Продолжаем разбираться в устройстве смартфона. В прошлый раз смотрели экраны, а сегодня поговорим про датчики.

Акселерометр, также называют G-сенсор. Официальное определение гласит, что это устройство, измеряющее проекцию кажущегося ускорения. А если простым языком, то акселерометр помогает смартфону определить положение в пространстве, а также расстояние перемещения. Основные функции акселерометра:

  • Автоповорот ориентации экрана;
  • Также акселерометр можно настроить так, чтоб он реагировал на жесты и действия. Например, потрясти смартфон или перевернуть экраном вниз, чтоб заглушить вызов;
  • Ещё акселерометр помогает считать шаги и помогает ориентироваться на картах (Google Maps и прочих)

Акселерометр – это громоздкое устройство, внутри которого находится инертная масса, реагирующая на все перемещения. Такой вариант для смартфона не подходил, поэтому придумали чип, имеющий кристаллическую структуру, пьезоэлектрический элемент и сенсор ёмкостного сопротивления. Когда смартфон перемещается/вращается, то пьезоэлектрический элемент выдаёт разряды, а сенсор их интерпретирует, таким образом определяя положение и скорость.

Акселерометр – базовый датчик, который есть в любом, даже самом дешевом, смартфоне. Хотя это на удивление технически сложный продукт. В смартфонах акселерометр понимает движения по 3 осям. Третья нужна для 3D позиционирования. К слову, акселерометр есть и во всех современных автомобилях, но там он обычно двухосевой (ибо автомобиль не крутится в воздухе).

Не все акселерометры одинаковые. Их делают из разных материалов. Соответственно, некоторые более чувствительные, некоторые менее.

Гироскоп – это один самых классных датчиков, о полезности которого для смартфонов долгое время никто не подозревал, пока на сцену не вышел Стив Джобс и не объяснил, как оно должно быть. Посмотрите презентацию этой шикарной функции, и как зал взорвался от восторга.

Не следует путать гироскоп и акселерометр. Эти датчики частично дублируют и дополняют друг друга. Гироскоп также служит для отслеживания положения устройства в пространстве, но он делает это путем определения собственного угла наклона относительно земной поверхности. Это очень важно, так как это означает, что в условиях нулевой гравитации, вы не сможете поиграть в Asphalt 9, используя в качестве управления наклоны устройства. Будьте внимательны!

Гироскоп (в отличие от акселерометра) не может измерять проделанное расстояние, зато гораздо точнее определяет положение в пространстве. Для понимания посмотрите, пожалуйста, видео со Стивом Джобсом выше. Начиная с времени 1:10 Джобс показывает, как определяет положение объекта в пространстве акселерометр и как гироскоп.

Обычно в современных смартфонах оба датчика работают в тандеме. Гироскоп важен для игр, дополненной реальности, а также ряда других приложений. Нередко в дешевых смартфонах производитель предпочитает экономить на гироскопе.

Датчик приближения (proximity sensor). Как видно из названия, это датчик, который помогает определить наличие перед ним объекта. Самый простой пример – это отключение экрана, когда смартфон подносят к уху. Также датчик приближения исключает фантомные включения экрана, когда смартфон находится в сумке или кармане. Такой датчик может сам или в комбинации с фронтальной камерой отслеживать движения рукой над экраном для выполнения каких-либо функций. Например, пролистывание странички в браузере и тому подобное. Существует множество технологий датчика приближения. Он может работать по типу радара, сонара, эффекта Доплера, есть инфракрасный датчик приближения, а иногда ставят и фотоэлемент.

Базовый датчик приближения, отключающий экран при поднесении к уху, есть, кажется, уже во всех смартфонах. Но продвинутость датчика можно оценить по наличию дополнительных функций.

Датчик освещения – здесь всё просто и понятно. Такой датчик помогает автоматически выставить яркость экрана. Датчик освещения уже считается базовым датчиком, но в дешевых смартфонах на нем могут сэкономить. И тогда придется каждый раз выставлять яркость вручную.

Современный датчик освещения обычно работает в комбинации с ИИ смартфона. Например, если датчик выставил определенную яркость, а вы его вручную поправили, то смартфон возьмёт на заметку и в следующий раз самостоятельно сделает экран поярче. Соответственно, всегда давайте датчику освещения освоится и подстроиться под ваши привычки прежде, чем осуждать его работу.

Датчик Холла – один из самых таинственных датчиков в смартфоне, ибо мало кто знает, зачем он нужен. Датчик, основанный на, так называемом, эффекте Холла, фиксирует магнитное поле и измеряет его напряженность. Говоря языком физики: электроны в проводнике всегда перпендекулярны (угол 90 градусов) направлению магнитного поля. Плотность электронов на разных сторонах проводника будет отличаться, возникает разность потенциалов, которую и фиксирует датчик Холла.

Но в смартфонах используется упрощенный датчик Холла, фиксирующий только наличие магнитного поля.

Обычно датчик Холла нужен для дополнительных аксессуаров. Например, именно он включает экран iPad, когда пользователь снимает магнитный чехол. Кстати, в этой функции датчик приближения вполне может подменить датчик Холла.

Также датчик Холла работает в паре с компасом, делая работу последнего более точной.

Компас (магнитомер) – это очень важный датчик, даже если вы не занимаетесь спортивным ориентированием. Именно компас отвечает за то, что на Google Maps пользователь видит не просто точку, а стрелочку, указывающую в какую-сторону вы смотрите.

Когда компас откалиброван, то отображение направления узкое. Чтобы откалибровать компас, откройте карты Google и крутите смартфон «восьмеркой»:

Барометр – обычно наличием подобного датчика могут похвастаться только флагманы. Барометр ассистирует GPS и помогает определить высоту. Наличие такого датчика полезно, так как на Google Maps уже появляются схемы зданий, и барометр определит на каком этаже вы находитесь. Также барометр используется в приложениях, определяющих физическую активность. Суть такая же: определить, сколько этажей вы прошли.

Датчик влажности – когда-то такой датчик был в Samsung Galaxy Note 4, а потом Samsung от него отказались. Роль очевидная. Датчик определяет уровень влажности.

Датчик сердцебиения/датчик кислорода в крови – ещё один фирменный датчик от Samsung, но он есть и во многих фитнес-браслетах. Работает совместно с LED-вспышкой. Прикладываете палец, LED светит вам свозь палец, а датчик измеряет, как отражаются световые волны. Волны отражаются по-разному в зависимости от пульса: кровеносные сосуды, то сужаются, то расширяются. По этому же принципу работает и функция определения кислорода в крови.

GPS – глобальная система позиционирования. По сути, это даже не датчик, а наличие у смартфона возможности коммуницировать со спутниками благодаря или отдельному, или мульти-чипу, поддерживающему сразу несколько систем. Сейчас у каждой развитой страны, есть своя система спутников. ГЛОНАСС в России, Galileo в Европе, BDS (или BeiDou) в Китае, QZSS (или Quasi-Zenith Satellite System) в Японии. Можно скачать программу GPS Test, которая покажет, какие спутники видит ваш смартфон. Например, на скриншоте ниже отображаются флаги GPS, ГЛОНАСС и Galileo.

GPS прекрасная технология, но медленная (пока там все спутники найдешь и опросишь) и потребляющая много энергии и хорошо работающая на открытой местности, поэтому была придумана ещё A-GPS (Assisted GPS). Принцип основан на том, что пока GPS ищет спутники, смартфон успевает опросить сотовые вышки, Wi-Fi сети, Bluetooth устройства на предмет местонахождения. Таким образом существенно увеличивается время «холодного» старта, а также снижается расход энергии.

Двухдиапазонный GPS. Поддержка этой опции появилась в устройствах начbfz с Android 7 и старше. iPhone так не умеет.

Обычно спутники посылают два сигнала: грубый и точный. Если говорить про GPS, то это каналы L1 и L5, а у Галилео это E1 и Е5. L1 – это грубый канал. В городе любой сигнал достигает до спутника не только напрямую, но и отражаясь от сторонних объектов (например, зданий), то есть к спутнику прилетает сразу несколько сигналов. Соответственно, и возвращается он также не один, и образуется примерная область нахождения, где все вернувшиеся сигналы пересекаются. Ещё есть точный канал L5. Этот канал гораздо меньше подвержен искажением, так как работает по принципу: Первый достигший спутника сигнал и есть верный (ведь он идет по самому короткому пути, а не через отражения), а остальные можно игнорировать.

Раньше L5 принадлежал только военным и спец объектам, но теперь спутников в небе стало много, и L5-спутников хватит на всех, поэтому было решено поделиться.

Вместо заключения

Счётчик Гейгера – самый неожиданный датчик, правда? Это японская тема. И насколько есть информация в интернете, такой датчик был только в телефоне Sharp Pantone 5, который вышел после аварии на атомной станции Фукусима-1.

Современный смартфон должен иметь на борту: акселерометр, гироскоп, датчик приближения и освещения. Также обязательно наличие компаса. Если без гироскопа можно обойтись, то точка на карте без направления раздражает. A-GPS уже есть во всех смартфонах. Отлично если GPS будет работать в двух диапазонах. Шикарно, если будет барометр.

Датчик Холла в телефоне — зачем нужен и как используется? | AndroidLime

Датчик Холла — деталь в смартфоне, которая может обнаруживать магнитное поле. В отличие от магнитных датчиков, отвечающих за работу компаса в телефоне, датчик Холла выполняет немного другие функции.

Что такое датчик Холла и как он используется?

Датчик Холла является миниатюрной деталью размером с головку спички. Его основная задача — определять наличие или отсутствие магнитного поля без привязки к осям. После определения датчик отправляет соответствующий сигнал на телефон. С помощью только датчика Холла нельзя определить стороны света, а значит и использовать телефон в качестве компаса. Однако можно приводить в действие другие важные функции.

Обычно датчик Холла работает в паре с магнитным датчиком. В этом случае его главная задача заключается в том, чтобы ускорять запуск GPS-навигатора и улучшать географическое положение.

Функции датчика Холла в смартфоне

Кроме того, что датчик Холла позволяет магнитным датчикам более точно определять стороны света и положение телефона, он выполняет и другие задачи. Одна из них — работа с умными чехлами для телефонов. В обложку умных чехлов (Smart Case) встраивают небольшую магнитную защелку. Так как датчик Холла может определять наличие или отсутствие магнитного поля, он может распознать, на каком расстоянии находится магнит. Если обложка чехла закрыта (магнит близко), датчик Холла передает эту информацию, и экран телефона гаснет. Если обложка открыта (магнит далеко), экран автоматически активируется.

Таким образом датчик Холла позволяет значительно экономить заряд батареи, деактивируя экран телефона, когда он не используется. В зависимости от чехла, дисплей может гаснуть полностью или оставлять небольшое активное окошко, в котором будут расположены часы, дата и другая минимальная информация.

По такому же принципу работают телефоны-раскладушки. Как только телефон складывается, датчик Холла определяет это и гасит экран до следующего открытия устройства.

Таким образом, главная задача датчика Холла — помогать магнитному датчику точнее определять направления, а также ускорять запуск GPS-навигатора. Также этот датчик позволяет телефону взаимодействовать с умными чехлами для экономии заряда батареи мобильного устройства.

Знаете другие функции датчика Холла? Пишите комментарии!

Что такое датчик Холла в смартфоне и телефоне?

Гаджеты оснащены множеством разнообразных датчиков, которые открывают новые функции и делают использование телефонов проще и комфортнее.

Мы уже составляли список сенсоров, которыми оснащены смартфоны, но не упоминали датчик Холла. Что это такое, для чего он нужен и как работает — все это можно узнать в этой статьей.

Зачем нужен датчик Холла?

Данный сенсор способен определять положение и основан на эффекте Холла, который был открыт в 1878 году. Ученому-физику удалось сделать открытие путем измерения напряжения тока в проводнике, который находился в магнитном поле.

На наших гаджетах применяется упрощенный вариант датчика Холла. Он способен определять наличие магнитного поля, но напряженность поля по разным осям не высчитывает. Вместе с ним на смартфонах часто используется магнитный сенсор, который отвечает за работу компаса.

Датчик Холла в смартфонах

Датчик Холла можно встретить преимущественно во флагманских смартфонах, для которых доступны специальные чехлы с магнитной защелкой — их часто называют умными чехлами или Smart Case. Сенсор умеет определять, закрыта или открыта крышка чехла, и в соответствии с этим включать/отключать дисплей устройства.

Стоит отметить, что не все производители указывают на наличие данного сенсора в характеристиках устройства. Точно в присутствии этого сенсора можно убедиться, если в качестве аксессуаров для гаджета доступны Smart Case.

Датчик Холла помогает навигационным программам быстрее измерять местоположение. Ранее он использовался в телефонах-раскладушках и помогал активировать экран, когда гаджет открывали, и выключать его, когда устройство закрывали.

Другое применение

Первоначально датчики Холла использовались на автомобилях, где они отвечали за измерение угла положения коленвала. Сенсор определяет момент, когда в автомобиле образовалась искра. Правда, это относится к старым машинам. Позже сенсором начали оснащать бесконтактные выключатели и измерители уровня жидкости. Еще они применялись в системах чтения магнитных кодов и даже в двигателях ракет.

как работает и зачем нужен?

Здравствуйте, дорогие читатели! Чтобы смартфон исправно выполнял свои функции, а также имел более широкий спектр возможностей, его оснащают разными датчиками.  Один из таких – датчик Холла. Предлагаем разобраться, что это и для чего он нужен в телефоне.

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 268
Источник: http://digital-boom.ru/aksessuary/datchik-holla-v-telefone.html

Определение и принцип работы

Датчик Холла – это измерительное устройство, целью которого является определение наличия и всех сопутствующих параметров магнитного поля. Своё название он получил в честь так называемого «эффекта Холла» и ученного Эдвина Холла, который и открыл эффект еще в 1879 году.

Учёный в лабораторных условиях изучал свойства электрического тока.

В результате, была определена прямая зависимость между током и магнитным полем: после того, как элементы электрической цепи были помещены в зону действия магнитного поля, напряжение тока в проводнике изменялось в зависимости от интенсивности магнитных излучений.

Фактически, это устройство определяет наличие магнитного поля. Напряжение поля им не измеряется. В результате, смартфон или другой гаджет может легко взаимодействовать с пространством, заменяя привычный компас и другие приборы.

Рис.2 – схема работы прибора

Первые приборы Холла использовались в сфере машиностроения: в автомобилях и заводских установках. В автомобилях измерял угол распредвала/коленвала.

В более старых моделях машин, прибор позволял определить момент появления искры.

С течением времени и научно-технического прогресса датчики начали использовать во многих предметах, встречающихся в быту: бесконтактные выключатели, устройства для определения уровня жидкости и другие.

Также, результат работы датчика Холла является основой аппарата для считывания магнитных кодов.

Устройство используется в сфере безопасности – для организации защиты периметра. Датчик измеряет любые изменения в магнитном поле, постоянно контролируя безопасность на охраняемом объекте.

вернуться к меню

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1639
Источник: http://geek-nose.com/datchik-xolla-v-telefone-chto-eto/

Датчик Холла в телефоне: что это такое

Измерительное устройство названо в честь Эдвина Холла, который в лабораторных условиях изучал свойства электрического поля. Он выявил зависимость тока и магнитного поля. Если не вдаваться в подробности, датчик Холла определяет присутствие магнитного поля. В итоге смартфон взаимодействует с пространством, выполняя функцию компаса или другого измерительного прибора, построенного на основе принципа работы этого датчика.

Первые разработки ученого были использованы в области создания автомобилей (определение угла распредвала) и машиностроения. С развитием технического прогресса, датчик стал применяться в бесконтактных выключателях, для измерения уровня жидкости и т.д.

Зачем датчик холла в смартфоне

В «умной» технике этот прибор используется в составе экранного модуля. При его участии выполняется бесконтактное управление некоторыми функциями телефона. Поскольку датчик занимает много места, то зачастую используются не все его возможности. Большинство флагманских устройств комплектуется этим прибором.

К основным задачам датчика Холла в смартфоне относятся:

  • Функция компаса. Благодаря прибору, смартфон может выступать в роли компаса, определяя направление сторон света.
  • Улучшение геопозиционирования. На основе показателей датчика происходит более точная корректировка положения устройства в пространстве. Кроме того, благодаря ему выполняется быстрый старт GPS модуля.
  • Взаимодействие с чехлом. Чехол-книжка, в крышку которого вмонтирован магнит, будет сигнализировать смартфону о своем положении. На основе полученной информации происходит автоматическая блокировка и разблокировка устройства.
  • Определение положения крышки в телефонах-раскладушках.
  • Улучшение функции автоматического поворота экрана.
  • Более точная корректировка параметров изображения при съемке (изменение яркости, контрастности).

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 1833
Источник: https://mobila.guru/faqsingle/datchik-holla-v-telefone-kak-rabotaet-i-zachem-nuzhen/

Для чего он нужен в телефоне?

Несколько лет назад, магнитометр с дюжиной возможностей можно было встретить только во флагманских смартфонах. Сейчас же, он установлен практически в каждый телефон. Смартфон, укомплектованный магнитометром (работающим по принципу датчика Холла) позволял измерять величину электромагнитной индукции различных приборов, управлять бесконтактно некоторыми функциями телефона (например листание фотографий с помощью жестов, без физического контакта) и т.д.

Хотя магнитометр и установлен во множество мобильных устройств, не в каждом его функции реализованы на полную.

Делается это по техническим (например, не хватает места в конструкции телефона или для уменьшения энергопотребления) и финансовым (в бюджетных моделях) причинам. Если убрать все дополнительные функции, задача упомянутого сенсора сводится к двум основным функциям:

  1. Цифровой компас. Используется навигационными программами для ускорения позиционирования и более точного определения направления движения. При помощи датчика, GPS поиск происходит быстрее.
  2. Взаимодействие с аксессуарами. Приобретя магнитный чехол для смартфона, датчик позволит смартфону включать и отключать дисплей в зависимости от удаления/приближения магнита на аксессуаре.

Эффект «выключения дисплея» можно заметить при закрытой крышке в раскладных телефонах.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 1333
Источник: https://vr4you.net/31-what-is-the-hall-sensor-in-the-smartphone.html

Датчик Холла в телефоне

Поскольку телефон представляет собой компактное портативное устройство, очевидно, что и все его детали должны быть выполнены в уменьшенном варианте.

Так, датчик Холла в телефоне является всего лишь микросхемой, которая в таком мини формате выполняет хоть и ограниченный список функций, но при этом все равно остаётся незаменим. Перечислим главные его задачи:

  • Автоматическая регулировка яркости дисплея смартфона в зависимости от освещения.
  • Блокировка экранf при закрытии крышки телефона и его активация при открытии. Характерно для раскладушек.
  • Обеспечивает автоматический поворот экрана при соответствующих движениях, меняющих вертикальное положение гаджета на горизонтальное и наоборот. А также считывание направления движений во время игры.
  • Работает в качестве цифрового компаса, даёт точное положение в GPS-навигаторе.
  • Взаимодействует с магнитным чехлом (при его наличии), таким образом, экономит заряд устройства.

Возможно, вам будет интересна статья «Как распечатать фото с телефона на принтере».

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 1028
Источник: http://digital-boom.ru/aksessuary/datchik-holla-v-telefone.html

Применение в смартфонах

В смарт-технике датчик используется в качестве контроллера, который является частью дисплейного модуля.

Благодаря прибору Холла, пользователь может осуществлять бесконтактное управление телефоном. Микросхема есть практически во всех флагманских устройствах.

Также, он используется в игровых приставках.

Благодаря ему и работают игры Stars Dance, Guitar Hero и другие игры, управление в которых осуществляется только с помощью сканирования жестов пользователя.

Возможности датчика могут быть реализованы в смартфоне не полностью. Все зависит от класса телефона и его целевой аудитории.

Более дешевые гаджеты тоже могут иметь встроенный контроллер, однако, с его помощью юзер сможет использовать смартфон как, к примеру, компас. Реализация возможностей зависит еще и от размеров смартфона, так как аппаратный компонент требует достаточно много места под крышкой.

Задачи прибора в смартфоне:

  • Функция встроенного цифрового компаса. Устройство может использоваться программным обеспечением. Все навигационные приложения или другие типы утилит используют возможности датчика для улучшенного позиционирования смартфона в пространстве. Также, с помощью встроенной микросхемы и эффекта устройства можно определить направление движения телефона. Такая возможность пригодиться в играх, при создании онлайн-маршрутов;
  • Взаимодействие с аксессуарами. Свойства датчика позволяют расширить функционал смартфона, если у вас есть магнитный чехол. С его помощью владелец может блокировать или получать доступ к рабочему столу, не открывая чехол-книжку;
  • В раскладных телефонах он используется для автоматического включения и отключения дисплея, когда крышка гаджета изменяет положение;
  • Работа функции «Автоповорот» экрана возможна благодаря микроконтроллеру Холла;
  • Автоматическая коррекция изображения в режиме съемки или изменение уровня яркости/контрастности дисплея в разное время суток.

Рис.3 – пример работы прибора

вернуться к меню

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1962
Источник: http://geek-nose.com/datchik-xolla-v-telefone-chto-eto/

Распространение и типы контроллера

Датчики бывают трёх видов:

  • Униполярные;
  • Биполярные;
  • Омниполярные.

Первый вариант реагирует только на один магнитный полюс.

Униполярные используются в современных микропроцессорных системах (смартфонах, планшетах, игровых приставках и прочих гаджетах).

Для активации работы датчика Холла достаточно поднести к устройству один полюс магнита.  На другой полюс телефон реагировать не будет.

Для деактивации работы достаточно убрать магнит от девайса.

Биполярные магниты используются в автомобилях, ракетной технике, авиации. Принцип работы биполярного датчика заключается в том, что он реагирует на оба полюса магнита. После поднесения одного полюса к нему, он будет продолжать работать даже после того, как будет убран. Выключить работу контроллера можно только с помощью противоположного полюса.

Цифровые Омниполярные контроллеры могут включаться и отключаться как от южного, так и от северного полюса магнита.

вернуться к меню

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 986
Источник: http://geek-nose.com/datchik-xolla-v-telefone-chto-eto/

Магнитный чехол

Обращали ли Вы внимание на чехлы в виде книжки, которые автоматически блокируют экран при закрытии и включают его при открытии? Как это происходит?

Ответ прост: это происходит за счет того, что такие чехлы меняют магнитное поле за счет флипа (магнита), на который реагирует датчик Холла.

Часто в продаже имеются магнитные чехлы с окошком. В нём обычно отображается самая важная информация в смартфоне (время, пропущенные звонки, непрочитанные сообщения и т.д.), которую можно узнать, не раскрывая чехол. Как так получается, что часть экрана остаётся включённым? И здесь вновь фигурирует Датчик Холла. В данном случае он сам автоматически определит, заблокировать дисплей частично или полностью. На самом деле это очень удобно и практично, поскольку расход батареи снижается за счёт того, что вся необходимая информация «как на ладони», и, тем самым, это освобождает Вас от частого пользования смартфона ради проверки оповещений.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 947
Источник: http://digital-boom.ru/aksessuary/datchik-holla-v-telefone.html

Вывод

Стоит отметить, что работа магнитного чехла отрицательно никак не влияет на работу самого смартфона.

И ещё совет: при том, что датчик Холла очень полезен в гаджетах, не все производители прибегают к его помощи. Это значит, что, прежде чем покупать тот же магнитный чехол, необходимо примерить «костюмчик», чтобы удостовериться, что телефон на него реагирует, и что датчик в него встроен!

Всем удачи!

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 427
Источник: http://digital-boom.ru/aksessuary/datchik-holla-v-telefone.html

Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 11853
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:
  1. https://vr4you.net/31-what-is-the-hall-sensor-in-the-smartphone.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 1333 (11%)
  2. http://digital-boom.ru/aksessuary/datchik-holla-v-telefone.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 2670 (23%)
  3. http://geek-nose.com/datchik-xolla-v-telefone-chto-eto/: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 4587 (39%)
  4. https://mobila.guru/faqsingle/datchik-holla-v-telefone-kak-rabotaet-i-zachem-nuzhen/: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 3263 (28%)

Что такое датчик Холла в смартфоне?

У всех современных мобильных устройств много функциональных блоков. И среди них не только основные элементы. Есть также и вспомогательные датчики.

Многие пользователи, в частности, знают, что такое гироскоп, акселерометр, сенсор освещенности. К сожалению, далеко не всем известно, что такое датчик Холла. И потому у них очень часто появляются вопросы.

Датчики Холла нашли применение в современных смартфонах. Именно так называют измерительные элементы, которые предоставляют возможность определить, есть ли магнитное поле, какая у него интенсивность, а также все его изменения.

Свое название датчики получили в честь ученого из Америки Эдвина Холла. Именно им в далеком 1879 году был открыт эффект, когда напряжение тока на проводнике изменялось, если его помещали в магнитное поле.

Предназначение датчика Холла в смартфоне

Суть данного эффекта заключается в следующем: если пластину под напряжением поместить в магнитное поле, то электроны в пластине станут отклоняться перпендикулярно направлению магнитного потока.

На разных сторонах пластины плотность электронов будет разная. А это приводит к тому, что и потенциалы, которые улавливает датчик Холла, будут разные.

У этого сенсора достаточно большие возможности. Однако при этом надо подчеркнуть, что все зависит от уровня реализации. Среди таких возможностей, например, измерение величины электромагнитной индукции. Причем у самых разных приборов.

Есть также возможность реализовать бесконтактное управление. Есть немало и других функций. Основанный на датчике Холла магнитометр в современных смартфонах можно встретить очень часто. Во флагманских устройствах – особенно часто.

Отметим, что только незначительная часть мобильных устройств использует все возможности датчика Холла сполна. Пространство под крышкой ограничено. Есть желание уменьшить потребление заряда аккумулятора. Нет ни большого интереса, ни острой потребности, чтобы реализовать новые функции. А в итоге сенсор используется при выполнении двух задач.

Первая задача – это цифровой компас. В нем нуждаются навигационные программы, чтобы ускоренно позиционировать и более точно определять направления движения. «Холодный» старт GPS происходит быстрее за счет магнитометра.

Вторая задача – улучшить взаимодействие устройства с магнитными чехлами и другими аксессуарами. Эта сфера использования датчика Холла чаще всего востребована теми, кто владеет смартфоном.

Датчик Холла используется и в телефонах «раскладушках», когда нужно включить или выключить экран при закрытии или открытии крышки.

Взаимодействие смартфона с магнитными чехлами

Самый простой пример того, как взаимодействует чехол с магнитом и смартфон, – это автоматическая блокировка/разблокировка экрана, когда закрываешь/открываешь чехол. Если магнит, расположенный в флипе приближается, то датчик Холла реагирует и регистрирует усиление поля, а потом блокирует дисплей. Интенсивность излучения уменьшается при открытии, и экран активизируется.

Чехлы, у которых окошко в верхней части, оставляют часть дисплея открытой. Это для того, чтобы была возможность применить отдельные функции, например, проигрыватель, часы, звонки, проигрыватель и при этом не раскрывать флип. Они тоже взаимодействуют с датчиком Холла.

Смартфон регистрирует есть или нет повышенное магнитное поле и определяет, весь экран оставлять активным или лишь его часть.

Еще одним примером аксессуара, требующего наличия датчика Холла, являются Google CardBoard – доступные очки виртуальной реальности, которые применяют на смартфон. Это тоже аксессуар, который требует, чтобы у него был датчик Холла. Ведь когда используешь девайс, телефон находится внутри. И тогда единственный метод управлять – это удаленное взаимодействие с датчиком Холла магнита, который встроен в единственную «кнопку» аксессуара.

Датчик Холла в смартфоне — что это -, для чего он нужен, принцип действия

Современный смартфон может быть настолько многофункциональным, что его владелец не всегда в курсе всех характеристик и возможностей своего аппарата. Например, вы знаете, что такое датчик Холла в смартфоне? Как он работает и для чего нужен? Предлагаем вам узнать об этой характеристике больше!

Что значит датчик Холла в смартфоне?

Мы уже в курсе, зачем гаджету модуль приближения или гироскоп. Но что такое датчик Холла в смартфоне? Это определитель положения, чье действие основано на эффекте Холла. Данный приборчик фиксирует как наличие магнитного поля, так и измеряет его напряженность.

Датчик и сам эффект назван по имени известного физика Э. Холла. Именно этот ученый установил, что при помещении в центр магнитного поля проводника-пластины, по которой идет переменный ток, в нем (поле) проявится холловское напряжение — поперечная разность потенциалов.

В описанном случае электроны в проводнике отклоняются строго перпендикулярно направлению самого магнитного поля. Отсюда их плотность на разных частях пластины будет отличной. Вот эту разность потенциалов и фиксирует измеритель.

А что такое датчик Холла в смартфоне? Это еще более простой прибор — он призван определять лишь наличие магнитного поля, не измеряя его напряженность. Кроме того, гаджет наверняка снабженеще и магнитным датчиком, который позволяет использовать ваш смартфон в качестве компаса.

Где он применяется?

Мы с вами установили, что такое датчик Холла в смартфоне. Однако гаджеты — это не единственная сфера применения изобретения, которое также отличается возможностью бесконтактного управления каким-либо устройством.

Надо сказать, что эффект Холла был открыт сравнительно давно — в 1879 году. А впервые применили его на практике только спустя 75 лет после этого события. Полезен он оказался для автомобилей — датчик использовали для измерения угла расположения коленвала, распредвала. В более старых моделях машин датчик Холла определял момент образования искры.

Далее по пути прогресса прибор стали применять и в сложных системах:

  • бесконтактные выключатели;
  • системы, предназначенные для чтения магнитных кодов;
  • устройства, используемые для бесконтактного определения в проводниках силы тока;
  • измерители уровня жидкости;
  • ионные ракетные двигатели.

Кроме того, было выяснено, что датчик Холла способен заменять магнитоуправляемые герметичные контакты — герконы. Они имеют широкую сферу применения: микроэлектроника, охранные сигнализации, клавиатуры, лифты, наушники.

Зачем датчик Холла в смартфоне?

Мы с вами выяснили, что данный прибор определяет наличие магнитного поля. Но тогда для чего нужен датчик Холла в смартфоне сегодня? Все просто — он определяет, открыт или закрыт «умный» чехол с магнитной застежкой. Если магнит далеко (датчик «не видит» его на определенном расстоянии), то дается команда на включение дисплея. Если же застежка близко (а значит, пользователь закрыл чехол), то датчик сигнализирует системе, что экран нужно перевести в спящий режим.

Полезен этот измеритель и для бамперов для смартфонов с «окошком» на дисплее. Так, например, если вы захлопнули чехол, то датчик Холла это фиксирует. Он дает сигнал системе, что нужно транслировать на экране заставку, специально предназначенную для «оконца». Чаще всего это время, дата, важные уведомления. Убрали дверку чехла — команда от датчика на отображение на дисплее полной информации.

Другие функции в смартфонах

Взаимодействие с магнитными крышками — это самое распространенное применение датчика в современных гаджетах. Однако надо отметить, что он с успехом использовался в более ранних моделях смартфонов:

  • Функция «цифровой компас» действовала благодаря датчику Холла. И сегодня он используется навигационными приложениями для общего улучшения позиционирования и более высокой точности определения вектора движения.
  • Активация/дезактивация подсветки при открытии/закрытии устройства-«раскладушки». Здесь действие схоже с современной ситуацией с магнитными крышками чехлов.

Есть ли в моем телефоне датчик Холла?

Чтобы ответить на вопрос в подзаголовке, проще всего обратиться к характеристике вашего гаджета на официальном сайте производителя или в инструкции к девайсу. Однако не все изготовители указывают, снабжено ли конкретное устройство датчиком Холла.

Но существует простой способ проверки. Если к модели вашего смартфона выпускаются «умные» обложки или чехлы (в т. ч. и с «окошками»), имеющие магнитную застежку, то, скорее всего, в аппарате датчик Холла есть.

Среди популярных сегодня на рынке моделей этот модуль имеют следующие:

  • Lenovo Vibe S1.
  • Meizu Pro5.
  • Meizu M2 Mini.
  • LG Nexus 5X.
  • Meizu M2 Note и проч.

К сожалению, в современных смартфонах возможности датчика Холла сильно усечены. Это объясняется минимизацией толщины корпуса, желанием производителя снизить расход заряда батареи, отсутствием потребности в расширенных за счет него функциях. Сегодня задач у датчика две — взаимодействие с «умным» чехлом или обложкой и карманный компас.

Что такое датчик Холла в телефоне?

В смартфонах и планшетах можно использовать сразу несколько датчиков, которые помогают устройству считывать дополнительную информацию. Некоторое время назад мы говорили об акселерометре. Сегодня поговорим о другом датчике, а именно о датчике Холла.

Что это такое?

Датчик Холла, используемый в современных мобильных устройствах, представляет собой измерительный элемент, способный обнаруживать наличие, напряженность и изменение напряженности магнитного поля.Датчик назван в честь американского физика Эдвина Холла, в честь которого назван «эффект Холла», открытый в 1879 году — явление появления поперечной разности потенциалов при помещении проводника постоянного тока в магнитное поле.

Суть такова: если пластину поместить в магнитное поле под напряжением, электроны в пластине начинают отклоняться перпендикулярно направлению магнитного потока. Концентрация электронов на разных сторонах пластины будет разной, что, в свою очередь, приводит к разности потенциалов, которую улавливает датчик Холла.

Вот как выглядит датчик:

Зачем нужен датчик Холла в планшете или смартфоне?

Сам датчик имеет достаточно широкие возможности, хотя обычно используется по прямому назначению, измеряя напряженность магнитного поля. В частности, датчик используется в ракетных двигателях, в системе зажигания двигателей внутреннего сгорания, для измерения уровня жидкости и др.

Сенсор в современных мобильных устройствах есть, но его возможности реализованы не полностью.Датчик реально используется только в двух основных задачах:

  • Первый — это уже ставший привычным для владельцев смартфонов цифровой компас, который также используется для улучшения позиционирования.
  • Вторая задача, куда более актуальная, это взаимодействие с популярными чехлами для смартфонов и планшетов..

Футляры на магнитах

Вы наверняка видели так называемые магнитные чехлы как для смартфонов, так и для планшетов. Они позволяют блокировать и разблокировать устройство при открытии/закрытии крышки.

Как это возможно? Датчик Холла, установленный в устройстве, реагирует на магнит, который находится в самом корпусе. При близком расположении магнита к устройству датчик фиксирует усиление излучения, в результате чего дисплей блокируется. Такие чехлы часто имеют приставку Smart – «умный».

Когда пользователь открывает откидную крышку (обложку книги), датчик фиксирует уменьшение интенсивности излучения и разблокирует экран.

А что если в крышке есть специальное окошко, в котором отображается информация, даже если крышка закрыта? В данном случае также используется датчик Холла — он дает команду на переключение между разными режимами отображения, то есть выводит в окно только определенную информацию, например, время, дату, уведомления.Пример такого чехла от Samsung:

И кстати, если использовать экран, созданный по технологии AMOLED, в силу особенностей технологии отображаемая в окне информация почти не влияет на расход заряда аккумулятора.

Есть ли в моем смартфоне датчик Холла?

Вероятность 99%. Большинство производителей указывают его в характеристиках смартфона, но не всегда. При этом обратите внимание на аксессуары: если есть умные магнитные чехлы, то датчик Холла в смартфоне точно есть.

Для чего используется датчик Холла в мобильных телефонах?

@Kaustubh Katdare • 06 фев. 2014

Просматривал характеристики Moto G и обнаружил, что в нем есть датчик Холла. Просто прочитал и вспомнил об «эффекте Холла», который я изучал на инженерном курсе. Похоже, что основная цель датчика Холла в мобильных телефонах — бесконтактное переключение, позиционирование, определение скорости, а также различные приложения для измерения тока.

Я не совсем уверен, что эти датчики используются в основном для этого.Потому что у меня сложилось впечатление, что датчики приближения и акселерометры предназначены для вышеуказанных функций. Если это правда, может ли кто-нибудь пролить свет на точное назначение датчика Холла в мобильных телефонах?

@Chinna Rao • 18 фев, 2014 • 1 лайк Привет… AFAIK, откидная крышка Moto G — единственный аксессуар, в котором используется сонсор Холла Moto G… вы можете увидеть, как он включает дисплей в следующем видео

@Manu Pillai • 23 мар, 2014 • 4 лайка Ну, у меня самого есть Moto G.Датчик (магнитометр или датчик Холла), расположенный вверху справа, активирует автоматический режим сна/пробуждения экрана. Я проверил это с помощью небольшого магнита.

Как правило, в характеристиках большинства смартфонов мы обнаруживаем наличие магнитометра, который отвечает за обнаружение магнитного поля, а код/драйвер Android выполняет работу по активации автоматического перехода в спящий/пробуждающий режим. (лично протестировал Nexus 7 (2013 г.))

Но, поскольку на некоторых веб-сайтах я обнаружил, что у Moto G есть датчик Холла, я проверил список датчиков на Moto G с помощью приложения и не могу найти его в списке (но обнаружил, что магнитный датчик / компас присутствует)

Поскольку датчик Холла на телефонах предназначен для чистого переключения (аналоговая схема + выход CMOS), мне интересно, действительно ли он есть в Moto G.Если да, то для экономии энергии вместо использования программного переключения с помощью магнитометра?

Что касается дизайна чехла Motorola Official Flip, то он имеет два магнита разной силы. Один для включения/выключения экрана, а другой, более мощный, для блокировки ЗАСЛОНКИ над экраном с помощью магнитного воздействия (на самом деле очень слабого)

Я обнаружил, что на внутренней стороне есть квадратная металлическая полоса золотисто-бронзового цвета размером 1 см. Откидной корпус (чуть ниже магнитного датчика/датчика холла).Я подозреваю, что это будет Магнитный щит, чтобы предотвратить включение/выключение экрана, когда пользователь откидывает КЛАПАН (что крайне НЕЖЕЛАТЕЛЬНО) (это произошло с некоторыми откидными крышками Nexus 7)
[Реальная информация о квадратный металл приветствуется]

ОБНОВЛЕНИЕ (после дополнительных исследований): Итак, мне было любопытно, есть ли у Moto G специальный переключатель на основе эффекта Холла для дисплея. На самом деле это не так, у него есть (Asahi Kasei) 3-осевой электронный компас AK8963 IC (который также имеет элементы Холла и собственный магнит).

Микросхема AK8963 имеет блок АЦП, который преобразует аналоговую информацию о магнитном поле в биты, а затем через блок логики и регистрации интерфейса отправляет ее в процессор.

Я считаю, что «датчик ориентации», указанный в Moto G, снова является выходом этого пакета AK8963.

Диапазон: 2000 мкТл
Разрешение: 0,0625 мкТл
Мощность: 6,8 мА

@Анкита Катдаре • 27 марта 2014 г. @Manu Pillai Спасибо за информацию, братан. Это очень полезно.
Из того, что я читал на других сайтах, в Moto G используется датчик Холла, который может обнаруживать магнитное поле. Это означает, что если в чехле для мобильного телефона есть магнит, то из-за магнитного поля он может автоматически переводить смартфон в режим блокировки/ожидания. @Manu Pillai • 27 марта 2014 г. • 1 лайк

Kaustubh Katdare

Просматривал спецификации Moto G и обнаружил, что у него есть датчик Холла. Просто прочитал и вспомнил об «эффекте Холла», который я изучал на инженерном курсе.Похоже, что основная цель датчика Холла в мобильных телефонах — бесконтактное переключение, позиционирование, определение скорости, а также различные приложения для измерения тока.

Я не совсем уверен, что эти датчики в основном используются для этого. Потому что у меня сложилось впечатление, что датчик приближения и акселерометры предназначены для вышеуказанных функций. Если это правда, может ли кто-нибудь пролить свет на точное назначение датчика Холла в мобильных телефонах?

Датчик ориентации на Moto G основан на микросхеме электронного компаса AK8963, той же микросхеме, которая выводит показания магнитного поля для компаса.

Для определения скорости можно использовать акселерометр, а для позиционирования (ориентации) необходимо использовать этот датчик на основе элемента Холла.

Приложения включают GPS-навигацию для пешеходов с использованием компаса, автоматический режим сна/пробуждения в зависимости от угла размещения на плоской поверхности или в кармане рубашки. (Это по умолчанию в Moto X, а в Moto G его можно легко настроить с помощью приложения «Gravity Screen»). ), приложение обнаружения металла.

@Vishwas_p13 • 29 марта 2014 г. Датчики Холла Afaik ранее использовались для базовых приложений включения/выключения экрана в телефонах Slider и Clamshell. Сегодня он используется для продвинутых приложений, таких как магнитный компас, бесконтактное переключение и акселорометр.

@Manu Pillai • 30 марта 2014 г. • 1 лайк

Vishwas_p13

Afaik Датчики Холла ранее использовались для базовых приложений включения/выключения экрана в телефонах Slider и Clamshell.Сегодня он используется для продвинутых приложений, таких как магнитный компас, бесконтактное переключение и акселорометр.
Да, переключение на основе датчика Холла было замечено в телефонах-раскладушках, таких как Popular Moto RAZR V3.

Обратите внимание, что микросхема акселерометра отличается от микросхемы электронного компаса.

В некоторых телефонах использовались резистивные/емкостные методы обнаружения. В некоторых телефонах поворотного типа с раскладушкой использовались биполярные магнитные датчики Холла для определения подходящего положения экрана.

Интересно, что ребята из службы поддержки Motorola в Твиттере не имеют ни малейшего представления о компасе AK8963 Eelctronic, присутствующем внутри Moto G. Но они рассказали о датчике Moto RAZR в виде раскладушки !!

@Sarathkumar Chandrasekaran • 30 марта 2014 г. аккуратное и подробное объяснение. спасибо всей команде СЕ

@Нутан Кумар • 24 января 2020 г.

Датчик Холла представляет собой преобразователь, который изменяет свое выходное напряжение в ответ на магнитное поле. Датчики на эффекте Холла используются для бесконтактного переключения, позиционирования, определения скорости и измерения тока. В своей простейшей форме датчик работает как аналоговый преобразователь, напрямую возвращая напряжение.

Датчики

— Эффекты Холла

Эффекты Холла

Micropac обеспечивают отказоустойчивость и точность для военных применений. Определяя изменение магнитного поля или обратное смещение устройства, мы предлагаем оба варианта, которые могут обнаруживать черные и цветные металлы. Идеально подходит для управления двигателем, измерения скорости, положения и тока.

Все продукты

Фильтры

Очистить фильтры

Поиск

В наличии В наличии

Тип компонента LatchingBack Biased Non-LatchingNon-Latching

Упаковка 3-контактная трубка из нержавеющей стали с керамической резьбой и витым тройным кабелемТрубка с резьбой из нержавеющей стали с разъемом3-контактный керамический вентилируемый корпус

Скрининг Уровень

Ток питания 50мА25мА

Напряжение питания 3.от 5 В до 20,0 В от 18,0 В до 32,0 В от 3,5 В до 24,0 В

Продукт не. Техническая спецификация Тип компонента Упаковка Скрининг Ток питания Напряжение питания ТИП BOP/BRP/BHYS

Загрузка…

В наличии

Что делает датчик Холла? – дом из чистого золота.ком

Что делает датчик Холла?

Используя полупроводники (например, кремний), датчики на эффекте Холла работают, измеряя изменяющееся напряжение, когда устройство помещается в магнитное поле. Другими словами, как только датчик Холла обнаруживает, что он находится в магнитном поле, он может определять положение объектов.

Что такое датчик Холла в телефоне?

Датчики Холла

используются для бесконтактного переключения, позиционирования, определения скорости и измерения тока.Основная функция этого датчика приближения — определить, насколько близко экран вашего смартфона находится к вашему телу.

Что измеряет датчик Холла?

Датчик Холла (или просто датчик Холла) — это тип датчика, который определяет наличие и величину магнитного поля с помощью эффекта Холла. Выходное напряжение датчика Холла прямо пропорционально напряженности поля. Он назван в честь американского физика Эдвина Холла.

Что такое датчик Холла в двигателе?

Датчик Холла — это широко используемый датчик, который обеспечивает обратную связь о положении ротора с контроллером двигателя.В коллекторных двигателях щетки соприкасаются с коллектором и переключают ток для движения двигателей.

Почему используется эффект Холла?

Эффект Холла можно использовать также для измерения плотности носителей тока, их свободы передвижения или подвижности, а также для обнаружения наличия тока в магнитном поле.

Как проверить датчик Холла?

Для проверки датчиков необходимо подать +5 В (от источника питания или аккумулятора) между красным проводом, который является «+» проводом датчика Холла, и черным проводом, который является «-» проводом датчика Холла, и проверить напряжение между ними. каждый из проводов сигнала холла (белые провода) к красному проводу (с мультиметром) — пока крутишь…

Датчик Холла цифровой или аналоговый?

Датчики Холла

могут быть аналоговыми или цифровыми.Аналоговые датчики Холла измеряют точное магнитное поле. Сигнал будет сильнее, если центр находится над полюсом магнита. Магнитное поле равно нулю при измерении между двумя противоположными полюсами.

Нужен ли датчик Холла?

Датчики Холла

необходимы, если вы хотите, чтобы BLDC запускался с высоким крутящим моментом или управлялся до очень низкой скорости. Если вам просто нужен вращающийся двигатель для пропеллера, то ESC может работать с обратными ЭДС от самих катушек для управления током и скоростью после того, как несколько пробных импульсов приведут его в движение.

Датчик Холла пассивен?

Оба управляются и активируются с помощью внешнего магнитного поля, однако для работы датчика Холла по-прежнему требуется электрическая цепь, для которой требуется питание, даже когда датчик находится в пассивном состоянии, поскольку принцип его конструкции основан на обеспечении выходной сигнал.

Для чего можно использовать датчик Холла?

Сердцем каждого устройства MICRO SWITCH на эффекте Холла является микросхема интегральной схемы, которая содержит элемент Холла и электронику формирования сигнала.Хотя датчик Холла является датчиком магнитного поля, его можно использовать в качестве основного компонента во многих других типах датчиков (ток, температура, давление, положение и т. д.).

Может ли датчик Холла измерять магнитное поле северного полюса?

В случае линейного датчика (для измерения напряженности магнитного поля), датчик Холла: может измерять широкий диапазон магнитных полей. Доступен датчик, который может измерять магнитные поля северного или южного полюса.

Можно ли использовать переключатель на эффекте Холла в сильных магнитных полях?

Выключатели на эффекте Холла

нельзя использовать в местах с сильными внешними магнитными полями.Датчики Холла могут быть подвержены тепловому дрейфу из-за изменений условий окружающей среды, а также временному дрейфу в течение срока службы датчика. Области применения Определение положения

Как эффект Холла используется в клавишных?

Результатом этого прорыва стало первое недорогое крупносерийное применение эффекта Холла в действительно полупроводниковых клавиатурах. Компания MICRO SWITCH Sensing and Control произвела и поставила почти миллиард устройств на эффекте Холла в клавиатурах и сенсорных устройствах.

Кремниевые датчики Холла

| УниверситетВафер, Инк.

Кремниевые пластины для исследований и производства датчиков Холла

Реальным примером датчика Холла является BLTOUCH. Этот датчик используется для определения близости, позиционирования, определения скорости при выравнивании платформ 3D-принтера. Датчик Холла также используется во многих других приложениях для измерения.

Зонд выдвигается, пока не коснется поверхности, затем согласовывает расстояние до экструдера со значением смещения по оси z.

Пожалуйста, сообщите нам, какие характеристики вам нужны для немедленного расчета!

Получите предложение БЫСТРО!

 

Создание системы измерения эффекта Холла

Научный сотрудник:

В рамках моего проекта я построил систему измерения эффекта Холла , в которой используются некоторые новые методы обработки данных для измерения концентрации и подвижности носителей .Я ищу кремниевую пластину с известным тип носителя, концентрацию и подвижность, чтобы проверить систему. Есть ли у вас продукты, о которых известны эти свойства?

UniversityWafer, Inc. Указанный номер

Мы можем провести измерение Холла с помощью нашей установки и вывести концентрацию носителей либо из измерения удельного сопротивления, либо напрямую измерить ее с помощью ECV. Дайте мне знать, что вы предпочитаете.

Касательно пластин: мы точно можем предоставить наш стандартный материал p-типа с блестящим травлением 1,3-1,5 Омсм и толщиной 300 мкм. Ты все еще интересуешься ? Еще один важный момент: Что должен содержать сертификат?

Мы предлагаем 3 варианта на выбор:

Артикул Кол-во. Описание
HN55.  1/1/1   Вариант 1) Только пластина, которая тщательно проверяется (срок службы неосновных носителей, удельное сопротивление и т. д.) при получении от поставщика пластины.Включая отгрузку и т. д.
                     Вариант 2) Как вариант (1), но пластина разрезается на 2,5×2,5 см², чтобы можно было измерить пластину с помощью нашей установки Холла, измеряя точную толщину пластины и Холла измерение.
                     Вариант3) Как вариант (2), но дополнительно соседний кусок пластины размером 2,5×2,5 см², измеренный с помощью ECV.
Цена: $ Свяжитесь с нами и номер 262959

Что такое эффект Холла Видео

Часы

 

Как работает датчик Холла?

Датчик на эффекте Холла — это магнитное устройство, которое определяет изменения в магнитных полях.Магнит создает электрическое поле, которое взаимодействует с ионами, вызывая изменение электрического сопротивления устройства. Это явление также известно как эффект Холла. Это электрическое устройство также может обнаруживать другие изменения в окружающей среде. В этой статье мы рассмотрим, как работает этот тип магнитного датчика и как он используется в различных приложениях. Помимо использования в электронике, он также используется в автомобильной промышленности.

Эффект Холла основан на измерении магнитного поля, создаваемого током, проходящим через проводник.Он используется в электронном оборудовании для обнаружения тока, протекающего через электрическую цепь. Эти датчики недороги, не требуют трансформаторов и могут быть установлены в различных приложениях. Несмотря на дешевизну, этот тип датчика не использует дорогих компонентов. Он не заменяет другие типы датчиков, но является отличным способом измерения электрического тока устройства.

Датчик на эффекте Холла используется уже более пятидесяти лет и является одним из самых популярных доступных типов датчиков.Он может точно определять магнитные поля и их интенсивность. Эта технология может использоваться в различных приложениях, включая медицинские устройства, автомобильные датчики и многое другое. Существует множество применений датчика Холла, и вы можете узнать больше о его преимуществах, прочитав эту статью. Что такое датчик Холла? Что это делает?

Датчик Холла работает путем измерения магнитного поля проводника. Он может использоваться для различных приложений и может быть найден во многих электрических устройствах.Датчик Холла не требует использования дорогостоящих трансформаторов и является отличным выбором для измерения электрических токов в электрических системах. Узнать больше об этом простом датчике легко, посетив Wikimedia Commons. Эффект Холла в беспроводном приложении

Датчик Холла использует магнитные поля для обнаружения магнитных полей. Когда магнитное поле проходит мимо датчика, он генерирует выходной сигнал. Если плотность магнитного потока превышает пороговое значение, активируется эффект Холла, генерирующий напряжение Холла.Элемент Холла изготовлен из тонких прямоугольных полупроводниковых материалов p-типа, таких как арсенид галлия или боргидрид индия. Эти датчики очень чувствительны к магнитному полю и могут использоваться во многих приложениях.

Датчик Холла используется в электротехнике. Выходной сигнал датчика зависит от плотности магнитного потока вокруг него. Он создает напряжение Холла, если плотность магнитного потока превышает пороговое значение. Этот тип электромагнитного датчика очень подходит для измерения тока.На соответствующем графике показаны шесть шагов коммутации. На изображении ниже можно увидеть схему датчика Холла.

Когда через материал протекает электрический ток, электроны движутся прямолинейно. Когда к материалу приложено магнитное поле, электроны будут притягиваться к магнитному полю и двигаться прямолинейно. Результирующее напряжение будет представлять величину потока и напряженность магнитного поля. Его выходное напряжение пропорционально плотности магнитного потока.Это делает элемент Холла отличным выбором для обнаружения изменений скорости вращающегося объекта.

Датчик на эффекте Холла — это бесконтактное устройство, обнаруживающее изменения в магнитных полях. Переключатель на эффекте Холла переключает состояния, воспринимая магнитное поле магнита. Он переходит в активное состояние, когда B OP находится напротив BRP. То же самое относится и к его неактивному состоянию. Выходное напряжение переключателя на эффекте Холла зависит от полярности магнитного поля. В последнем случае магнит не будет воздействовать на магнит.

Датчик Холла использует магнитное поле для обнаружения изменений магнитного поля. Когда магнит находится рядом с датчиком, генерируется небольшое напряжение. Затем это напряжение передается на другие электронные устройства. Наиболее распространенным примером датчика Холла является датчик скорости вращения колеса. Колеса автомобиля имеют небольшой магнит, который находится в постоянном контакте с металлическим колесом. Движение магнита в этом случае будет вращать колесо, генерируя ток, и напряжение будет увеличиваться.

Исследование датчика Холла на кремниевой пластине

Являясь давним и непоколебимым специалистом в области магнитных датчиков, датчики на эффекте Холла десятилетиями играли центральную роль в широком спектре приложений в этой области. Имея портфолио магнитных датчиков, которые обеспечивают лучшую в отрасли энергоэффективность, встроенные, защищенные от несанкционированного доступа и простые в использовании датчики на эффекте Холла, мы переносим датчики на эффекте Холла в 21 век с нашим новым датчиком с эффектом ореола на кремниевой пластине. .Технология изолированного датчика тока без потерь, основанная на датчике тока на эффекте Холла, который обеспечивает тот же уровень чувствительности и производительности, что и обычный датчик магнитного поля, но без необходимости в источнике питания. [Источники: 0, 2, 9]

Принцип работы датчика Холла основан на эффекте Холла, согласно которому напряжение nbsp увеличивается, когда проводник с током помещается в магнитное поле. Функция датчика Холла генерирует реверберационное напряжение, как и полупроводниковая пластинка, и основана на физических принципах эффекта Холла.В качестве «элемента Холла» можно использовать небольшую пластину из полупроводникового материала, поскольку в большинстве полупроводников ярко выражены эффекты реверберации. Мы можем измерять значения тока и напряжения гало-сенсоров с кремниевыми пластинами, используя эффекты Холла. [Источники: 2, 8, 11]

После изготовления датчика Холла [132] на него наносится изолирующий слой [348], который затем изготавливается на кремниевой пластине. [Источники: 1]

Затем их монтируют бок о бок, разделяя воздушным зазором, образуя датчик Холла.Затем он используется, как следует из названия, для обнаружения магнитов, а магнитное поле датчика создается таким образом, чтобы оно могло производиться в соответствии с эффектом реверберации. Датчик Холла — это датчик Холла, который был первым в мире датчиком магнитного поля, основанным на «эффекте Холла». В этой статье мы объясним, как работает этот датчик, чтобы помочь нам определить с его помощью возможные причины. Датчики Холла способны работать в широком диапазоне условий, таких как высокие температуры, низкие температуры и высокая влажность, как показано на рисунке [348].[Источники: 2, 4]

Линия 444 представляет собой электрически подвешенный полупроводниковый «палец» и действует как источник магнитного поля датчика Холла и его резонансного эффекта. линия 444, которая является результатом полупроводникового пальца, электрически подвешенного на поверхности воздушного зазора. [Источники: 6]

Линия 442 является результатом полупроводникового «пальца», заземленного на поверхности воздушного зазора и чей резонанс действует. Цепь датчика АМР (182) состоит из цепей датчика Холла (604 — 606), которые образованы заземляющими полупроводниками (затяжками) и магнитным полем датчика (444 — 444).Линия 4 42 представляет собой электрически подвешенный полукодовый электрический «палец», закрепленный в воздушных зазорах (резидентных зазорах) в центре его цепи и окруженный поверхностным зазором (Линг). [Источники: 3, 6, 7]

Различные вертикальные датчики Холла, установленные на тороидальной полупроводниковой пластине (12) из ​​датчика Холла [10] для построения вертикального датчика Холла [14]. Множество в горизонтальном датчике Холла (13), включающее электрически подвешенный полупроводниковый палец (линия 442) и воздушный зазор в середине цепи датчика (Линг), и множество (вертикально) в электрической цепи с датчиком Холла датчик воздействия (14) сверху.При этом полукуратные пластины [12] состоят из датчиков Холла (10), а вертикальные (датчик Холла) – из тороидов кремниевой ваты [13, 14, 15, 16, 17]. [Источники: 6]

В этой статье рассматривается, как твердотельный датчик магнитного поля является важным компонентом системы интеллектуальных сетей для интеллектуальных сетей. Датчики Холла часто используются в автомобильной промышленности, и ЦЕРН хочет использовать этот датчик для разработки новой системы картографирования магнитного поля. Это датчик Холла, который используется для включения и выключения бесконтактных выключателей в электросети и, при необходимости, в системах электроснабжения.Октябрь 2015: Эффективная работа «умной сети» основана на возможности измерения этой статьи. Датчик может работать с различными типами датчиков, такими как магнитные поля, магнитно-резонансная томография (МРТ) и магнитометры. [Источники: 2, 5]

В этом отношении устройство датчика магнитного поля включает в себя множество вертикальных датчиков Холла, которые встречно-штыревые электроды датчика Холла. В этом контексте он охватывает множество вертикалей и количество позиций, записанных в 3D.Другие примеры включают использование магнитно-резонансной томографии (МРТ) и магнитометров, а также множество других приложений, таких как управление системами электропитания. [Источники: 3, 6]

Датчик эффекта доктора Холла, как следует из его названия, работает по принципу эффекта Холла, и на этом основана конструкция датчика тока Холла. Это можно обнаружить и измерить с помощью так называемого «датчика на эффекте Холла». Принципы этого эффекта представлены следующим образом: Там, где он используется, используется датчик магнитного поля с двумя электродами, один посередине и один сверху.Затем он используется для обнаружения магнитов (как следует из названия), и этот модуль работает после того, как были обнаружены принципы эффектов реверберации. [Источники: 2, 10]

 

 

Источники:

[0]: https://www.paragraf.com/article/redefining-hall-effect-sensors-with-graphene/

[1]: https://www.google.com.na /patents/US200

066

[2]: http://pensareseguros.com.br/q4igbfkh/hall-effect-current-sensor-working-principle.html

[3]: https://patents.justia.com/patent/10374004

[4]: ​​https://en.wikipedia.org/wiki/Hall_effect

[5]: https://eepower .com/news/paragraf-and-cern-partner-for-new-hall-effect-sensor/

[6]: http://www.freepatentsonline.com/y2016/01

.html

[7]: https://www.google.com/patents/EP3039440A1?cl=en

[8]: https://slideplayer.com/slide/

46/

[9]: https://www.electronicproducts.com /silicon-labs- Magnetic-sensors-modernize-hall-effect-switch-and-position-sensing-for-the-iot-era/

[10]: https://www.объясните, чтоstuff.com/hall-effect-sensors.html

[11]: https://www.medicaldesignbriefs.com/component/content/article/mdb/features/technology-leaders/35094

 

 

 

 

5 причин выбрать индукционные датчики вместо датчиков Холла » Gill Sensors & Controls —

5 причин выбрать индукционные датчики вместо датчиков Холла

Датчики Холла

— это хорошо зарекомендовавший себя вариант бесконтактного датчика для многих тяжелых и тяжелых условий эксплуатации.Используя полупроводниковые чипы Холла и магнит, установленный на вращающемся валу или толкателе, можно измерить выходной сигнал в ответ на близость магнита и его положение.

Технология индукционных датчиков

, например, используемая в семействе линейных и вращательных датчиков Gill, также является бесконтактным решением, так какие преимущества они предлагают по сравнению с датчиками на эффекте Холла?

  1. Поскольку индуктивный датчик является полностью твердотельным устройством, он не имеет движущихся частей, подшипников или вала, требующих уплотнения, которые впоследствии могут изнашиваться или выходить из строя.Это означает, что индуктивное устройство можно устанавливать в самых сложных условиях, где могут встречаться вода, грязь, жир, песок, песок и вибрация, что может привести к преждевременному выходу из строя механических компонентов.
  2. Точно так же, поскольку датчик Холла использует магнит в качестве исполнительного механизма, это делает его уязвимым для помех от намагниченных металлических конструкций и электроники, что снижает его производительность. Эта восприимчивость к магнитным помехам не характерна для индуктивного датчика, что еще раз повышает его пригодность для сложных условий и надежность работы.
  3. При более высоких температурах индуктивный датчик снова предлагает преимущества. Датчики на эффекте Холла могут демонстрировать большие характеристики дрейфа при изменении температуры. Индуктивные датчики не обладают этой характеристикой.
  4. В условиях очень высокой температуры нет необходимости располагать электронику обработки сигналов в непосредственной близости от сенсорных катушек. Магнитные датчики требуют относительно тонкой электроники на основе кремния, расположенной в точке измерения.
  5. Последним основным преимуществом индуктивных датчиков является более простая установка. Как описано выше, для датчиков Холла в качестве активатора требуется магнит, и этот магнит должен быть встроен в установку. Индуктивному датчику требуется только железная мишень, поэтому активатором может быть существующая часть измеряемой сборки или врезанная в сборку при изготовлении. В качестве альтернативы это может быть отдельный компонент, профилированный для обеспечения определенного результата или для более легкой интеграции в сборку.

Если вам нужен надежный датчик положения для вашего приложения, свяжитесь с нами через нашу онлайн-форму запроса или позвоните по телефону +44 (0) 1590 613900.

Исследование воздействия излучения на датчики Холла FD-SOI с помощью моделирования TCAD

Abstract

В этой работе исследуется реакция датчиков Холла с полностью обедненным кремнием на изоляторе (FD-SOI) на три основных типа ионизационных эффектов облучения. , включая общую ионизирующую дозу (TID), переходную мощность дозы (TDR) и переходные эффекты единичного события (SET).С помощью 3D-моделирования компьютерного проектирования (TCAD) с моделями фиксированного заряда изолятора, излучения, тяжелых ионов и гальваномагнитного транспорта были оценены характеристики переходного тока, напряжения Холла, чувствительности, эффективности и напряжения смещения. Для эффекта TID напряжение Холла и чувствительность датчика увеличиваются после облучения, а эффективность и напряжение смещения уменьшаются. Что касается эффектов TDR и SET, то при малом выделении энергии на датчике при ядерном взрыве или инжекции тяжелых ионов переходное напряжение Холла выключенного датчика сначала уменьшается, а затем возвращается к исходному значению.Однако, если энерговыделение велико, переходное напряжение Холла сначала уменьшается, затем увеличивается до пикового значения и уменьшается до фиксированного значения. Детально проанализированы физические механизмы, вызывающие различные тенденции переходного напряжения Холла. 1. Введение магнитное поле в электрический сигнал.Благодаря своим преимуществам бесконтактности, сильной защиты от помех, высокой линейности, надежности и универсальности [1], датчики Холла используются в научных исследованиях, бесщеточных двигателях постоянного тока, бесконтактных измерениях и т. д. [2,3,4]. По сравнению с традиционной объемной кремниевой КМОП (комплементарной металл-оксид-полупроводник) для производства датчиков Холла выбор технологии полностью обедненного кремния на изоляторе (FD-SOI) дает несколько важных преимуществ. Структура FD-SOI не только обладает преимуществами меньшей генерации шума, более низкого напряжения смещения и более высокой плотности интеграции [5,6,7], но также было подтверждено, что по сравнению с объемной структурой характеристики датчиков (например, чувствительность и эффективность) улучшаются из-за его малой толщины и низкой концентрации легирования [8].

При использовании в аэрокосмических системах или системах управления ядерным оружием датчики должны нормально функционировать при сильном облучении. В целом радиационная среда, которую датчики подвергают воздействию, в основном связана с космическим излучением и техногенным ядерным излучением [9]. Например, в космической среде присутствуют космические лучи, пояс Ван Аллена и солнечные вспышки, которые могут приводить к эффектам полной ионизирующей дозы (TID) и переходным эффектам единичного события (SET) на датчики [10,11]. Кроме того, нестационарное и высокоэнергетическое рентгеновское и гамма-излучение, создаваемое ядерными взрывами и дневным свечением, может привести к переходному эффекту мощности дозы (TDR) [12].Поэтому необходимо изучить влияние радиации на работу датчиков, используемых в суровых радиационных условиях.

В ранее опубликованной литературе основное внимание уделялось одному типу радиационного воздействия на датчик Холла при определенном источнике излучения, таком как гамма-излучение [13,14,15], протонное [16,17] и нейтронное излучение [18,19]. . Карлова и др. В работе [14] изучалось влияние гамма-излучения на датчики на основе GaAs. Однако данное исследование ограничивалось анализом вольт-амперных (ВАХ) характеристик и спектральной плотности шума до и после гамма-облучения.Поэтому анализ влияния облучения на магнитоэлектрические свойства, такие как напряжение Холла и чувствительность, не исследовался. Абдеррахман и др. В работе [16] датчики Холла на основе GaN облучались протонами с энергией 380 кэВ и флюенсом от 10 14 п/см 2 до 10 16 п/см 2 . Наблюдались изменения подвижности электронов, поверхностного сопротивления и чувствительности сенсоров до и после облучения. Кроме того, большинство опубликованных исследований сосредоточено на датчиках Холла на основе полупроводников III-V.Имеется несколько сообщений о влиянии излучения датчиков Холла на основе кремния, особенно FD-SOI-Hall, направленных на монолитную интеграцию датчика и периферийной схемы [20].

В этой работе исследуется влияние излучения на характеристики датчиков Холла FD-SOI с использованием инструментов автоматизированного проектирования (TCAD) с технологией 3D. Основное внимание уделяется влиянию радиационных эффектов (таких как эффекты TID, TDR и SET) на работу датчиков Холла FD-SOI. Показатель качества (FOM) включает в себя напряжение Холла, чувствительность, эффективность и напряжение смещения.Оставшаяся часть этой статьи организована следующим образом. Раздел 2 знакомит с теорией датчика Холла, структурой датчика Холла FD-SOI и методологией моделирования TCAD. В разделе 3 исследуются характеристики датчика Холла FD-SOI при различных воздействиях облучения с помощью физического моделирования и обсуждается физический механизм. Наконец, в разделе 4 кратко изложены эффекты излучения датчиков Холла FD-SOI.

2. Методология и физические модели

2.1. Теория датчика Холла

В этом разделе кратко представлены определения добротности (FOM) для оценки датчика Холла.Конкретные отношения FOM показаны на рис. Более того, в следующих разделах будут оцениваться изменения этих параметров во время или после облучения.

Таблица 1

Определения добротности (FOM) для датчика Холла 1 .

FOM Отношения Каталожные номера
Напряжение Холла ( В H

) VH=G rHnqtIbiasB
[1]
Абсолютная чувствительность ( S A ) SA =VHB=G rHnqtIbias [1]
Коэффициент полезного действия ( η ) η = sap = vhvbias · ibias · b [vw · t] [21] [21] [21] [21] [21] [21] [21] [21]
Смещение смещения ( v смещение ) N / A [20]

Полупроводник с протекающим током помещается в магнитное поле, носители в полупроводнике смещаются в одну сторону силой Лоренца, а затем генерируется напряжение Холла ( V H ).Чувствительность является одним из наиболее важных FOM, связанных с датчиком Холла. Вообще говоря, чувствительность определяется как изменение выхода относительно заданного изменения входа. Кроме того, следует также отметить FOM, связанный с энергопотреблением датчика. Коэффициент эффективности ( η ), который также известен как чувствительность, связанная с мощностью, указывает, какое напряжение Холла будет генерироваться при потреблении 1 Вт при магнитной индукции 1 Тл. Хорошо известно, что даже если датчик смещен при нулевом магнитном поле также существует паразитное напряжение, называемое напряжением смещения ( V offset ).Смещение V может быть вызвано несоосностью контактов, асимметрией геометрических размеров и неоднородностью материала активной области [20]. В практических приложениях очевидно, что смещение V должно быть как можно меньше.

2.2. Устройство для моделирования

Оптимальная структура датчика Холла FD-SOI была продемонстрирована в предыдущей работе авторов [8]. Краткое описание содержится в Приложении A. Трехмерная геометрическая модель и поперечное сечение датчика Холла FD-SOI показаны на рис.Более того, конкретные геометрические размеры и концентрации легирования датчиков Холла FD-SOI включены в . Концентрация легирования кремниевой пленки толщиной 50 нм над скрытым оксидом составляет 1 × 10 90 445 16 90 446 см 90 445 -3 90 446 , что приводит к формированию FD-состояния. Четыре сильно легированных контакта расположены в центре четырех сторон кремниевой пленки. Когда ток смещения ( I смещения ) подается на контакты смещения, напряжение Холла может быть обнаружено на контактах Холла под интенсивностью магнитной индукции ( B ) в отрицательном направлении оси z .В частности, подачей напряжения на затвор ( В g ) на оксидном слое затвора датчики можно включать и выключать.

( a ) Трехмерная геометрическая модель и ( b ) поперечное сечение полностью обедненного кремния на изоляторе (FD-SOI) датчика Холла для моделирования технологии автоматизированного проектирования (TCAD).

Таблица 2

Особенности конструкции датчиков Холла FD-SOI.

5
Геометрические размеры Допинговые концентрации
15 мкм Силиконовый фильм P-Type P-Type: N A = 1 × 10 16 CM -3
Ш 15 мкм
Д a 1 мкм
Ш b 2 9045 мкм
оксид затвора 100 нм контакты N-типа: N D = 1 × 10 21 см -3
Силиконовый фильм 50 нм
Скрытый оксид 400 нм
Подложка 5 мкм

2.3. Имитационные модели

Ионизационные повреждения материалов ионизирующим излучением приводят к серьезному ухудшению характеристик устройства, вызывая три эффекта ионизирующего излучения: эффекты TID, TDR и SET.

Эффект TID относится к эффекту радиационного повреждения, связанному с накоплением во времени рентгеновского излучения, гамма-излучения и заряженных частиц. Пары электрон-дырка (e-h) генерируются в области изолятора во время ПИВ-излучения. Большинство электронов быстро выметаются из оксида под действием электрического поля из-за большой подвижности электронов. В этом процессе часть электронов будет рекомбинировать с дырками. В то же время дырки также будут сравнительно медленно транспортироваться к границе раздела Si/SiO 2 под действием электрического поля.Части дырок захватываются оксидным слоем, образуя чистый положительный заряд ловушки оксидного слоя [22]. Конечным эффектом является отрицательный дрейф порогового напряжения в n-канальном транзисторе:

ΔVot=-qεoxtox ΔNot

(1)

где ε ox — диэлектрическая проницаемость оксида, t ox — толщина оксидного слоя, а ΔN ot — чистая положительная плотность заряда ловушки оксидного слоя.В этой работе модель фиксированного заряда изолятора в Sentaurus TCAD, активированная в оксидном слое, используется для моделирования вышеупомянутого эффекта TID [23].

Эффект TDR возникает в условиях кратковременного воздействия больших доз радиации, например, при ядерных взрывах и солнечных бурях. Излучение TDR выделяет большое количество энергии в полупроводниковом устройстве, генерируя огромное количество пар e-h. Различные источники излучения (гамма-лучи, рентгеновские лучи или электроны) приводят к различной скорости генерации заряда и рекомбинации [24,25,26].В данной работе основным источником, учитываемым при моделировании излучения, является гамма-излучение, которое также является основным методом оценки TDR-эффекта полупроводниковых приборов и интегральных схем. Модель гамма-излучения в Sentaurus TCAD используется для имитации эффекта TDR. Генерация пар e-h, вызванная гамма-излучением, зависит от электрического поля ( E ), описываемого формулой:

где g 0 — мощность генерации пар e-h, D — мощность дозы, Y ( E ) — функция, связанная с электрическим полем. G r выводится как линейная функция мощности дозы.

Эффект SET относится к генерации большого количества пар e-h на пути падающих высокоэнергетических частиц, попадающих в полупроводниковое устройство. Электроды собирают пары e-h, вызывая мягкие ошибки в цепях и необратимые повреждения в тяжелых случаях [27,28]. Модель тяжелых ионов в Sentaurus TCAD имеет входной параметр линейной передачи энергии (LET), который описывает возможность энерговыделения в случае проникновения тяжелых ионов в полупроводник.Скорость генерации пар e-h, вызванная падением тяжелых ионов, вычисляется по формуле: где G LET ( l ) — плотность генерации линейного переноса энергии, а R ( w , l ) и T ( t ) — пространственная и временная функции, описывающие изменения скорости генерации соответственно.

Модель гальванического транспорта обрабатывает магнитное поле, действующее на полупроводниковый датчик Холла.Модель гальванического переноса основана на общей модели дрейфово-диффузионного переноса, дополненной условиями, зависящими от магнитного поля, с учетом силы Лоренца. Следующие уравнения для дырок и электронов управляют его поведением:

(4)

где α = n или p , gα→ — вектор тока без подвижности, μα* — холловская подвижность, B→ — вектор магнитного поля, B — величина вектора B→ [ 29].Помимо вышеупомянутых моделей, связанных с излучением и магнитным полем, моделирование TCAD также учитывает многие физические модели, такие как генерация / рекомбинация SRH и ухудшение подвижности из-за высокой концентрации легирования, рассеяния на шероховатой поверхности и высокого насыщения поля. .

3. Экспериментальные результаты и обсуждение

В этом разделе при поддержке моделирования TCAD оценивается влияние на работу датчика Холла FD-SOI во время и после облучения.По результатам моделирования анализируются физические процессы радиационного воздействия.

3.1. TID Effect

Как описано в разделе 2.3, воздействие TID на устройство можно сделать эквивалентным, установив фиксированный положительный заряд в оксидном слое. В условиях малых доз облучения плотность заряда ловушки (т. е. фиксированная плотность заряда в моделировании) в оксиде, индуцированном излучением, линейно связана с дозой облучения, и плотность заряда ловушки имеет тенденцию к насыщению при дозах облучения от средних до высоких. 30].Поэтому разные фиксированные плотности заряда ( Q f ) эквивалентны разным дозам облучения. Кривая передаточной характеристики датчика Холла FD-SOI с различной фиксированной плотностью заряда представлена ​​на рис. Фиксированный ток утечки в выключенном состоянии, вызванный зарядом ( I выкл , I смещение @ В g = 0 В) и ток в открытом состоянии ( I вкл, I смещения при В г = 3 В) извлекаются и отображаются на вставке.

Результаты моделирования кривой смещения I –V g датчика Холла FD-SOI с изменением фиксированной плотности заряда ( Q f ) в оксиде. На вставке показано изменение тока утечки ( I на ) и тока включения ( I на ) при фиксированной плотности заряда.

Как показано на , увеличение фиксированной плотности заряда, что означает увеличение излучения ПИВ, вызывает увеличение величины тока утечки в выключенном состоянии.Когда плотность заряда достигает 5 × 10 90 445 15 90 446 см 90 445 -2 90 446 , ток утечки в закрытом состоянии на четыре порядка выше, чем в случае до облучения, что означает, что датчик теряет способность нормального переключателя. Кроме того, поскольку фиксированный заряд влияет на пороговое напряжение, ток в открытом состоянии также увеличивается по мере увеличения фиксированной плотности заряда. При изменении Q f от 0 до 1 × 10 16 см −2 ион увеличивается с 90.2 мкА до 177,5 мкА (увеличение на 96,78%).

Чтобы оценить влияние фиксированного заряда на работу датчика, магнитная индукция изменяется от 0 Тл до 1 Тл при В g = 3 В и В смещение = 2 В. Демонстрирует, что напряжение Холла увеличивается по мере увеличения фиксированной плотности заряда. В то же время, по расчету уравнения в , увеличивается и абсолютная чувствительность. Абсолютная чувствительность увеличивается с 86,49 мВ/Тл до 111,75 мВ/Тл после добавления 10 16 см -2 фиксированного заряда.Как показано в уравнении в , напряжение Холла будет увеличиваться по мере увеличения тока смещения. Ток смещения увеличивается из-за наличия фиксированного заряда в оксидном слое, что приводит к увеличению абсолютной чувствительности.

Напряжение Холла ( V H ) в зависимости от магнитной индукции ( B ), смоделированное для датчиков с различной фиксированной плотностью заряда ( Q f ) в оксиде. На вставке показано изменение абсолютной чувствительности ( S A ) при фиксированной плотности заряда.

В дополнение к абсолютной чувствительности также извлекаются коэффициент полезного действия и напряжение смещения, как показано на рис. И напряжение Холла, и ток смещения увеличиваются из-за наличия фиксированного заряда, но скорость роста тока смещения больше, что, следовательно, приводит к снижению эффективности датчика. Эффективность датчика падает с 479,2 В/Вт до 314,7 В/Вт после добавления 10 16 см -2 фиксированного заряда, а напряжение смещения датчика уменьшается с 4.от 45 мВ до 2,1 мВ. Напряжение смещения связано с симметрией, однородностью, сопротивлением и другими факторами датчика [20]. Существование фиксированного заряда в оксидном слое вызывает изменения электрического поля и даже удельного сопротивления кремниевой пленки, так что меняется напряжение смещения.

Смоделированный ( a ) коэффициент полезного действия ( η ) и ( b ) напряжение смещения ( В смещение ) как функция фиксированной плотности заряда ( Q f

1).

3.2. Эффект TDR

Эффект TDR исследует изменения характеристик датчика в момент нестационарного излучения, подобного ядерному взрыву. Для моделирования TCAD установлена ​​высокая мощность дозы от 5 × 10 8 рад(Si)/с до 5 × 10 12 рад(Si)/с с длительностью 20 нс. Между тем, применяется B 2 T вдоль отрицательного направления оси z . Индуцированные TDR фототоки в выключенном состоянии ( В г = 0 В) обнаруживаются при смещении В = 2 В, как показано на рис.

Переходные токи, вызванные мощностью дозы (TDR) в датчиках Холла FD-SOI. На вставке показано изменение обнаруженного максимального тока смещения ( I смещения ) в зависимости от мощности дозы.

Как видно из , в момент начала переходного излучения на контакте смещения регистрируется ток. Это связано с тем, что в момент облучения генерируется большое количество пар e-h, и некоторые пары e-h, не успевающие рекомбинировать, перемещаются под действием электрического поля, создаваемого контактами смещения, с образованием тока.Кроме того, по мере увеличения мощности дозы максимальный обнаруженный ток смещения ( I макс. смещения ) увеличивается. Когда мощность дозы достигла 5 × 10 1 2 рад(Si)/с, обнаруженное I смещение max даже превысило 0,5 мкА.

. показаны изменения напряжения Холла при облучении при разных мощностях дозы. Поскольку датчик находится в выключенном состоянии, начальное значение напряжения Холла перед облучением представляет собой значение суперпозиции V смещения и напряжения Холла, образованного I off под B .С одной стороны, когда мощность дозы облучения находится в меньшем диапазоне значений (а), напряжение Холла будет сначала уменьшаться, а затем возвращаться к исходному значению в процессе облучения. В это время минимальное напряжение Холла ( 90 264 В 90 161 H мин 90 162 90 265 ) будет уменьшаться по мере увеличения мощности дозы. С другой стороны, когда мощность дозы облучения находится в более широком диапазоне значений (b), напряжение Холла будет быстро уменьшаться, затем увеличиваться до максимального значения и, наконец, уменьшаться до фиксированного значения.В это время максимальное напряжение Холла ( 90 264 В 90 161 Г макс 90 162 90 265 ) будет увеличиваться по мере увеличения мощности дозы.

Изменение напряжения Холла ( В H ) при облучении ( a ) мощностью дозы = 5 × 10 8 ~1 × 10 11 рад(Si)55 1 b рад(Si)/с ) мощность дозы = 5 × 10 11 ~5 × 10 12 рад(Si)/с. Вставка в ( a ) представляет собой изменение минимального напряжения Холла ( В H мин ) в зависимости от мощности дозы.

Из уравнения в , напряжение Холла связано со смещением и магнитной индукцией. изображает вариации напряжения Холла при облучении мощностью дозы 1 × 10 11 рад(Si)/с при различных напряжениях смещения и магнитных индукциях. Магнитная индукция и напряжение смещения в основном влияют на начальное и минимальное напряжения Холла. Чем больше напряжение смещения и магнитная индукция, тем больше начальное напряжение Холла, что приведет к большему встроенному электрическому полю.Следовательно, большее встроенное электрическое поле создает большее 90 264 В 90 161 Г мин 90 162 90 265 и более высокую скорость, с которой напряжение Холла возвращается к исходному значению после облучения.

При облучении мощностью дозы 1 × 10 11 рад(Si)/с изменение напряжения Холла ( V H ) при различных ( a ) магнитных индукциях ( B ), и ( b ) напряжения смещения ( В смещение ).

3.3. Эффект SET

Эффект SET влияет на характеристики датчика после однократного введения частиц высокой энергии. В моделировании TCAD в момент времени 1,52 мкс тяжелые ионы ударяются в середину датчика вдоль отрицательного направления оси z с ЛПЭ в диапазоне от 0 до 100 МэВ·см 2 /мг. Траектории ионов имеют гауссово радиальное распределение с характерным радиусом 20 нм. Датчик в моделировании TCAD смещен в выключенное состояние ( 90 264 В 90 161 g 90 162 90 265 = 0 В) со смещением 90 264 В 90 161 90 162 90 265 = 2 В.Между тем, применяется В 2 Тл вдоль отрицательного направления оси z .

После того, как тяжелые ионы попадают в датчик, вдоль траектории частиц генерируется большое количество пар e-h, которые собираются контактами смещения для формирования переходного тока. Более того, с увеличением LET пиковое значение I смещения ( I смещения макс ) продолжает увеличиваться, как показано на рис. Это связано с тем, что чем больше LET, тем больше генерируется пар e-h.Таким образом, заряд, собранный контактами смещения, соответственно увеличивается. Более того, из этого видно, что при ЛПЭ менее 10 МэВ·см 2 /мг смещение I max увеличивается быстрее с ростом ЛПЭ. Затем, после 10 МэВ·см 2 /мг, тенденция к увеличению становится более пологой. Путем подгонки наклоны кривых до и после 10 МэВ·см 2 /мг составляют 3,38 мкА/(МэВ·см 2 /мг) и 0,077 мкА/(МэВ·см 2 /мг) соответственно. .

Изменение обнаруженного максимального тока смещения ( I смещения ) при линейной передаче энергии (ЛПЭ). На вставке показана схема падения тяжелых ионов.

отображает изменения напряжения Холла во времени в разных диапазонах LET. Во-первых, при попадании ионов с низкой ЛПЭ (а) напряжение Холла сначала уменьшится, а затем вернется к исходному значению. Во-вторых, при средних значениях ЛПЭ (б) напряжение Холла будет сначала уменьшаться, а затем увеличиваться до максимального значения ( В Н max ), и, наконец, уменьшить до фиксированного значения.Можно заметить, что V H max увеличивается с увеличением LET и постепенно стремится к насыщению. В-третьих, когда ЛПЭ находится в более высоком диапазоне, изменение напряжения Холла при падении тяжелых ионов в основном такое же, то есть оно быстро уменьшается, затем увеличивается до В H max и, наконец, уменьшается до фиксированное значение.

Изменение во времени напряжений Холла ( V H ) с ( a ) низким, ( b ) средним и ( c ) высоким LET.Вставка в ( b ) представляет собой изменение максимального напряжения Холла ( В Г макс ) с LET.

3.4. Резюме и обсуждение

Во время или после облучения характеристики датчиков Холла FD-SOI, такие как напряжение Холла, чувствительность, эффективность и напряжение смещения, заслуживают изучения. обобщает влияние трех типов излучения на характеристики датчика FD-SOI.

Таблица 3

Влияние излучения на работу датчика Холла FD-SOI 1 .

Эффекты Время Измененные значения Влияние на производительность
Изменение I смещение В Г С А η В со смещением
Всего ионизирующая доза Ionising (TID) после облучения Total доза
Переходный процесс В Г
Переходная доза скорость дозы (TDR) во время облучения дозы ↘↗
Переходный преходник (Set) Допускается

Tid эффект в основном исследует изменения характеристик сенсора после облучения.После облучения суммарный положительный заряд в оксидном слое в основном влияет на ток утечки в выключенном состоянии и ток смещения во включенном состоянии. Поскольку чувствительность и эффективность датчика связаны с током смещения, они также изменятся после облучения. В то же время дырки, попавшие в оксидный слой, влияют на сопротивление кремниевой пленки датчика, что приводит к снижению напряжения смещения датчика.

Эффекты TDR и SET исследуют изменения генерируемого переходного тока и напряжения Холла в датчике в выключенном состоянии во время облучения.Мощность дозы в моделировании эффекта TDR и LET в моделировании эффекта SET определяют энергию облучения, выделяемую на датчике в процессе облучения. Далее будет проанализирован физический механизм влияния различных уровней энергии облучения на изменение напряжения Холла.

Сначала под действием напряжения смещения и магнитной индукции генерируется напряжение Холла и формируется встроенное электрическое поле в направлении холловских контактов, как показано на рис. Во-вторых, из-за низкоэнергетических ядерных взрывов или падения тяжелых ионов образуется меньше пар e-h.Они будут двигаться под действием встроенного электрического поля, тем самым ослабляя встроенное электрическое поле, что приведет к уменьшению переходного напряжения Холла. Наконец, когда все сгенерированные пары e-h собраны, напряжение Холла возвращается к исходному значению.

Иллюстрация физического механизма во время ( a ) низкоэнергетического и ( b ) высокоэнергетического облучения X-Y поперечного сечения кремниевой пленки.

Что касается облучения в случае высоких энергий, как показано на b, пары e-h, генерируемые облучением, по-прежнему сначала ослабляют встроенное электрическое поле, поэтому переходное напряжение Холла сначала уменьшается.Во-вторых, из-за большой энергии облучения генерируется масса пар e-h, и они в основном движутся к контактам смещения. При этом электроны и дырки движутся к холловским контактам под действием силы Лоренца. В это время встроенное электрическое поле будет усиливаться, а переходное напряжение Холла будет увеличиваться. Наконец, после завершения облучения достигается новый динамический баланс, а встроенное электрическое поле и напряжение Холла немного превышают исходное значение.

Таким образом, при разных энергиях облучения два электрических поля (электрическое поле, образованное контактами смещения, и встроенное электрическое поле, образованное контактами Холла), которые доминируют в движении eh-пар, будут определять, как переходное напряжение Холла изменения.

4. Выводы

В этой работе исследовалось влияние эффектов ионизации облучением (эффекты TID, TDR и SET) на характеристики датчиков Холла FD-SOI. FOM датчика оценивались с точки зрения напряжения Холла, чувствительности и эффективности с помощью моделирования TCAD на основе Synopsys Sentaurus ® .Кроме того, анализировался и физический механизм влияния облучения на работоспособность.

Для эффекта TID чувствительность увеличивается, эффективность снижается, а напряжение смещения уменьшается из-за захваченных дырок в оксидном слое после облучения. Что касается эффектов TDR и SET, переходные изменения напряжения Холла в выключенном состоянии также различны из-за ядерного взрыва или падения тяжелых ионов при разных энергиях. В основном это связано с разницей в направлении движения e-h пар, генерируемых при разной энергии облучения в электрическом поле смещения и встроенном электрическом поле.

Насколько известно авторам, эти результаты впервые всесторонне обобщили реакцию датчиков Холла FD-SOI с точки зрения эффекта ионизации облучением. Эти результаты дают глубокое представление о конструкции, обработке и тестировании датчиков Холла FD-SOI, используемых в условиях радиации.

Приложение A

В этом приложении кратко излагается предыдущая работа [8] и основное внимание уделяется выбору оптимальной структуры датчика. По сравнению с объемной структурой характеристики датчиков Холла FD-SOI (такие как чувствительность и эффективность) улучшаются из-за их малой толщины и низкой концентрации легирования.

Если необходимо получить структуру FD-SOI, толщина кремниевой пленки должна быть менее чем в два раза больше толщины максимального обедненного слоя ( X dmax ) под оксидом затвора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.