霍爾傳感器是如何工作的?指紋傳感器你真的了解嗎?

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?lái)霍爾傳感器和指紋傳感器的有關(guān)報(bào)道，通過閱讀這篇文章，大家可以對(duì)這兩款傳感器具備清晰的認(rèn)識(shí)，主要內(nèi)容如下。

一、霍爾傳感器

首先，我們來(lái)看看霍爾傳感器的基本內(nèi)容和原理，霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的磁場(chǎng)傳感器。 霍爾效應(yīng)是一種磁電效應(yīng)，由霍爾(A.H. Hall，1855-1938)在1879年研究金屬的導(dǎo)電機(jī)理時(shí)發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象。 后來(lái)發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也具有這種作用，并且半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬的霍爾效應(yīng)強(qiáng)得多。利用這種現(xiàn)象制成的各種霍爾元件廣泛用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，檢測(cè)技術(shù)和信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料特性的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的霍爾系數(shù)可以確定重要的參數(shù)，例如半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率類型，載流子濃度和載流子遷移率。

霍爾電壓隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，磁場(chǎng)越強(qiáng)，電壓越高，磁場(chǎng)越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào)。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機(jī)械的方法來(lái)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度。下圖所示的方法是用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪作為控制磁通量的開關(guān)，當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時(shí)，磁場(chǎng)偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅(qū)動(dòng)軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點(diǎn)火正時(shí)傳感器。霍爾效應(yīng)傳感器屬于被動(dòng)型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點(diǎn)使它能檢測(cè)轉(zhuǎn)速低的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

二、指紋傳感器

在了解了霍爾傳感器的基本內(nèi)容和工作原理之后，我們?cè)賮?lái)看看當(dāng)今應(yīng)用很多的指紋傳感器。

指紋傳感器(也稱為指紋Sensor)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)指紋采集的關(guān)鍵設(shè)備。根據(jù)感測(cè)原理，即指紋成像的原理和技術(shù)，指紋傳感器分為光學(xué)指紋傳感器、半導(dǎo)體電容傳感器、半導(dǎo)體熱傳感器、半導(dǎo)體壓敏傳感器、超聲波傳感器和射頻RF傳感器。 指紋傳感器的制造技術(shù)是一種綜合性強(qiáng)，技術(shù)復(fù)雜度高，制造工藝難度大的高新技術(shù)。

半導(dǎo)體指紋傳感器的制造工藝復(fù)雜，每單位面積的感應(yīng)單元很多，包括高端IC設(shè)計(jì)技術(shù)，大規(guī)模集成電路制造技術(shù)，IC芯片封裝技術(shù)等，因此幾乎所有的半導(dǎo)體指紋傳感器都是在國(guó)家或地區(qū)開發(fā)的。具有先進(jìn)IC技術(shù)的國(guó)家/地區(qū)。在美國(guó)，歐洲和臺(tái)灣等地區(qū)設(shè)計(jì)和制造。在小于0.5平方厘米的晶圓表面上集成了10,000多個(gè)半導(dǎo)體傳感器單元。它還包括自動(dòng)增益電路和邏輯控制芯片，以及串行，并行，USB等接口電路。半導(dǎo)體指紋傳感器的靈敏度高，分辨率達(dá)到500dpi或更高。它的功能突破了單一的感應(yīng)功能，并且與軟件合作可以用作全向?qū)Ш狡?。半?dǎo)體指紋傳感器正在朝著小型化發(fā)展。

2004年以前以1平方厘米見方的方型為主，多為滑動(dòng)式SWIPE芯片。全球最小的滑動(dòng)式采集芯片只有12x5 mm，是由Authentec最近推出的1610。光學(xué)傳感器中存在棱鏡，其體積較大，一般為半導(dǎo)體的幾倍甚至10倍大小，所以限制了其在小型設(shè)備上的應(yīng)用。在類似考勤機(jī)、門禁等大設(shè)備上使用沒有體積限制的問題，但在U盤、移動(dòng)硬盤、手持設(shè)備上使用，體積成了最大的障礙，所以光學(xué)指紋傳感器也出現(xiàn)了滑動(dòng)式的。

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