磁敏传感器是基于磁电转换的传感器，主要原理有霍尔效应和磁阻效应。
一、霍尔式传感器
（一）霍尔效应
将一载流导体置于磁场中，磁场方向与电流方向正交，则在与两者垂直的方向上产生横向电势——霍尔电势，这一现象称为霍尔效应。如图所示： 对于N 型半导体材料，载流子为电子。在如图的磁场下，受到洛仑兹力作用（方向如图），有： L f evB =
同时，电场作用于电子的电场力为：
H E H U f eE e b
== 当二力平衡时，达到动态平衡，有
H U vB b
= 又因为，I nevbd =-；所以，
/H U IB ned =-
当霍尔元件为P 型半导体材料时，
/H U IB ped =
其中，n 、p 为单位体积中的载流子数。
（二）霍尔系数与灵敏度
1．霍尔系数：
1H R ne
= 再由1ne ρμ
=，可得：H R ρμ=。由于电子的迁移率μ大于空穴，所以，霍尔元件多采用N 型半导体材料。
2．灵敏度：
/
H H K R d =-
所以， H H U K IB =⋅
·金属不宜做霍尔元件；电子密度高，H K 和H R 小。
·材料电阻率ρ高、迁移率μ大，则霍尔效应强。
·d 减小，灵敏度高；但不能过小，否则使元件输出电阻增加。
3．使用电压源时，
H b U EB L
μ=- 所以，适当选择材料的迁移率，及霍尔元件的宽长比，可改变霍尔电势的大小。
（三）材料及测量电路
常用测量有：N 型的锗（Ge ）、锑化铟（InSb ）、砷化铟（InAs ）。
符号及测量电路见下图：
（四）误差分析与补偿
1．几何尺寸及焊点大小对性能的影响：
实验证明，长宽比对霍尔电势有影响，
()/H H H U K IB f L b =⋅ 式中，()/H f L b ——元件的形状系数。一般/2L b >，形状系数为1。
焊点大小对性能也有影响，一般要求电极宽度为l ：/0.1l L <。
2．不等位电势及补偿：
当磁感应强度为零时元件通以电流，霍尔电极上有电势存在——不等位电势；即产生零位误差。
原因：两个霍尔电极的位置不在同一等位面上。
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常用的补偿方法如下图的几种形式：
3．温度误差及补偿
霍尔元件对温度变化十分敏感。其中半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度都随温度变化而变化。
处理方法：选用温度系数小的元件（InSb）；
采用恒温措施；采用恒流源供电（减小元件内阻随温度的变化，控制电流的变化），但不能完全解决问题。
采用补偿电路：主要有并联电阻、热敏电阻的补偿
（五）应用
三大类：1.测定恒定和交变的磁场强度，如高斯计；
2．测量交、直流电压、电流；
3．做乘法器、功率计等。
此外，可测位移、压力、流量等物理量。如位移（压力）传感器
二、其它磁敏传感器
包括：磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管、磁敏MOS器件等。
无尘清洗（一）磁敏电阻：
1．磁阻效应：将一载流导体置于磁场中，其阻值会随磁场而变化，即磁阻效应。它是伴随霍尔效应同时发生的一种物理效应。
当温度恒定时，弱磁场范围内，磁阻与磁感应强度的关系为：
()22010.273B B ρρμ=+
则，电阻率的相对变化为：
()2
2200.273B k B ρ
μμρ∆== 当磁场一定时，迁移率高的材料磁阻效应明显，如InSb 、InAs 适合作磁敏电阻。
2．磁敏电阻的形状：
磁阻除与材料有关外，还与几何形状有关。常见的磁阻采用圆盘形，中心和边缘处为电极——科比诺圆盘。考虑到形状的影响：
()()2
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01/k B f L b ρμρ∆=-⎡⎤⎣⎦ 3．应用
应用广泛，可制成探头，探测各种磁场变化。
材料方面：位移检测器，角度检测、功率计、安培计，还可以用以制作交流放大器、振荡器等。
（二）磁敏二极管
1．结构原理：
这种二极管的结构是P ＋-I-N ＋型。在高阻半导体芯片（本征型I ）两端，分别制作P 、N 两个电极形成。
P 、N 区为掺杂区；本征区I 区较长，同时对两个侧面进行处理，一侧打光，一侧打毛形成复合区（r 区）。如图所示：
2．工作工程：
（1）正向偏压时，①无磁场作用，载流子运动如图（a ）所示，产生电流，电子和空穴在I 区的复合很少；
②有正向磁场作用，如图（b ）所示，由于受到洛仑兹力的作用，载流子偏转向r 区，产生复合；载流子密度下降；电阻增加，电流减小；PI
结和PN结电压下降；载流子注入下降；I区电阻进一步增加；最终达到稳定状态。
③有负向磁场作用，如图（c）所示，由于受到洛仑兹力的作用，载流子偏转向光滑面，复合较少；载流子密度上升；电阻变小，电流增加；PI结和PN结电压上升；载流子注入增加；I区电阻进一步减小；最终达到稳定状态。（2）负向偏压时，仅有微小电流流过，几乎与磁场无关。
由此可见，复合面与光滑面复合率差别越大，灵敏度越高。
·特点：
熄火延时器（1）灵敏度高。比霍尔元件高几百到上千倍，且线路简单，成本低，适合测弱磁场；
（2）具有正反磁灵敏度。故可用作无触点开关；
（3）在较小电流下，灵敏度仍很高；
（4）灵敏度与磁场关系呈线性范围窄，这一点不如霍尔元件。
3．温度补偿及提高灵敏度的措施：
常用温度补偿电路有三种：
（1）互补式：选用特性相近的两只管子，按磁场相反方法组合，并串接在电路中。可以进行温度补偿，还能提高磁灵敏度。
（2）差分电路：采用电桥的差动形式，进行温度补偿，还能提高磁灵敏度。（3）全桥电路：对四只管子的特性一致要求较高，实现困难。
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·提高灵敏度的措施：
上述方法可以提高灵敏度；此外，提高偏压，可以提高磁灵敏度；（但电流不宜过大，功耗大，易发热，温漂严重）也可以采用交流偏压和脉冲电压源，提高灵敏度，又减小功耗和温漂；选用硅磁敏二极管好于锗磁敏二极管。
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检测微弱磁场变化（交、直流），漏磁探伤、地磁探测仪等；
箝位电流计，对高压线进行不断线，无接触电流测量；
无触点开关，无触点电位计等。
（三）磁敏三极管
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