1. హాల్ ఎఫెక్ట్ అంటే ఏమిటి?

హాల్ ఎఫెక్ట్ అనేది చార్జ్డ్ కణాల (ఎలక్ట్రాన్లు వంటివి) సంబంధిత విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాల మధ్య పరస్పర చర్య వల్ల సంభవిస్తుంది. మరింత స్పష్టమైన మరియు స్పష్టమైన అవగాహన కోసం, మీరు క్రింద ఉన్న హాల్ ఎఫెక్ట్ సూత్రం యొక్క యానిమేషన్ రేఖాచిత్రాన్ని చూడవచ్చు.

2. హాల్ ఎఫెక్ట్ సూత్రం

ఒక వాహక ప్లేట్‌ను బ్యాటరీతో సర్క్యూట్‌కు అనుసంధానించినప్పుడు, కరెంట్ ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది. చార్జ్ క్యారియర్‌లు ప్లేట్ యొక్క ఒక చివర నుండి మరొక చివర వరకు సరళ మార్గంలో కదులుతాయి. చార్జ్ క్యారియర్‌ల కదలిక అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ప్లేట్‌కు దగ్గరగా ఒక అయస్కాంతాన్ని ఉంచినప్పుడు, చార్జ్ క్యారియర్‌ల అయస్కాంత క్షేత్రం వక్రీకరించబడుతుంది, ఇది చార్జ్ క్యారియర్‌ల సరళరేఖ ప్రవాహానికి అంతరాయం కలిగిస్తుంది. చార్జ్ క్యారియర్‌ల ప్రవాహ దిశను భంగపరిచే శక్తిని లారెంజ్ ఫోర్స్ అంటారు.

చార్జ్ క్యారియర్‌ల అయస్కాంత క్షేత్రం వక్రీకరణ కారణంగా, రుణాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్‌లు ప్లేట్ యొక్క ఒక వైపుకు విక్షేపం చెందుతాయి, అయితే ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన రంధ్రాలు మరొక వైపుకు విక్షేపం చెందుతాయి. ప్లేట్ యొక్క రెండు వైపుల మధ్య హాల్ వోల్టేజ్ అని పిలువబడే సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉత్పత్తి అవుతుంది, దీనిని ఒక పరికరంతో కొలవవచ్చు.

హాల్ ఎఫెక్ట్ మరియు లారెంజ్ ఫోర్స్: నీలి బాణం B వాహక ప్లేట్ గుండా నిలువుగా వెళ్ళే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సూచిస్తుంది.

హాల్ ఎఫెక్ట్ సూత్రం ప్రకారం, విద్యుత్తును మోసే కండక్టర్ లేదా సెమీకండక్టర్‌ను లంబ అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, విద్యుత్తు మార్గానికి లంబంగా ఉన్న స్థితిలో వోల్టేజ్‌ను కొలవవచ్చు.

VH గా సూచించబడిన హాల్ వోల్టేజ్, సూత్రం ద్వారా ఇవ్వబడింది:

· VH అనేది వాహక ప్లేట్‌లోని హాల్ వోల్టేజ్

· I అనేది సెన్సార్ ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్తు

· B అనేది అయస్కాంత క్షేత్ర బలం

· q అనేది ఛార్జ్

· n అనేది యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల సంఖ్య

· d అనేది సెన్సార్ మందం

3. హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ల సూత్రం

సెన్సార్ చుట్టూ ఉన్న అయస్కాంత ప్రవాహ సాంద్రత ఒక నిర్దిష్ట ప్రీసెట్ థ్రెషోల్డ్‌ను మించిపోయినప్పుడు, సెన్సార్ దానిని గుర్తించి హాల్ వోల్టేజ్ (VH) అనే అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. నిర్దిష్ట సూత్రం క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది.

హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ ప్రాథమికంగా గాలియం ఆర్సెనైడ్ (GaAs), ఇండియం యాంటీమోనైడ్ (InSb) లేదా ఇండియం ఆర్సెనైడ్ (InAs) వంటి p-రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క సన్నని దీర్ఘచతురస్రాకార భాగాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దీని ద్వారా నిరంతర విద్యుత్తు వెళుతుంది.

హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్‌ను అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచినప్పుడు, అయస్కాంత ప్రవాహ రేఖలు సెమీకండక్టర్ పదార్థంపై బలాన్ని ప్రయోగిస్తాయి, దీనివల్ల చార్జ్ క్యారియర్‌లు (ఎలక్ట్రాన్‌లు మరియు రంధ్రాలు) సెమీకండక్టర్ ప్లేట్ యొక్క ఇరువైపులా విక్షేపం చెందుతాయి. చార్జ్ క్యారియర్‌ల యొక్క ఈ కదలిక అవి సెమీకండక్టర్ పదార్థం గుండా వెళుతున్నప్పుడు అనుభవించే అయస్కాంత శక్తి ఫలితంగా ఉంటుంది.

ఈ ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు పక్కకు కదులుతున్నప్పుడు, ఈ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల చేరడం వల్ల సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క రెండు వైపుల మధ్య పొటెన్షియల్ వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది. సెమీకండక్టర్ పదార్థం ద్వారా ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక దానికి లంబంగా ఉన్న బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది మరియు ఈ ప్రభావం చదునైన దీర్ఘచతురస్రాకార పదార్థాలలో ఎక్కువగా కనిపిస్తుంది.

హాల్ ఎఫెక్ట్ అయస్కాంత ధ్రువం రకం మరియు అయస్కాంత క్షేత్ర పరిమాణం గురించి సమాచారాన్ని అందిస్తుంది. ఉదాహరణకు, దక్షిణ ధ్రువం పరికరం వోల్టేజ్ అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి కారణమవుతుంది, అయితే ఉత్తర ధ్రువం ఎటువంటి ప్రభావాన్ని చూపదు. సాధారణంగా, హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు మరియు స్విచ్‌లు అయస్కాంత క్షేత్రం లేనప్పుడు "ఆఫ్" స్థితిలో (ఓపెన్-సర్క్యూట్ స్థితి) ఉండేలా రూపొందించబడ్డాయి. తగినంత బలం మరియు ధ్రువణత కలిగిన అయస్కాంత క్షేత్రానికి గురైనప్పుడు మాత్రమే అవి "ఆన్" (క్లోజ్డ్-సర్క్యూట్ స్థితి) అవుతాయి.

4. హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు

దాని సరళమైన రూపంలో, సెన్సార్ అనలాగ్ సెన్సార్‌గా పనిచేస్తుంది, నేరుగా వోల్టేజ్‌ను తిరిగి ఇస్తుంది. తెలిసిన అయస్కాంత క్షేత్రంతో, హాల్ ప్లేట్ నుండి దూరాన్ని నిర్ణయించవచ్చు. సెన్సార్ల సమూహాన్ని ఉపయోగించి, అయస్కాంతం యొక్క సాపేక్ష స్థానాన్ని ఊహించవచ్చు.

సాధారణంగా, హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు డిజిటల్ (ఆన్/ఆఫ్) మోడ్‌లో పనిచేయడానికి పరికరాన్ని అనుమతించే సర్క్యూట్‌లతో కలిపి ఉంటాయి మరియు ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, వాటిని స్విచ్‌లు అని పిలుస్తారు. క్రింద ఉన్న చిత్రం హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ గుండా వెళుతున్న రెండు అయస్కాంతాలతో కూడిన చక్రాన్ని చూపిస్తుంది.