霍尔元件寄生直流电动势

定义与现象

霍尔元件在、采用（激励电流）的条件下，其霍尔电极输出端除应有的交流不等位电势之外，还会出现一个，称为寄生直流电动势。它是霍尔传感器的一类零位误差，与不等位电势同属无磁场时的残余输出，但表现为直流分量而非交流分量。

成因

寄生直流电动势由两种彼此独立的物理机制产生。

（1）电极接触的整流效应。 霍尔元件的控制电极和霍尔电极与半导体基片的连接若并非完全欧姆接触，则电极—基片界面会形成势垒，具有类似二极管的单向导电性。当交流控制电流流过时，该非线性界面把交流信号整流，在霍尔电极上产生直流分量。接触越偏离理想欧姆接触，整流效应越强，寄生直流电动势越大。

（2）霍尔电极焊点的温差电势。 两个霍尔电极的焊点若不一致（焊料量、焊接质量、接触热阻不同），在元件工作时两焊点温度不相等，构成热电偶回路，产生温差电动势（热电势），表现为直流输出。

抑制措施

针对上述两种成因，改善方向相应分为两类：

• 改善欧姆接触性能：在元件制作阶段优化电极与基片的接触工艺，使控制电极和霍尔电极尽量形成欧姆接触，削弱整流效应。
• 改善散热条件：在元件制作和安装时改善散热，使两个霍尔电极焊点温度趋于一致，减小温差电势。

适用范围与关系

寄生直流电动势的讨论以为前提；若采用直流激励，则不存在由交流整流产生的直流分量，但焊点温差电势仍可能作为直流零位误差存在。它与不等位电势的区别在于：在本文的交流控制电流激励条件下，不等位电势表现为交流零位误差，寄生直流电动势表现为直流零位误差，二者同时出现于霍尔电极输出中；不等位电势随控制电流而定，若改用直流激励，它同样表现为直流偏置，因此上述交流/直流之分仅适用于本文的交流激励条件。