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COMPONENTS TMR SENSORS Mentre numerose applicazioni sono impensabili senza un magnetometro, altre possono essere migliorate o arricchite con nuove funzioni grazie alla presenza di opportuni sensori. La nuova tecnologia magnetoresistiva a effetto tunnel apre ora ulteriori possibilità intuì che unmagnete posto perpendicolarmente a un con- duttore di corrente attira da un lato gli elettroni che vi flu- iscono, dando così origine a una differenza di carica (ossia di tensione). L’effetto Hall è quindi un indicatore del cam- po magnetico presente nelle vicinanze di un conduttore e della sua intensità. Esso viene utilizzato nei sensori per indicare la presenza, l’assenza o l’intensità di un campo magnetico in base alla tensione Hall risultante. Gli attuali sensori Hall sono dispositivi ad alto grado di integrazione e includono varie funzioni per l’elaborazione del segna- le dei sensori, come array di elementi Hall differenziali, amplificatori di strumentazione, convertitori A/D e MCU (alcune versioni). Sebbene i sensori a effetto Hall funzio- nino rilevando un campo magnetico, essi possono essere utilizzati per misurare molti parametri, come posizione, temperatura, corrente e pressione. Grazie a processi produttivi oramai ampiamente collau- dati ed economici, i sensori a effetto Hall sono prodotti in elevati volumi. Essi sono costituiti essenzialmente da uno strato sottile rettangolare di materiale semicondut- tore di tipo p come l’arseniuro di gallio (GaAs), l’antimo- niuro di indio (InSb) o l’arseniuro di indio (InSb), attra- verso il quale scorre una corrente continua. Se il sensore si trova all’interno di un campo magnetico, le linee di flusso magnetico esercitano una forza sul materiale se- miconduttore, che devia i portatori di carica, gli elettroni e le lacune su entrambi i lati dello strato semiconduttore. Questo movimento dei portatori di carica è causato dalla forza magnetica a cui sono esposti mentre attraversano il materiale semiconduttore. La tensione di uscita dell’e- I magnetometri misurano un campo magnetico o un mo- mento di dipolo magnetico. Un tipico magnetometro è una bussola, che misura la direzione di un campo magnetico circostante, in questo caso il campo magnetico terrestre. Diversi tipi di sensori magnetici, invece, registrano la di- rezione, l’intensità o la variazione relativa di un campo magnetico in un punto specifico. I magnetometri sono già utilizzati da diversi decenni in campo automotive e industriale; nell’elettronica consu- mer, si possono trovare di serie negli smartphone, nei di- spositivi indossabili e negli occhiali per realtà aumentata/ realtà virtuale (AR/VR), nei droni e nei robot, nei disposi- tivi per la casa intelligente e nelle applicazioni IoT. Vi sono inoltre nuove e interessanti aree di applicazione, come l’orientamento della testa per l’audio 3D, il miglioramento della navigazione in ambienti chiusi (indoor), il posizio- namento e il rilevamento della velocità. Per questo tipo di applicazioni è possibile ricorrere ai sensori a effetto Hall. Sensori a effetto Hall: descrizione e principali caratteristiche Un sensore Hall è un sensore per rilevare l’effetto Hall o la cosiddetta tensione Hall. I sensori Hall sono il frutto di una scoperta del fisico Edwin Hall. Nel 1879, lo scienziato TMR: una tecnologia che offre interessanti opportunità in numerose applicazioni Maria Alejandra Salazar Martinez Corporate Product Manager Analog & Sensors Rutronik Thomas Block Product Manager Bosch Sensortec ELETTRONICA OGGI 517 - APRILE 2024 58