一、霍爾效應

霍爾效應是物理學家霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的，它定義了磁場和感應電壓之間的關系，這種效應和傳統(tǒng)的電磁感應完全不同。當電流通過一個位于磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產(chǎn)生一個垂直于電子運動方向上的作用力，從而在垂直于導體與磁感線的兩個方向上產(chǎn)生電勢差，后來發(fā)現(xiàn)半導體、導電流體等也有這種效應。

半導體的霍爾效應比金屬強得多，因此利用這現(xiàn)象可以制成的各種霍爾元件，廣泛地應用于工業(yè)自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。

線性霍爾效應的特性，輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系，在B1～B2的磁感應強度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應強度超出此范圍時則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。

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開關霍爾效應的特性，其中BNP為工作點“開”的磁感應強度，BRP為釋放點“關”的磁感應強度。當外加的磁感應強度超過動作點BNP時，傳感器輸出低電平，當磁感應強度降到動作點BNP以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點BRP時，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖?。BNP與BRP之間的滯后使開關動作更為可靠。

二、霍爾傳感器

根據(jù)霍爾效應，人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。

霍爾效應傳感器可以將變化的磁場轉化為輸出電壓的變化，因此首先用于測量磁場，此外它還可測量產(chǎn)生和影響磁場的物理量，例如用于接近開關、位置測量、轉速測量和電流測量等設備。如果我們在電路中使用多組傳感器，甚至可以判斷出磁鐵的相關位置。

霍爾傳感器分類

霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種，線性霍爾器件輸出模擬量，霍爾開關器件是輸出數(shù)字量。通過霍爾傳感器，許多非電、非磁的物理量，如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉速、速度、功等，都可以將其狀態(tài)變化轉化為電信號進行檢測和控制。

（1）線性型霍爾傳感器

它是由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出為模擬量。線性霍爾元件是一種具有模擬信號輸出的磁傳感器。輸出電壓隨輸入磁通密度呈線性變化，因此線性霍爾效應傳感器的輸出電壓能準確地跟蹤磁通密度的變化情況。

（2）開關型霍爾傳感器

它是由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成，它輸出數(shù)字信號。根據(jù)霍爾元件開關的感應方式，可分為雙極霍爾開關、單極霍爾開關和全極性霍爾開關。

單極霍爾開關的感應方式：當磁場的一極靠近時，輸出低電壓（低電平）或關斷信號，當磁場的一極遠離時，輸出高電壓（高電平）或開斷信號。但需要注意的是，單極霍爾開關只有在規(guī)定了一定的極性感應時才能有效，一般為正感應磁場s極和負感應N極。

雙極性霍爾開關的感應方式：由于磁場有兩個磁極N、S（正磁或負磁），所以兩極控制雙極性霍爾開關的接通和關斷（高電平和低電平），這通常具有鎖定功能，即，當磁極離開時，霍爾輸出信號不會變化，直到感應到另一個極點。需要注意的是，雙極霍爾開關的初始狀態(tài)是隨機輸出，可能是高電平，也可能是低電平。

全極霍爾開關的感應方式：全極霍爾開關的感應模式與單極霍爾開關的感應模式相似，只是單極霍爾開關指定磁極，而全極霍爾開關不指定磁極，任何磁極接近器件都會輸出低電平信號，無磁場或磁鐵遠離時輸出高電平信號。

三、霍爾器件選型：

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昂賽微電子是一家高新技術和專精特新企業(yè)，從事磁、光、壓等傳感器和高性能模擬混合信號集成電路設計和銷售，提供從智能終端和智能穿戴、智能家電和和工業(yè)工控、汽車電子等相關的傳感和模擬混合信號方案。昂賽微電子為客戶提供具有競爭力的傳感器和高性能模擬混合信號集成電路（ICs）產(chǎn)品，廣泛應用于汽車、工業(yè)、家電監(jiān)控和消費電子市場，公司聚焦于：傳感器，顯示系統(tǒng)，驅動系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等方向。

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