霍爾傳感器元件、電路和線(xiàn)性IC原理結(jié)構(gòu)
在磁傳感器中，利用霍爾效應(yīng)的傳感器稱(chēng)為霍爾傳感器。霍爾傳感器包括幾個(gè)部分。首先，它包含一個(gè)霍爾元件，該元件輸出通過(guò)霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的霍爾電壓(HV)。其次，它包含一個(gè)霍爾IC，它使霍爾輸出通過(guò)IC工藝成為高/低數(shù)字輸出。第三，它包含一個(gè)線(xiàn)性霍爾IC，可放大和線(xiàn)性化霍爾輸出。
一、霍爾傳感器元件原理結(jié)構(gòu)：
◆特點(diǎn)
由于它是一個(gè)端子連接到半導(dǎo)體的簡(jiǎn)單傳感器，因此霍爾元件可用于數(shù)字和模擬用途，具體取決于后續(xù)階段的電路設(shè)計(jì)。可獲得的輸出電壓為幾十到幾百毫伏。
◆輸出特性
輸出電壓與垂直施加在傳感器上的磁場(chǎng)大小成正比，并會(huì)根據(jù)磁場(chǎng)方向輸出正負(fù)電壓。無(wú)垂直磁場(chǎng)時(shí)的輸出電壓為0 V(*1)。*1在實(shí)際情況下，即使沒(méi)有磁場(chǎng)，也存在偏移電壓。
◆使用方法
霍爾元件總共有四個(gè)端子，一個(gè)控制電壓（或控制電流），兩個(gè)GND端子用于輸入，以及兩個(gè)差分輸出端子。如果低于最大額定值，則可以支持恒流驅(qū)動(dòng)或恒壓驅(qū)動(dòng)。
◆應(yīng)用
霍爾元件用于智能手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)和鏡頭致動(dòng)器。
二、霍爾傳感器集成電路原理結(jié)構(gòu)
◆特點(diǎn)
霍爾IC將霍爾元件的輸出與某個(gè)閾值進(jìn)行比較，并將其輸出為高或低。由于輸出電壓范圍由電源調(diào)節(jié)，因此可以方便地將微型計(jì)算機(jī)連接到后級(jí)。有可檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的開(kāi)關(guān)型和可檢測(cè)磁場(chǎng)極性的鎖存型。
◆輸出特性
根據(jù)垂直施加到傳感器的磁場(chǎng)的大小，輸出電壓被確定為高或低。極點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果有S極、N極和雙極三種。
當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)Bop時(shí)，輸出電壓變?yōu)長(zhǎng)ow，當(dāng)?shù)陀贐rp時(shí)，輸出電壓變?yōu)镠igh。在這種情況下，Brp和Bop之間滿(mǎn)足“Brp<Bop（有滯后）”。
◆使用方法
線(xiàn)性霍爾IC有兩個(gè)輸入端，即VCC和GND，以及一個(gè)輸出端。將如圖4所示的IC連接到霍爾元件即可實(shí)現(xiàn)霍爾IC。它由恒壓驅(qū)動(dòng)操作。
◆應(yīng)用
開(kāi)關(guān)型霍爾IC用于家用電子產(chǎn)品的開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)，鎖存型霍爾IC用于無(wú)刷電機(jī)或旋轉(zhuǎn)檢測(cè)。
三、線(xiàn)性霍爾傳感器IC原理結(jié)構(gòu)
◆特點(diǎn)
線(xiàn)性霍爾IC將增益應(yīng)用于霍爾元件的輸出，從而產(chǎn)生線(xiàn)性輸出(*2)。由于輸出電壓范圍由電源調(diào)節(jié)，因此可以輕松地將MCU連接到后級(jí)。*2軌到軌輸出。
◆輸出特性
輸出電壓與垂直施加到傳感器的磁場(chǎng)大小成正比。根據(jù)磁場(chǎng)的方向，它的范圍從0V到VCC。無(wú)垂直磁場(chǎng)時(shí)的輸出電壓為VCC/2(*3)。*3在實(shí)際情況下，即使沒(méi)有磁場(chǎng)，也存在偏移電壓。
◆使用方法
線(xiàn)性霍爾IC有兩個(gè)輸入端，VCC和GND，以及一個(gè)輸出端。將如圖6所示的IC連接到霍爾元件可實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性霍爾IC。它由恒定電壓操作。
◆應(yīng)用
線(xiàn)性霍爾IC用于液位計(jì)、電流傳感器和角度檢測(cè)。
