霍爾開關

1 原理簡介

　　當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達式為U=K·I·B/d。其中K為霍爾系數，I為薄片中通過的電流，B為外加磁場（洛倫茲力Lorrentz）的磁感應強度，d是薄片的厚度。

　　由此可見，霍爾效應的靈敏度高低與外加磁場的磁感應強度成正比的關系。

　　霍爾開關就屬于這種有源磁電轉換器件，它是在霍爾效應原理的基礎上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便的把磁輸入信號轉換成實際應用中的電信號，同時又具備工業(yè)場合實際應用易操作和可靠性的要求。

　　霍爾開關的輸入端是以磁感應強度B來表征的，當B值達到一定的程度（如B1）時，霍爾開關內部的觸發(fā)器翻轉，霍爾開關的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉。輸出端一般采用晶體管輸出，和接近開關類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號輸出之分。

　　霍爾開關具有無觸點、低功耗、長使用壽命、響應頻率高等特點，內部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作?；魻栭_關可應用于接近開關，壓力開關，里程表等，作為一種新型的電器配件。

2 分類

　　1、單極霍爾效應開關（數字輸出）

　　單極霍爾效應開關具有磁性工作閾值(Bop)。如果霍爾單元承受的磁通密度大于工作閾值，那么輸出晶體管將開啟；當磁通密度降至低于工作閾值(Brp)時，晶體管會關閉。滯后(Bhys)是兩個閾值(Bop-Brp)之間的差額。即使存在外部機械振動及電氣噪音，此內置滯后頁可實現(xiàn)輸出的凈切換。單極霍爾效應的數字輸出可適應各種邏輯系統(tǒng)。這些器件非常適合與簡單的磁棒或磁桿一同使用。單極性霍爾開關它的正反面會各指定一個磁極感應才會有作用，在具體應用當中應該注意磁鐵的磁極的安裝，反了就會造成單極性不感應輸出。

　　2、雙極霍爾效應開關（數字輸出）

　　雙極性霍爾具體又分雙極性不帶鎖存型霍爾開關和雙極性鎖存型霍爾開關。

　　雙極霍爾效應開關通常在南極磁場強度足夠的情況下打開，并在北極磁場強度足夠的情況下關閉，但如果磁場被移除，則是隨機輸出，有可能是打開，也有可能是關閉。雙極鎖存型霍爾效應開關通常在南極磁場強度足夠的情況下打開，并在北極磁場強度足夠的情況下關閉，但如果磁場被移除，不會更改輸出狀態(tài)。這些霍爾效應開關可使用南北交變磁場、多極環(huán)磁鐵進行磁驅動。

　　3、雙極鎖存型霍爾效應開關（數字輸出）

　　當置于n極（或s極）的磁場時開啟，磁場移除后繼續(xù)保持開啟；只有當再次置于s極（或n極）時才會關閉，磁場移除后繼續(xù)保持關閉狀態(tài)，知道下次磁場改變，這種保持上次狀態(tài)的特性即鎖存特性，這種類型的霍爾效益開關即雙極鎖存型霍爾效應開關。

　　4、全極霍爾效應開關（數字輸出）

　　與其他霍爾效應開關不同，只要存在強度足夠大的北極或南極磁場，這些器件就能打開；而在沒有磁場的時候，輸出會關閉。

　　5、線性霍爾效應傳感器IC（模擬輸出）

　　線性霍爾效應傳感器IC的電壓輸出會精確跟蹤磁通密度的變化。在靜態(tài)（無磁場）時，從理論上講，輸出應等于在工作電壓及工作溫度范圍內的電源電壓的一半。增加南極磁場將增加來自其靜態(tài)電壓的電壓。相反，增加北極磁場將增加來自其靜態(tài)電壓的電壓。這些部件可測量電流的角、接近性、運動及磁通量。它們能夠以磁力驅動的方式反映機械事件。

　　6、微功耗型霍爾效應開關（數字輸出）

　　隨著手機、筆記本電腦、DV等便攜式設備的普及，對霍爾IC的功耗提出要求，由此產生了一大類新的霍爾IC。它是數字霍爾IC按功耗單獨分出的一類，其內部采用休眠機制降低功耗，平均功耗可以達到uA級。它也可按功能分為單級型霍爾IC、鎖定型霍爾IC、和全級霍爾IC三類。這類一般用于電池長期供電的系統(tǒng)。