霍爾傳感器元件、電路和線性IC原理結(jié)構(gòu)
在磁傳感器中，利用霍爾效應(yīng)的傳感器稱為霍爾傳感器。霍爾傳感器包括幾個部分。首先，它包含一個霍爾元件，該元件輸出通過霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的霍爾電壓(HV)。其次，它包含一個霍爾IC，它使霍爾輸出通過IC工藝成為高/低數(shù)字輸出。第三，它包含一個線性霍爾IC，可放大和線性化霍爾輸出。
一、霍爾傳感器元件原理結(jié)構(gòu)：
◆特點
由于它是一個端子連接到半導(dǎo)體的簡單傳感器，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。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大小成正比，并會根據(jù)磁場方向輸出正負電壓。無垂直磁場時的輸出電壓為0 V(*1)。*1在實際情況下，即使沒有磁場，也存在偏移電壓。
◆使用方法
霍爾元件總共有四個端子，一個控制電壓（或控制電流），兩個GND端子用于輸入，以及兩個差分輸出端子。如果低于最大額定值，則可以支持恒流驅(qū)動或恒壓驅(qū)動。
◆應(yīng)用
霍爾元件用于智能手機和數(shù)碼相機的無刷直流電機和鏡頭致動器。
二、霍爾傳感器集成電路原理結(jié)構(gòu)
◆特點
霍爾IC將霍爾元件的輸出與某個閾值進行比較，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算機連接到后級。有可檢測磁場強度的開關(guān)型和可檢測磁場極性的鎖存型。
◆輸出特性
根據(jù)垂直施加到傳感器的磁場的大小，輸出電壓被確定為高或低。極點檢測結(jié)果有S極、N極和雙極三種。
當磁場強度超過Bop時，輸出電壓變?yōu)長ow，當?shù)陀贐rp時，輸出電壓變?yōu)镠igh。在這種情況下，Brp和Bop之間滿足“Brp<Bop（有滯后）”。
◆使用方法
線性霍爾IC有兩個輸入端，即VCC和GND，以及一個輸出端。將如圖4所示的IC連接到霍爾元件即可實現(xiàn)霍爾IC。它由恒壓驅(qū)動操作。
◆應(yīng)用
開關(guān)型霍爾IC用于家用電子產(chǎn)品的開/關(guān)開關(guān)，鎖存型霍爾IC用于無刷電機或旋轉(zhuǎn)檢測。
三、線性霍爾傳感器IC原理結(jié)構(gòu)
◆特點
線性霍爾IC將增益應(yīng)用于霍爾元件的輸出，從而產(chǎn)生線性輸出(*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。*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大小成正比。根據(jù)磁場的方向，它的范圍從0V到VCC。無垂直磁場時的輸出電壓為VCC/2(*3)。*3在實際情況下，即使沒有磁場，也存在偏移電壓。
◆使用方法
線性霍爾IC有兩個輸入端，VCC和GND，以及一個輸出端。將如圖6所示的IC連接到霍爾元件可實現(xiàn)線性霍爾IC。它由恒定電壓操作。
◆應(yīng)用
線性霍爾IC用于液位計、電流傳感器和角度檢測。
