霍尔元件简介

1、霍尔元件霍尔元件可用多种 半导体材料制作，如 Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以与多 层半导体异质结构量子阱材料等等霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场与其变化，可在各种 与磁场有关的场合中使用。霍尔元件具有许多优点，它们的结构结实，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功 耗小，频率高可达 1MHZ，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽与盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、 线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、 输出波形清晰、 无抖动、无回跳、位置重复精度高可达 卩m级。采用了各种补偿和保护措施的 霍尔器 件的工作温度 X围宽，可达55 C150 C。UH

2、=RHIB/d 18RH=1/nq 金属19式中RH 霍尔系数：n单位体积内载流子或自由电子的个数q电子电量；I通过的电流；-ijI霍尔元件B 垂直于I的磁感应强度；d导体的厚度。对于半导体和铁磁金属，霍尔系数表达式与式19丨不同，此处从略。由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，其优点是不与被测虫路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。霍尔元件应用霍尔效应的半导体。2工作原理霍尔元件应用霍尔效应的半导体。所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时， 产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是

3、1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，假如在垂直于电流的方向施加磁场，如此金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的根本关系为：UH=RHIB/d 1 RH=1/nq 金属2式中RH霍尔系数；n单位体积内载流子或自由电子的个数；q 电子电量;I 通过的电流；B垂直于I的磁感应强度；d导体的厚度。对于半导体和铁磁金属，霍尔系数表达式和式2不同，此处从略。由于通电导线周围存在磁场，其大小和导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电

4、流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触， 不影响被测电路，不消耗被测电源的功率， 特别适合于大电流传 感。假如把霍尔元件置于电场强度为 E、磁场强度为H的电磁场中，如此在该元件中将产 生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度 E成正比，如果再测出该电磁场的磁场 强度，如此电磁场的功率密度瞬时值 P可由P=EH确定。利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。假如测出单位时间内发出的脉冲数，如此可

5、以确定其运动速度。13元件特性1、霍尔系数又称霍尔常数RH在磁场不太强时，霍尔 电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比，与霍 尔片的厚度3成反比，即UH =RH*I*B/ S，式中的RH称为霍尔系数，它表示霍尔效应的强 弱。另RH=a * p即霍尔常数等于霍尔片材料的 电阻率p与电子迁移 率的乘积。2、霍尔灵敏度 KH又称霍尔乘积灵敏度霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片的厚度3成反比，即KH=RH3，它通常可以表征霍尔常数。3、霍尔额定激励电流当霍尔元件自身 温升10 c时所流过的激励电流称为额定激励电流。4、霍尔最大允许激励电流以霍尔元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大

6、允许激励电流。5、霍尔输入电阻霍尔激励电极间的电阻值称为输入电阻。6、霍尔输出电阻霍尔输出电极间的电阻值称为输出电阻。7、霍尔元件的电阻温度系数在不施加磁场的条件下，环境温度每变化1C时，电阻的相对变化率，用a表示，单位为/ C。8、霍尔不等位 电势又称霍尔偏移零点在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。9、霍尔输出电压在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为霍尔输出电压。10、霍尔电压输出比率霍尔不等位电势与霍尔输出电势的比率11、霍尔寄生直流电势在外加磁场为零、霍尔元件用交流激励时，霍尔电极输出除了交流不等位电势外

7、，还 有一直流电势，称寄生直流电势。12、霍尔不等位电势在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，环境温度 每变化1 C时，不等位电势的相对变化率。13、霍尔电势温度系数在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，环境温度每变化1C时，不等位电势的相对变化率。它同时也是霍尔系数的温度系数。14、热阻Rth霍尔元件工作时功耗每增加1W,霍尔元件升高的温度值称为它的热阻，它反映了元件散热的难易程度，单位为：摄氏度/w无刷电机霍尔传感器AH44E开关型霍尔集成元件，用于 无刷电机的位置传感器。引脚定义有标记的一面朝向自己：左电源正；中接地；右值号输出安装时注意减少应力与防静电4元件分类简介按照霍尔元件的功

8、能可将它们分为:霍尔线性器件 和霍尔开关器件。前者输出模拟 量，后者输出数字量。按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以与工作状态发生变化的时间等，转 变成电量来进展检测和控制。霍尔开关按照霍尔开关的感应方式可将它们分为：单极性霍尔开关、双极性霍尔开关、全极性 霍尔开关。单极性霍尔开关的感应方式：磁场的一个 磁极靠近它，输出低电位电压低电平或 关的信号

9、，磁场磁极离开它输出高电位电压高电平或开的信号，但要注意的是，单极性 霍尔开关 它会指定某磁极感应才有效，一般是正面感应磁场S极，反面感应 N极。双极性霍尔开关的感应方式：因为磁场有两个 磁极N、S正磁或负磁，所以两个磁 极分别控制双极性霍尔开关的开和关上下电平，它一般具有锁定的作用，也就是说当磁 极离开后，霍尔输出信号不发生改变，直到另一个磁极感应。另外，双极性霍尔开关的初始状态是随机输出，有可能是高电平，也有可能是低电平。全极性霍尔开关的感应方式：全极性 霍尔开关的感应方式与单极性 霍尔开关的感应方 式相似，区别在于，单极性霍尔开关会指定磁极，而全极性 霍尔开关不会指定磁极，任何磁 极靠近

10、输出低电平信号，离开输出高电平信号。线性霍尔线性霍尔元件是一种模拟信号输出的磁传感器，输出电压随输入的磁力密度线性变化。线性霍尔效应传感器 IC的电压输出会准确跟踪 磁通密度 的变化。在静态无磁场 时，从理论上讲，输出应等于在 工作电压 与工作温度X围内的电源电压的一半。增加南极 磁场将增加来自其静态电压的电压。相反，增加北极磁场将增加来自其静态电压的电压。这些部件可测量电流的角、 接近性、运动与磁通量。它们能够以磁力驱动的方式反映机械事件。5常用型号单极霍尔开关电路型号工作电压VDDV工作电流IDDmA工作点BoP(GS)释放点Brp(GS)工作温度TAC)封装形式典型应用HAL24-201

11、8060-40-85TO-9位置检测、转速检测022SHAL31011020-40-15TO-9舞台灯光、车速仪表、空调电机13402S等HAL34250230-40-85TO-9舞台灯光、车速仪表、空调电机144E2S等HAL4580-1630-11-40-12SOT-马达、无触点开关4E00523HAL14540-40-12TO-9霍尔接近开关传感器、转速探测3152SHAL418050-40-15TO-9速度和RPM传感器、转速计等3A02SHAL4200170-40-15TO-9速度和RPM传感器、转速计等3F02SHAL5180137-40-15SOT-马达、无触点开关8023HAL

12、55160110-40-15SOT-无触点开关、位置检测、转速计43089BAH311011020-40-85TO-9舞台灯光、车速仪表、空调电机44E2S等AH311011020-40-15TO-9舞台灯光、车速仪表、空调电机44L02S等AH541020030-40-15SOT-无触点开关、位置检测、转速计3089A11030 110 1-40 TO-9无触点开关、位置检测、转速计1E7545852A110205 150 -40 TO-9无触点开关4E355300852EW-450820050-20-115SOT-23单极开关应用EW-5820050-20-11TO-9电机应用5052双极

13、锁存型霍尔电路型号工作电压VDDV工作电流IDDmA工作点BoP(GS)释放点Brp(GS)工作温度TAC)封装形式典型应用HAL44120120-40-15TO-9直流无刷电机、转速检测1F02SEW-5860-60-30-11TO-9水流量计、热水器、无刷电机1252EW-7860-60-30-11TO-9水流量计、热水器、无刷电机3252U18595-95-40-12TO-9水流量计、汽车里程表、无刷电52机SS4010110-45-40-15TO-9直流无刷电机、转速检测AF02HAL718-18-40-15SOT-高灵敏无触点开关、无刷电机32023HAL130-30-40-15SO

14、T-高灵敏无触点开关、无刷电机881023HAL5470-70-40-15SOT-高灵敏无触点开关、无刷电机13089AH511060-60-40-12TO-9高灵敏无触点开关、无刷电机252微功耗全极性霍尔开关电路型号工作电压VDDV工作电流IDDMA工作点BoP(GS)释放点Brp(GS)工作温度TA( C)封装形式典型应用A32111-5510-1-40 SOT-低功耗数码产品女口：手机28523TO-92YS495042-45 SOT-移动1315023TO-92笔记本电脑便携电子设备等YS924865520-40 85SOT-23TO-92移动笔记本电脑便携电子设备等HAL13S5525-40-85SOT-23低功耗数码产品女口：手机HAL1484532-40-125TO-92S低功耗数码产品女口：电筒HAL148L4532-40-125S