雙極性霍爾

雙極性霍爾感測器設計為靈敏開關。雙極型開關有一致的遲滯性，但是，不同的器件對發生在正極或者負極的開關點的範圍是不同的。因為需要改變磁場的極性，來確保開關點的切換，並且需要一致的遲滯性來確保周期，所以需要磁信號改變幅度ΔB，故而這些器件緊密排列，南北兩極交替使用。

基本介紹

• 中文名：雙極性霍爾
• 作用：靈敏開關
• 性質：一致的遲滯性
• 特點：器件緊密排列，南北兩極交替

簡介

雙極性霍爾感測器設計為靈敏開關（請注意這個詞“雙極”指的是磁極性，是與雙極型半導體晶片結構不相關的）。雙極型開關有一致的遲滯性，但是，不同的器件對發生在正極或者負極的開關點的範圍是不同的。因為需要改變磁場的極性，來確保開關點的切換，並且需要一致的遲滯性來確保周期，所以需要磁信號改變幅度ΔB，故而這些器件緊密排列，南北兩極交替使用。

套用於檢測旋轉軸的位置，例如用在無刷直流電動機（無刷）列於圖1，將多個磁鐵組成一個簡單的結構，採用磁場極性交替“環形磁鐵”。封裝好的IC與每個相鄰的環形磁鐵構成霍爾雙極性開關器件。軸旋轉時，磁場區向霍爾元件移動。器件是受到最近的磁場影響，當與南極磁場相對時，打開，當與北極磁場相對時，關閉。注意器件的打字面面向磁鐵。

磁場開關點的定義

B為磁場強度，用來表示霍爾器件的開關點，單位是GS（高斯），或者T（特斯拉），轉換關係是1GS=0.1mT。

B磁場強度有南極和北極之分，所以有必要記住它的代數關係，北極磁場為負數，南極磁場為正數。該關係可以比較南極北極磁場的代數關係，磁場的相對強度是由B的絕對值表示，符號表示極性。例如：一個-100GS（北極）磁場和一個100GS（南極）磁場的強度是相同的，但是極性相反。-100GS的強度要高於-50GS。

BOP –磁場工作點；使霍爾器件打開的磁場強度。器件輸出的參數取決於器件的電學設計。

BRP –磁場釋放點；使霍爾器件關斷的磁場強度。器件輸出的參數取決於器件的電學設計。

BHYS –磁開關點滯回視窗。霍爾元件的傳輸功能利用開關點之間的這個差值來過濾掉在套用中可能由於機械振動或電磁噪聲引起磁場的小的波動值。BHYS = | BOP ? BRP |

典型工作狀態

雙極性霍爾開關通常有一個正的BOP和一個負的BRP，但是這兩個開關點不是正好關於B=0磁場對稱的，這一特點使雙極性開關可以比鎖存型開關更靈敏，回差視窗更小。雙極開關以前作為一個成本較低的產品來替代鎖存型開關。很少比例（≈10%）的雙極性開關的開關點是單邊的（完全在S極或者N極）。這些特性可以通過南極（正）北極（負）磁場的交替變化穩定得到。當磁場移走時，電路關斷，但是為了確保釋放，需要外加一個相反的磁場。

例如一個霍爾器件的最大BOP為45GS，最小的BRP為-40G，回差視窗最小為15GS。但是，它的最小BOP可以到-25GS，最大BRP可以為30GS。圖2表示擁有這些特徵開關點的器件。圖2的頂部的曲線“最小ΔB”表示一個小的振幅可以引起開關的切換。圖2表明了雙極性開關的三個工作模式的不同：

“鎖存模式”描述為任何一個有正值BOP和負值BRP的雙極性開關，像霍爾鎖存型開關那樣需要兩個磁場來完成操作（但是該設備的狀態實際沒有鎖存）

“單極模式”描述為任何一個BOP和BRP均為正值（南極）的雙極性開關 　“負單極模式” （有時被稱為“負開關”模式）描述為任何一個BOP

涉及的套用領域

直流無刷電機 　速度感測器 　脈衝計數器 　編碼器 汽車