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，這種現象就稱為霍爾效應。
基本介紹
- 中文名：霍爾開關
- 外文名：Hall switch
- 公式：U=K·I·B/d
- 提出者：霍爾
- 學科範圍：物理
- 實際套用：感測器
原理簡介,特點,分類,主要參數,
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=Kk·I·B/d。其中K為霍爾係數，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係。霍爾開關就屬於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製作而成，它可方便的把磁輸入信號轉換成實際套用中的電信號，同時又具備工業場合實際套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器翻轉，霍爾開關的輸出電平狀態也隨之翻轉。輸出端一般採用電晶體輸出，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。
特點
霍爾開關具有無觸點、低功耗、長使用壽命、回響頻率高等特點，內部採用環氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環境下可靠的工作。霍爾開關可套用於接近開關，壓力開關，里程表等，作為一種新型的電器配件。
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於工作閾值，那么輸出電晶體將開啟；當磁通密度降至低於工作閾值 (Brp) 時，電晶體會關閉。滯後 (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，此內置滯後頁可實現輸出的淨切換。單極霍爾效應的數字輸出可適應各種邏輯系統。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，在具體套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，並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，並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。這些霍爾效應開關可使用南北交變磁場、多極環磁鐵進行磁驅動。
3、雙極鎖存型霍爾效應開關（數字輸出）
當置於n極（或s極）時開啟，磁場移除後繼續保持開啟；而只有當置於s極（或n極）時才會關閉，磁場移除後繼續保持其開啟或關閉狀態，直到下次磁場改變。這種保持上次狀態的特性即鎖存特性，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、線性霍爾效應感測器 IC（模擬輸出）
線性霍爾效應感測器 IC 的電壓輸出會精確跟蹤磁通密度的變化。在靜態（無磁場）時，從理論上講，輸出應等於在工作電壓及工作溫度範圍內的電源電壓的一半。增加南極磁場將增加來自其靜態電壓的電壓。相反，增加北極磁場將增加來自其靜態電壓的電壓。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等攜帶型設備的普及，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，其內部採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。這類一般用於電池長期供電的系統。
主要參數
單極霍爾開關電路 | |||||||
型號 | 工作電壓VDD（V） | 工作電流IDD（MA） | 工作點Bop(GS) | 釋放點Brp(GS) | 工作溫度TA(℃) | 封裝形式 | 典型套用 |
HAL202 | 4-20 | 3.5 | 180 | 60 | -40-85 | TO-92S | 位置檢測、轉速檢測 |
HAL3134 | 4.5-24 | 10 | 110 | 20 | -40-150 | TO-92S | 舞檯燈光、車速儀表、空調電機等 |
HAL3144E | 3.8-30 | 4 | 250 | 230 | -40-85 | TO-92S | 舞檯燈光、車速儀表、空調電機等 |
HAL44E | 3.5-24 | 5 | 80-160 | 30-110 | -40-125 | SOT-23 | 馬達、無觸點開關 |
HAL131 | 3.8-30 | 3.2 | 45 | 40 | -40-125 | TO-92S | 霍爾接近開關感測器、轉速探測 |
HAL43A | 3.8-30 | 3.2 | 180 | 50 | -40-150 | TO-92S | 速度和RPM感測器、轉速計等 |
HAL43F | 3.8-30 | 4.0 | 200 | 170 | -40-150 | TO-92S | 速度和RPM感測器、轉速計等 |
HAL58 | 3.5-24 | 2.5 | 180 | 137 | -40-150 | SOT-23 | 馬達、無觸點開關 |
HAL543 | 3.5-24 | 5 | 160 | 110 | -40-150 | SOT-89B | 無觸點開關、位置檢測、轉速計 |
AH3144E | 4.5-24 | 10 | 110 | 20 | -40-85 | TO-92S | 舞檯燈光、車速儀表、空調電機等 |
AH3144L | 4.5-24 | 10 | 110 | 20 | -40-150 | TO-92S | 舞檯燈光、車速儀表、空調電機等 |
AH543 | 4.5-24 | 10 | 200 | 30 | -40-150 | SOT-89 | 無觸點開關、位置檢測、轉速計 |
YH1621 | 3.5-18 | 10 | 45 | 30 | -40-150 | SOT-23 | 無觸點開關，位置檢測 |
YH1631 | 3.5-18 | 10 | 45 | 30 | -40-150 | SOT-23 | 轉速感測，位置感測 |
ES580 | 2.5-24 | 2.5 | 50 | 35 | -40-150 | TO92,SOT23 | 高靈敏度 |
ES581 | 2.5-24 | 2.5 | 70 | 40 | -40-150 | TO92,SOT23 | 高靈敏度 |
ES582 | 2.5-24 | 2.5 | 120 | 90 | -40-150 | TO92,SOT23 | 中靈敏度 |
ES583 | 2.5-24 | 2.5 | 180 | 150 | -40-150 | TO92,SOT23 | 低靈敏度 |
ES572 | 2.5-24 | 2.5 | -120 | -90 | -40-150 | -40-150 | 反極性的（N極敏感） |
雙極鎖存型霍爾電路 | |||||||
型號 | 工作電壓VDD（V） | 工作電流IDD（MA） | 工作點Bop(GS) | 釋放點Brp(GS) | 工作溫度TA(℃) | 封裝形式 | 典型套用 |
HAL41F | 3.8-30 | 4 | 120 | 120 | -40-150 | TO-92S | 直流無刷電機、轉速檢測 |
HAL732 | 2.5-24 | 2.5 | 18 | -18 | -40-150 | SOT-23 | 高靈敏無觸點開關、無刷電機 |
HAL1881 | 2.4-24 | 2.5 | 30 | -30 | -40-150 | SOT-23 | 高靈敏無觸點開關、無刷電機 |
HAL513 | 3.5-30 | 4 | 70 | -70 | -40-150 | SOT-89 | 高靈敏無觸點開關、無刷電機 |
AH512 | 4.5-24 | 10 | 60 | -60 | -40-125 | TO-92 | 高靈敏無觸點開關、無刷電機 |
YH1601 | 3.5-18 | 10 | 30 | -30 | -40-150 | SOT-23 | 無刷電機、轉速感測 |
YH1602 | 3.5-18 | 10 | 30 | -30 | -40-150 | SOT-23 | 無刷電機、轉速感測 |
ES1881 | 2.5-24 | 2.5 | 30 | -30 | -40-150 | TO92,SOT23 | 低壓、高靈敏度 |
ES2881 | 2.5-24 | 2.5 | 15 | -15 | -40-150 | TO92,SOT23 | 超高靈敏度，低壓 |
ES41 | 4.0-24 | 5 | 45 | -45 | -40-150 | TO92 | 5000V ESD |
ES732 | 2.5-24 | 2.5 | 30 | -30 | -40-150 | TO92,SOT23 | 內置輸出上拉電阻 |
全極性高頻率霍爾開關(0-30KHz) | |||||||
型號 | 工作電壓VDD（V） | 工作電流IDD（MA） | 工作點Bop(GS) | 釋放點Brp(GS) | 工作溫度TA(℃) | 封裝形式 | 典型套用 |
HAL145 | 2.5-24 | 1.1 | 45 | 32 | -40-125 | TO-92S SOT-23 | 高靈敏無觸點開關、無刷電機 |
ES245 | 2.5-24 | 2 | ±40 | ±25 | -40-125 | TO92,SOT23 | 高靈敏無觸點開關，交流限流開關 |
微功耗霍爾開關電路 | |||||||
型號 | 工作電壓VDD（V） | 工作電流IDD（MA） | 工作點Bop(GS) | 釋放點Brp(GS) | 工作溫度TA(℃) | 封裝形式 | 典型套用 |
HAL13S | 2.4-5.5 | 0.009 | 55 | 25 | -40-85 | SOT-23 | 全極性，低功耗數碼產品 如：手機 |
HAL148 | 2.4-5.5 | 0.005 | 45 | 32 | -40-125 | TO-92S | 全極性，低功耗數碼產品 如：電筒 |
HAL148L | 1.8-3.5 | 0.005 | 45 | 32 | -40-125 | SOT-23 | 全極性，玩具 |
ES248 | 2.5-5.5 | 0.005 | ±35 | ±17 | -40-125 | TO92,SOT23 | 全極，手機、玩具等 |
ES247 | 2.5-5.5 | 0.005 | ±35 | ±17 | -40-125 | TO92,SOT23 | 全極性，CMOS推輓輸出 |
ES242 | 2.5-5.5 | 0.045 | 20 | -20 | -40-125 | TO92,SOT23 | 低功耗鎖存 |
ES246 | 2.5-5.5 | 0.005 | 30 | -30 | -40-125 | TO92,SOT23 | 微功耗鎖存 |
ES821 | 2.5-5.5 | 0.005 | ±35 | ±17 | -40-125 | SOT23-5 | 磁極檢測，可區分N、S極 |
線性霍爾 | |||||||
型號 | 工作電壓VDD（V） | 磁場範圍GS | 輸出電壓VOT（V） | 靈敏度S mv/G | 工作溫度TA(℃) | 封裝形式 | 典型套用 |
HAL95A | 4.5-10.5 | +/-670 | 0.5-4.5 | 3.125 | -40-150 | TO-92S | 角度探測 如：汽車油門 |
HAL49E | 3.0-6.5 | +/-100 | 0.8-4.25 | 1.4 | -40-100 | TO-92S | 角度測量 如：電動車轉把 |
ES495 | 4.5-12 | ±700 | 0.2-4.8 | 3.2 | -40-150 | TO92S,SOT89 | 調速控制 |
霍爾齒輪感測器 | |||||||
型號 | 工作電壓VDD（V） | 有效磁場Bbias（GS） | 有效工作頻率 | 回差Bhy(GS) | 工作溫度TA(℃) | 封裝形式 | 典型套用 |
HAL1800 | 3.8-30 | +/-1500 | 15KHZ | 10-100 | -40-150 | TO-95 | 感測器 如：齒輪測速…… 按 |
ES817 | 3.8-30 | ±1500 | 15KHZ | 10-100 | -40-150 | TO-95 | 8000V ESD MLX90217 |
