本應用筆記介紹了有關霍爾效應傳感器的一些基本信息。它還介紹了磁性基礎知識以及可編程傳感器和傳感器接口的附加值。

　　本應用筆記介紹了有關霍爾效應傳感器的一些基本信息。它還介紹了磁學基礎知識以及可編程傳感器和傳感器接口的附加值。

　　固態(tài)開關已經面世多年。在各種應用中，霍爾效應傳感器（霍爾 IC）已經完全取代了機械接觸開關。20 世紀 80 年代中期，霍爾 IC 取代了汽車中的點火點。目前汽車市場每年消耗超過 4000 萬個霍爾 IC。

　　霍爾效應

　　霍爾效應原理以物理學家埃德溫·霍爾的名字命名。1879年，他發(fā)現(xiàn)當垂直于磁場引入具有單向流動電流的導體或半導體時，可以在與電流路徑成直角的方向上測量電壓。

　　霍爾效應

　　這一發(fā)現(xiàn)初用于化學樣品的分類。20 世紀 50 年代，砷化銦半導體化合物的發(fā)展催生了臺有用的霍爾效應磁性儀器。霍爾效應傳感器允許在需要傳感器運動的情況下測量直流或靜態(tài)磁場。20 世紀 60 年代，硅半導體的普及導致了霍爾元件和集成放大器的首次組合。這就產生了現(xiàn)在經典的數字輸出霍爾開關（右）。

　　霍爾傳感器技術的不斷發(fā)展見證了從單元件器件到雙正交排列元件的發(fā)展。這樣做是為了限度地減少霍爾電壓端子的偏移。接下來的進展帶來了二次四元傳感器。這些使用了以橋式配置正交排列的 4 個元件。所有這些硅傳感器都是采用雙極結半導體工藝制造的。改用 CMOS 工藝可以實現(xiàn)電路放大器部分的斬波穩(wěn)定性。這有助于通過減少運算放大器的輸入失調誤差來減少誤差。非斬波穩(wěn)定電路中的所有誤差都會導致數字開關點誤差或線性輸出傳感器中的偏移和增益誤差。

　　數字霍爾效應開關

　　當前一代 CMOS 霍爾傳感器還包括主動切換通過霍爾元件的電流方向的方案。該方案消除了半導體霍爾元件典型的偏移誤差。它還可以主動補償溫度和應變引起的偏移誤差。有源板開關和斬波穩(wěn)定性的整體效果使霍爾效應傳感器在開關點漂移或增益和偏移誤差方面得到了一個數量級的改善。

　　Melexis 專門使用 CMOS 工藝，以實現(xiàn)性能和芯片尺寸?；魻栃獋鞲衅骷夹g的發(fā)展主要歸功于將復雜的信號調理電路集成到霍爾 IC 中。近，Melexis 推出了世界上款可編程線性霍爾 IC，讓我們得以一睹未來技術的風采。未來的傳感器將是可編程的并具有集成的微控制器內核，以制造出更加“智能”的傳感器。