前言

全極型霍爾開(kāi)關(guān)，也稱為無(wú)極性霍爾開(kāi)關(guān)，是一種對(duì)磁場(chǎng)南極（S極）與北極（N極）均能響應(yīng)的霍爾效應(yīng)傳感器。其核心工作特點(diǎn)為：任意磁極靠近，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)工作閾值（BOP）時(shí)，輸出導(dǎo)通；當(dāng)磁場(chǎng)移除，強(qiáng)度低于釋放閾值（BRP）時(shí)，輸出關(guān)閉，無(wú)需特定磁極觸發(fā)，可以將它形象比喻為“從任意方向靠近都能響應(yīng)”的感應(yīng)門。具有體積小、靈敏度高、壽命長(zhǎng)、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子、電力、儀器儀表、汽車、通信等領(lǐng)域。

一MT865X 系列全極型霍爾開(kāi)關(guān)

MT865X系列全極型霍爾開(kāi)關(guān)由麥歌恩（MagnTek，現(xiàn)隸屬納芯微NOVOSENSE）推出，采用CMOS工藝（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，一種集成電路的設(shè)計(jì)工藝，將NMOS器件和PMOS器件同時(shí)制作在同一硅襯底上），霍爾IC內(nèi)部集成了高靈敏度水平霍爾板、用于模式控制的睡眠/喚醒邏輯電路、低功耗片上振蕩器、具有動(dòng)態(tài)偏移抵消的低噪聲模擬信號(hào)鏈、遲滯比較器以及輸出驅(qū)動(dòng)器，具有高性能以及高可靠性。2.0V~5.5V工作電壓，納安級(jí)功耗，非常適用于電池供電設(shè)備；-40~125℃寬工作溫度范圍，搭配優(yōu)良的溫度補(bǔ)償能力，即使在惡劣環(huán)境中，也能保持優(yōu)良的性能以及一致性。

以MT8651為例，關(guān)鍵參數(shù)表：

功能框圖



二核心技術(shù)：為解決問(wèn)題而設(shè)計(jì)

1.全極性響應(yīng)，簡(jiǎn)化組裝，改善體驗(yàn)

與傳統(tǒng)單極霍爾開(kāi)關(guān)僅對(duì)N極或S極響應(yīng)，組裝時(shí)需嚴(yán)格對(duì)齊磁極，否則設(shè)備無(wú)法觸發(fā)的使用場(chǎng)景相比，MT865X是一種全極型霍爾開(kāi)關(guān)，其采用“水平雙霍爾元件”布局，無(wú)論N極還是S極靠近均能響應(yīng)——當(dāng)磁通密度(B)大于工作點(diǎn)（BOP）時(shí)，輸出導(dǎo)通（低電平）；當(dāng)磁通密度(B)低于釋放點(diǎn)（BRP）時(shí)，輸出將關(guān)閉（高電平）。這種設(shè)計(jì)，對(duì)于工程師和廠家而言，無(wú)需設(shè)計(jì)磁極定位結(jié)構(gòu)，終端生產(chǎn)無(wú)需區(qū)分磁極方向，大大簡(jiǎn)化了安裝和設(shè)計(jì)流程；對(duì)于終端用戶而言，無(wú)論用磁場(chǎng)的哪一極去觸碰，設(shè)備都能準(zhǔn)確識(shí)別并響應(yīng)，極大提升了使用體驗(yàn)。

2.動(dòng)態(tài)失調(diào)消除，穩(wěn)定輸出

霍爾開(kāi)關(guān)的“失調(diào)電壓”（溫度變化、電源波動(dòng)導(dǎo)致的零磁場(chǎng)輸出偏差）是影響輸出信號(hào)精度和穩(wěn)定的重要因素。MT865X系列霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)IC集成具有動(dòng)態(tài)失調(diào)消除功能的低噪聲模擬信號(hào)鏈，用于減少或消除失調(diào)電壓。

步驟原理：內(nèi)部霍爾板采集磁場(chǎng)信號(hào)時(shí)會(huì)將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)放大器放大時(shí)，電路會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)失調(diào)電壓，檢測(cè)到的失調(diào)電壓會(huì)被實(shí)時(shí)補(bǔ)償，通過(guò)調(diào)整放大器的偏置電壓來(lái)消除失調(diào)影響，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)失調(diào)消除后的信號(hào)被送入后續(xù)的處理電路，如比較器和輸出驅(qū)動(dòng)器，最終產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出信號(hào)。這種技術(shù)有效提高了MT865X系列IC的精度和穩(wěn)定性，確保它們?cè)诟鞣N工作條件下都能提供可靠的性能。

磁性特性與溫度的關(guān)系（BOP與BRP）

3.超低功耗，為電池供電設(shè)備量身打造

MT865X系列內(nèi)部集成睡眠/喚醒雙模式架構(gòu)，減少長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)功耗：當(dāng)外部磁場(chǎng)強(qiáng)度低于BRP（如MT8651＜±25Gs）時(shí)，芯片進(jìn)入睡眠模式，自動(dòng)關(guān)閉放大器、振蕩器等非必要模塊，僅保留必要的電路監(jiān)測(cè)磁場(chǎng)變化，在睡眠模式下，芯片的供電電流降至0.6~1.4μA（Vcc=3.6V），從而減少功耗；當(dāng)外部磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)BOP（如MT8651＞±37Gs）時(shí)，監(jiān)測(cè)電路觸發(fā)喚醒信號(hào)，芯片在10μs內(nèi)（典型值TAW）激活所有模塊，輸出開(kāi)啟（Low），開(kāi)始正常工作。且模式切換通過(guò)內(nèi)部遲滯比較器實(shí)現(xiàn)，防止輸出在磁場(chǎng)變換時(shí)頻繁切換，無(wú)需擔(dān)憂輸出穩(wěn)定性。

其具備獨(dú)特的時(shí)鐘優(yōu)化：內(nèi)置低功耗振蕩器控制睡眠/喚醒周期，占空比僅0.02%（睡眠50ms+喚醒10μs），進(jìn)一步降低了平均能耗，在3.6V供電環(huán)境下，功耗可低至1.2μA。這一特性使得MT865X系列在需要長(zhǎng)期待機(jī)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中具有顯著優(yōu)勢(shì)。以CR2032紐扣電池（容量220mAh）供電為例，MT8651靜態(tài)工作時(shí)續(xù)航可達(dá)約220mAh÷1.2μA≈21000小時(shí)（近2.4年），滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備“免維護(hù)”需求。

三靈活型號(hào)選擇：滿足不同應(yīng)用需求

MT865X系列提供多種型號(hào)選擇，包括不同封裝形式和靈敏度的產(chǎn)品，以滿足各種低功耗位置檢測(cè)需求。比如MT8651工作點(diǎn)（BOP）±37Gs，釋放點(diǎn)（BRP）±25Gs；MT8652工作點(diǎn)±16Gs，釋放點(diǎn)±9Gs，用戶可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇合適的型號(hào)。

MT865X系列也為客戶提供各種封裝：SOT-23-3L封裝，體積不足小指甲的十分之一，用于表面安裝，適用于空間受限的，如TWS耳機(jī)倉(cāng)、智能手表、微型傳感器節(jié)點(diǎn)等應(yīng)用場(chǎng)景；扁平TO92用于通孔安裝，適用于工業(yè)閥門、家電控制面板、老式設(shè)備升級(jí)等場(chǎng)景。且所有包裝都符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，符合環(huán)保理念。

引腳封裝圖

四

典型應(yīng)用電路與設(shè)計(jì)建議

1.典型應(yīng)用電路（以MT8651AT為例）

MT865X系列為開(kāi)漏輸出，需外接上拉電阻（RL），推薦電路如下：

電源濾波：VCC引腳（1腳）與GND（3腳）間并聯(lián)100nF陶瓷電容（C1），抑制電源噪聲；

輸出濾波：OUT引腳（2腳）與GND間并聯(lián)1nF陶瓷電容（C2），減少輸出信號(hào)抖動(dòng)；

上拉電阻：OUT引腳通過(guò)RL（1kΩ~10kΩ，根據(jù)負(fù)載選擇）接VCC，確保輸出高電平時(shí)穩(wěn)定。

MT8651AT典型應(yīng)用電路

2.設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

磁場(chǎng)方向：霍爾板僅響應(yīng)垂直于封裝頂面的磁場(chǎng)分量，安裝時(shí)需確保磁鐵磁場(chǎng)方向垂直于芯片頂面；

熱設(shè)計(jì)：SOT-23-3L封裝熱阻較高（301℃/W），若IOUT長(zhǎng)期接近8mA（最大輸出電流），需預(yù)留散熱空間；

靜電防護(hù)：雖然芯片內(nèi)置ESD防護(hù)（±4000V HBM、±1000V CDM），但焊接時(shí)需接地，避免靜電損傷；

• 磁滯選擇：需根據(jù)磁場(chǎng)波動(dòng)情況選擇型號(hào)——環(huán)境磁場(chǎng)不穩(wěn)定時(shí)（如工業(yè)場(chǎng)景），優(yōu)先選MT8651（BHYST=3~18Gs），避免誤觸發(fā)；小磁場(chǎng)場(chǎng)景（如微型傳感器）選MT8652（高靈敏度）。

五

多元應(yīng)用場(chǎng)景：從消費(fèi)電子到工業(yè)控制

域發(fā)揮價(jià)

MT865X系列全極型霍爾開(kāi)關(guān)憑借其高性能與低功耗優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于多個(gè)場(chǎng)景中：

消費(fèi)電子領(lǐng)域：MT865X系列IC身軀微小，超低功耗，延長(zhǎng)電池壽命，適用于空間受限的便攜式消費(fèi)電子應(yīng)用。以TWS耳機(jī)充電倉(cāng)為例，MT865X用于檢測(cè)倉(cāng)蓋的開(kāi)光狀態(tài)，無(wú)需區(qū)分磁極方向，使組裝過(guò)程更加簡(jiǎn)便。有報(bào)道顯示，大疆充電盒就采用了MT8651。

智能家居領(lǐng)域：可用于門窗磁感應(yīng)傳感器，實(shí)現(xiàn)安防報(bào)警功能；也可集成于智能水杯蓋中，檢測(cè)杯蓋是否蓋好，等等。

• 工業(yè)領(lǐng)域：其系列產(chǎn)品-40℃~125℃的寬工作溫度范圍，使其能夠在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，可用于工業(yè)閥門位置檢測(cè)、行程限位開(kāi)關(guān)等場(chǎng)景。