本應用筆記介紹了有關(guān)霍爾效應傳感器的一些基本信息。它還介紹了磁性基礎(chǔ)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(guān)霍爾效應傳感器的一些基本信息。它還介紹了磁學基礎(chǔ)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(guān)已經(jīng)面世多年。在各種應用中，霍爾效應傳感器（霍爾 IC）已經(jīng)完全取代了機械接觸開關(guān)。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?；魻栃獋鞲衅髟试S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(chǎn)生了現(xiàn)在經(jīng)典的數(shù)字輸出霍爾開關(guān)（右）。

　　霍爾傳感器技術(shù)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(jié)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(diào)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(shù)字開關(guān)點誤差或線性輸出傳感器中的偏移和增益誤差。

　　數(shù)字霍爾效應開關(guān)

　　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(guān)和斬波穩(wěn)定性的整體效果使霍爾效應傳感器在開關(guān)點漂移或增益和偏移誤差方面得到了一個數(shù)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(shù)的發(fā)展主要歸功于將復雜的信號調(diào)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(shù)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(nèi)核，以制造出更加“智能”的傳感器。