一、霍爾效應(yīng)定義：

　　霍爾效應(yīng)（Hall effect）：是指當固體導(dǎo)體放置在一個磁場內(nèi)，且有電流通過時，導(dǎo)體內(nèi)的電荷載子受到洛倫茲力而偏向一邊，繼而產(chǎn)生電壓（霍爾電壓）的現(xiàn)象。電壓所引致的電場力會平衡洛倫茲力。 霍爾效應(yīng)產(chǎn)生之霍爾電壓一般可表達為：

　　其中，I 為流經(jīng)導(dǎo)體的電流，B 為施加于導(dǎo)體的磁場，RH 為該導(dǎo)體材料的霍爾系數(shù)，d 為導(dǎo)體在磁場方向上的厚度。除導(dǎo)體外，半導(dǎo)體也能產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，而且半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)要強于導(dǎo)體。

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　　二、霍爾效應(yīng)傳感器

　　圖一：霍爾效應(yīng)傳感器

　　如圖一所示，霍爾效應(yīng)傳感器基本上由一塊薄的矩形p型半導(dǎo)體材料組成，它們通過自身連續(xù)的電流。當器件放置在磁場中時，磁通線在半導(dǎo)體材料上施加力，該力使電荷載流子，電子和空穴偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體板的任一側(cè)。電荷載流子的這種運動是它們經(jīng)過半導(dǎo)體材料所經(jīng)受的磁力的結(jié)果。當這些電子和空穴移動側(cè)邊時，通過這些電荷載流子的積累在半導(dǎo)體材料的兩側(cè)之間產(chǎn)生電位差。

　　基本霍爾元件的輸出電壓（稱為霍爾電壓，（VH）與通過半導(dǎo)體材料的磁場強度（B）成正比 。這個輸出電壓可以非常小，即使受到強磁場也只有幾微伏，因此大多數(shù)商用霍爾效應(yīng)器件都是通過內(nèi)置直流放大器、邏輯開關(guān)電路和穩(wěn)壓器制造的，以提高傳感器的靈敏度、滯后和輸出電壓，如圖二所示。這也使霍爾效應(yīng)傳感器能夠在更廣泛的電源和磁場條件下工作。

　　圖二：基本霍爾元件系統(tǒng)框圖【開關(guān)型】

　　三、常見應(yīng)用類型

　　3.1、霍爾效應(yīng)傳感器的主要優(yōu)點：

　　3.1.1、準確度和精度：高精度鎖存器和開關(guān)提供非常嚴格的開關(guān)閾值（小至 ±1mT），而一些單軸和 3D 線性傳感器的精度水平低至 2.6%，以便為機械容差提供更大的余量。

　　3.1.2、高靈敏度：一些霍爾效應(yīng)傳感器能夠檢測小至 2 mT 的磁場。

　　3.1.3、高帶寬：霍爾效應(yīng)傳感器通常設(shè)計用于滿足應(yīng)用的低功耗、低采樣要求或高帶寬、快速變化的磁場要求。

　　3.1.4、寬電壓范圍：霍爾效應(yīng)傳感器可以提供寬電壓范圍（有時從 1.65V 到 5.5V）

　　3.2、常見的霍爾效應(yīng)類型：

　　3.2.1、線性霍爾類型：與磁通密度成正比的模擬或數(shù)字輸出信號，用于檢測絕對位置或角度運動。

　　3.2.2、開關(guān)類型：指示磁通密度是否超過簡單開/關(guān)（或打開和關(guān)閉）應(yīng)用定義的閾值。

　　3.2.3、鎖存器類型：確定旋轉(zhuǎn)編碼的速度和方向以及電機換向的位置。

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