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霍爾元件詳解
霍爾元件是應用霍爾效應的半導體。一般用于電機中測定轉子轉速，如錄像機的磁鼓，電腦中的散熱風扇等；是一種基于霍爾效應的磁傳感器，已發展成一個品種多樣的磁傳感器產品族，并已得到廣泛的應用。
霍爾元件應用霍爾效應的半導體。
所謂霍爾效應，是指磁場作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時，產生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發現的。當電流通過金屬箔片時，若在垂直于電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現極強的霍爾效應。
利用霍爾效應可以設計制成多種傳感器。霍爾電位差UH的基本關系為：
UH=RHIB/d （1） RH=1/nq（金屬） （2）式中 RH――霍爾系數；n――單位體積內載流子或自由電子的個數；q――電子電量；I――通過的電流；B――垂直于I的磁感應強度；d――導體的厚度。
對于半導體和鐵磁金屬，霍爾系數表達式和式（2）不同，此處從略。
由于通電導線周圍存在磁場，其大小和導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不和被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。
若把霍爾元件置于電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產生電流I，元件上同時產生的霍爾電位差和電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。
利用這種方法可以構成霍爾功率傳感器。
如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內發出的脈沖數，則可以確定其運動速度。
元件分類
按照霍爾元件的功能可將它們分為： 霍爾線性器件 和 霍爾開關器件 。前者輸出模擬量，后者輸出數字量。
按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。
霍爾開關
按照霍爾開關的感應方式可將它們分為：單極性霍爾開關、雙極性霍爾開關、全極性霍爾開關。
單極性霍爾開關的感應方式：磁場的一個磁極靠近它，輸出低電位電壓（低電平）或關的信號，磁場磁極離開它輸出高電位電壓（高電平）或開的信號，但要注意的是，單極性霍爾開關它會指定某磁極感應才有效，一般是正面感應磁場S極，反面感應N極。
雙極性霍爾開關的感應方式：因為磁場有兩個磁極N、S（正磁或負磁），所以兩個磁極分別控制雙極性霍爾開關的開和關（高低電平），它一般具有鎖定的作用，也就是說當磁極離開后，霍爾輸出信號不發生改變，直到另一個磁極感應。另外，雙極性霍爾開關的初始狀態是隨機輸出，有可能是高電平，也有可能是低電平。
全極性霍爾開關的感應方式：全極性霍爾開關的感應方式與單極性霍爾開關的感應方式相似，區別在于，單極性霍爾開關會指定磁極，而全極性霍爾開關不會指定磁極，任何磁極靠近輸出低電平信號，離開輸出高電平信號。
線性霍爾
線性霍爾元件是一種模擬信號輸出的磁傳感器，輸出電壓隨輸入的磁力密度線性變化。
線性霍爾效應傳感器 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，輸出應等于在工作電壓及工作溫度范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。
霍爾元件電路圖大全
霍爾元件電路圖（一）
恒流工作電路
溫度變化引起霍爾元件的輸入電阻變化，從而使控制電流發生變化帶來誤差，為了減少這種誤差，常采用恒流源供電，如圖1所示。在恒流工作條件下，沒有霍爾元件輸入電阻和磁阻效應的影響。
霍爾元件電路圖（二）
恒壓工作電路
恒壓工作比恒流工作的性能要差些，只適用于精度要求不太高的地方，如圖2所示。
霍爾元件電路圖（三）
差分放大電路
霍爾元件的輸出電壓一般較小，需要用放大電路放大其輸出電壓。為了獲得較好的放大效果，需采用差分放大電路，如圖3所示。使用一個運算放大器時，霍爾元件的輸出電阻可能會大于運算放大器的輸入電阻，從而產生誤差，而采用圖4所示的電路，則不存在這個問題。
霍爾元件電路圖（四）
霍爾元件的應用電路圖
工商網監
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