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机电系统里面的霍尔传感器的由来及构造

霍尔效应原理：1.霍尔效应是埃德温霍尔的名字命名的，谁在1879年发现一盘的发展潜力在电压电流传导时携带磁场小组经过降低板的垂直方向的飞机在板，如图所示图1。

霍尔效应的基本物理原理背后是洛仑兹力，这是在图1所示的面板上。当电子沿一个方向移动，五，垂直于磁场，乙，它经历一种力量，洛伦兹力，这是正常的，同时应用领域及目前的流动。

图1. 霍尔效应和洛伦兹力. 蓝色的箭头，乙，代表了垂直磁场传递板通过导电

针对这一力量，电子移动网中的电荷沿着弯曲的路径和指挥，因此电压，整个板块的发展。这霍尔电压，五小时 ，服从下面的公式，这表明了V H是成正比的应用领域的实力，而且在 H V的极性方向是确定的，无论是北方还是南方，在外加磁场。此属性时，霍尔效应是受雇为磁传感器。

其中：

V H是导电板的霍尔电压穿过，

我是通过板电流通过，

Q是电荷载体的负责程度，

ρn的是每单位体积的载流子的数目，并

t是板的厚度。

快板半导体集成电路集成了霍尔元件，霍尔效应的同时适用于导电板和半导体板块。 利用霍尔效应在一个完全集成的单片集成电路它可以测量磁场强度，创造一个效应巨大的数组不同的应用霍尔集成电路许多。

一个快板霍尔开关被激活了一个积极的磁场所产生的一极是南方。一个积极的方面将打开输出晶体管的输出和连接至GND，设备作为一个积极的低点。

外地需要激活的设备和输出晶体管打开称为磁工作点，并略乙任择议定书 。删除字段时，输出晶体管处于关闭状态。外地需要关闭该设备一旦被激活被称为磁释放点，或B 反相 。安置计划分别与B OP和B被称为迟滞和开关是用来防止反弹由于噪音。

快板也使磁性锁和线性器件。磁性锁打开了南极(乙OP)与关闭与北极(乙反相 )。需要一个北极停用从简单的锁闩锁开关分开。因为他们没有关掉当字段被删除，他们“锁定”，直到采用了相反的领域是输出在目前的状态。锁存器用于感应电机磁铁旋转减刑或速度检测。

线性器件模拟输出，并且传感器用于汽车在直线位置传感线性编码器油门踏板位置等。他们有一个比例输出电压是名义上的 V CC / 2时，不应用领域。在GND之间存在一个南极输出将在V的方向移动的 CC的存在和对北极方向移动的产量将在。快板具有广泛的霍尔开关，插销和线性器件适用于各种应用广泛。

运用霍尔效应

快板霍尔效应集成电路，集成电路(聘用放大器和比较运算的霍尔效应，通过整合霍尔元件作为与其他电路，例如，使磁力启动开关和模拟输出设备。一个简单的霍尔开关2，如在图所示打开NMOS器件，可以用来确定是否存在或不存在磁铁，输出响应一个数字。

图2. 一个简单的框图霍尔效应开关IC

集成电路是单分子的电子结构单元的电路中有一个很大的数字高的密度，视为。 该电路元件包括主动元件，如晶体管，二极管，如电阻，电容以及被动元件，电感器。这些组件都是相互关联的金属，通常是铝，以弥补更为复杂的运算放大器和设备比较的。在图2霍尔开关用于一个简单的例子，但这些组件集成电路采用的最复杂的装置，甚至所有快板。在图2霍尔元件在显示为“十方盒子的”它的输出信号进行放大，比较器馈入，然后建立一个开放的NMOS管的数字输出。 快板也使得铁磁性霍尔集成电路与移动目标两个霍尔元件的感应磁场与差甚至3种检测霍尔元件的方向。 但是复杂的传感器拓扑结构，部件和制造都是在材料表面的半导体基板的薄。

霍尔IC结构

快板设备是在硅衬底上，直接将材料由掺杂不同的硅与创建n型(电子)或p型(电洞)承运人地区。这些n型和p型材料的区域都形成几何图形构成，包括霍尔元件的主动和被动元件积体电路，几何尺寸和连接在一起的金属沉积过。这样，主动和被动元件在电气连接在一起。 由于所需的几何形状很小，在微米范围内，有时甚至更小，电路密度非常高，让硅电路非常复杂的一小部分地区。

这，其实，所有的主动和被动元件的种植在基材，或沉积在硅芯片使它们分不开的，真正确定他们的单片电路集成。图3显示了如何霍尔集成电路元素融入快板。这是一个单纯的当前区域掺杂硅，创建一个n型钢板，将进行。

图3。截面单个霍尔元件;一N型外延接触电阻四个角落的每个。

如前所述，当电流被迫从一板角向对面的拐角处，一个横跨霍尔电压将开发其他两个板块角落时，在外地的一个垂直磁性。霍尔电压将为零时没有应用领域。以同样的方式更加复杂的几何结构进行了晶体管有源器件如NPN或NMOS管。图4显示和PMOS晶体管的跨章节都盐度。

图4.（底部截面的一个PMOS（上）型和一个n npn型晶体管晶体管）

对于生产效率，这些电路是生长在基质，而它仍然是在一个大圆片形式。该电路在一个芯片中重复的行模式“和列，可锯成单个死，或者”如图所示为5。

图5.硅片，锯到后的IC电路模式的应用

单快板霍尔效应传感器集成电路器件可以看到如图6。框图这是简单的开关与功能如图所示为2。所有的电路包含在集成电路，霍尔元件包括芯片可以看作是在广场中间的红色的，以及放大器的电路和保护二极管和电阻器和功能众多的电容器，以实现所需的设备。

图6. 单个霍尔集成电路芯片

霍尔器件封装

锯后的硅晶片行和成单个模具，模具，然后打包出售的个人专栏。一个完成包，许多可能样式之一，如图7。模具是看到里面的情况，在一个铜压铸垫安装。联系人铜线索是通过金线从金属片焊接就模具表面封装引线的电气隔离。该程序包，然后封装，或超模压塑料，保护模具不受损坏。

图7. 一个典型的完整的霍尔器件封装，显示了安装模具和电线连接到引脚。

7个包图是一个简单的开关输出和数字2的VCC，GND的，领导一微型三引脚单列直插式封装(SIP)。其他包可以看到在图8和包括晶圆级芯片规模封装(CSP)，1 SOT23W，采用MLP，3引脚尿酸封装的SIP，和一个4针的K - SIP的封装。

图8. 典型的完整的霍尔器件封装：(A)表面贴装MLP和(B)SOT23W，(C)晶圆级芯片规模封装(CSP)和通孔安装(D)K型园区，和(E)UA型SIP协议。

例举型号：

单极开关型

SEC:SS1376, SS1104 SS1352 SS1331 SS1050 SS1332 SS1350 SS1438

双极开关型

SEC:SS3413 SS3313 SS3212 SS648

锁存型

SEC:SS2406 SS2309 SS2509 SS2015 SS2019 SS2712 SS2413

线性型

SEC:SS4825 SS4833