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回顧霍爾效應(yīng)傳感器的子類別:單極霍爾效應(yīng)傳感器
來源:賽斯維傳感器 發(fā)表于 2020/7/31

單極霍爾效應(yīng)傳感器,也稱為單極開關(guān),可為各種接近感應(yīng)設(shè)備(從變速桿到筆記本電腦的屏幕)設(shè)置動畫。

霍爾效應(yīng)是1879年由埃德溫·霍爾(Edwin Hall)發(fā)現(xiàn)的,距發(fā)現(xiàn)電子已經(jīng)整整20年了。當(dāng)時,沒有人真正知道如何解釋這種現(xiàn)象。直到很久以后,這種效果才進入商業(yè)應(yīng)用。 

霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者埃德溫·霍爾(Edwin Hall)。圖片由  John Hopkins University提供

 

如今,霍爾效應(yīng)已廣泛用于各種電氣系統(tǒng)中,通常以霍爾效應(yīng)傳感器的形式使用。為了本文的目的,我們將研究一種特定類型的霍爾效應(yīng)傳感器:單極霍爾效應(yīng)傳感器。 


霍爾效應(yīng):簡要回顧

我們對單極霍爾效應(yīng)傳感器的討論首先需要我們了解霍爾效應(yīng)的核心。霍爾效應(yīng)是當(dāng)暴露于磁場中時導(dǎo)電材料兩側(cè)之間的電勢差。 

霍爾效應(yīng)的視覺描繪。圖片由Melexis提供

 

在較高的水平上,可以這樣想:電子流過導(dǎo)體時,它們沿直線移動,F(xiàn)在,如果將該導(dǎo)體放在磁場中,則電子會在洛倫茲力的作用下偏離其直線。電子的這種不均勻的空間分布導(dǎo)致在導(dǎo)體中形成電勢差。 

出于多種原因,霍爾效應(yīng)傳感器利用了這種效應(yīng)來檢測磁場。


單極霍爾效應(yīng)傳感器

甲單極霍爾效應(yīng)傳感器使用霍爾效應(yīng)等的開關(guān)來操作。工作原理如下。 

呈現(xiàn)出足夠強度(磁通密度)的正磁場(南極)的磁體將導(dǎo)致設(shè)備切換到導(dǎo)通狀態(tài)。一旦打開,單極IC將保持導(dǎo)通狀態(tài),直到磁場消失并且IC恢復(fù)為截止?fàn)顟B(tài)為止。

單極開關(guān)操作區(qū)域與磁通密度的關(guān)系。圖片由  Allegro Microsystems提供

 

這些開關(guān)的操作通常取決于磁場強度,磁場方向和設(shè)備公差。在大多數(shù)單極開關(guān)中,磁場需要垂直指向封裝的表面。 

磁場方向?qū)τ趩螛O開關(guān)的操作很重要。圖片由Steven R.Stuve提供

 

單極霍爾效應(yīng)傳感器的應(yīng)用

這項技術(shù)已在許多接近感應(yīng)設(shè)備中找到了家。 

該技術(shù)的一個經(jīng)典示例應(yīng)用是車輛變速桿。當(dāng)駕駛員移動操縱桿時,操縱桿底部的磁鐵也會移動。當(dāng)它改變位置時,不同的傳感器會暴露在磁場中,并且它們的開關(guān)會打開。其他距離附近的其他設(shè)備均已關(guān)閉。以這種方式,駕駛員可以控制車輛的操作模式(即,行駛,停車,倒車,空檔)。

車輛變速桿中的單極霍爾效應(yīng)傳感器。圖片由Allegro Microsystems提供

 

其他應(yīng)用包括檢測筆記本電腦或滑動智能手機的打開和關(guān)閉方向。 

筆記本電腦中的單極霍爾效應(yīng)傳感器。圖片由Digi-Key提供

 

新型雙單極開關(guān) 

如今,由于其廣泛的應(yīng)用范圍,公司仍在致力于改進和小型化單極開關(guān)。 

就在本月,Diodes Incorporated發(fā)布了AH3188,這是一種新型的超高靈敏度,低功耗單極開關(guān)。該設(shè)備包括雙單極性輸出,這意味著AH1388可以獨立檢測北極和南極。

AH1388的圖形。圖片由Diodes Incorporated提供

 

該設(shè)備聲稱具有更高的靈敏度,可以使用更小的磁體,從而可以實現(xiàn)更緊湊,更低功耗和靈活的設(shè)計。該產(chǎn)品針對接近感應(yīng)設(shè)計,目前已全面投入生產(chǎn)。


用作小型靈活開關(guān)

單極霍爾效應(yīng)傳感器是一種利用霍爾效應(yīng)作為開關(guān)的有用技術(shù)。這些設(shè)備通常在接近感應(yīng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),為設(shè)計人員提供了小型靈活的解決方案。 

隨著公司仍在開發(fā)和改進該技術(shù),這些設(shè)備似乎仍將廣泛可用。


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