霍尔集成传感器：磁敏式传感器中的应用及优势

1）霍尔开关集成传感器

霍尔开关集成传感器是将霍尔效应与集成电路技术结合而制成的一种以开关信号输出的磁敏式传感器。霍尔开关集成传感器具有使用寿命长、无触点磨损、无火花干扰、无转换抖动、工作频率高、温度特性好、能适应恶劣环境等优点。

霍尔开关集成传感器是以硅为材料，利用硅平面制造工艺制造的。硅材料制作霍尔元件的灵敏度不够高，但在霍尔开关集成传感器中，由于N型硅的外延层很薄，可以提高霍尔电压；同时利用硅平面工艺将差分放大器、施密特触发器及霍尔元件集成在一起，可以大大提高传感器的灵敏度。

霍尔开关集成传感器的内部组成如图7.7所示，主要包括稳压电路、霍尔元件、放大器、整形电路、开路输出等部分。稳压电路可使传感器在较宽的电压范围内工作。开路输出使传感器方便地与各种逻辑电路接口。当有磁场作用在传感器上时，根据霍尔效应，霍尔元件输出霍尔电压。该电压经放大器放大后，送至施密特整形电路，当电压大于开启阈值时，施密特整形电路翻转，输出高电压，使三极管导通，且具有吸收电流的负载能力，称为开状态。当磁场减弱时，霍尔元件输出电压很小，经放大器放大后其值也小于施密特整形电路的关闭阈值，施密特整形电路再次翻转，输出低电平，使三极管截止，称为关状态。这样，一次磁场强度的变化，就会使传感器完成一次开关动作。(www.xing528.com)

图7.7　霍尔开关集成传感器内部组成图

2）霍尔线性集成传感器

霍尔线性集成传感器的输出电压与外加磁场强度呈线性比例关系，传感器一般由霍尔元件和放大器组成。当外加磁场时，霍尔元件产生与磁场呈线性比例变化的霍尔电压，经放大器放大后输出。在实际电路组成中，为提高传感器的性能，会设置稳压、电流放大输出级、失调调整和线性度调整等电路。霍尔线性集成传感器广泛用于位置、力、质量、厚度、速度、磁场、电流等的测量和控制。