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電流在垂直于磁場的導體中流動會在相對的兩側產生一個電壓，稱為霍爾電壓。導體。雖然自1879年Edwin Hall發現這種現象以來已經知道這一點，但半導體技術已經減小了霍爾效應器件的尺寸，并增加了幾個關鍵特性，使霍爾效應開關，傳感器和其他產品在許多應用中非常有用。如圖5所示，垂直于半導體封裝平面的磁場和其內部的芯片產生低電平的霍爾電壓。霍爾元件配置為惠斯通電橋，需要額外的電路，包括放大和偏移電壓補償。

霍爾效應傳感應用的設計考慮因素包括磁場強度和磁鐵接近度。對于最小的傳感系統，建議使用釹磁鐵而不是鐵氧體磁鐵。厚度為1 mm或3 mm的4 mm x 4 mm釹磁鐵在磁鐵和霍爾效應IC之間的間隔為7.66 mm至10.4 mm。增加檢測距離需要增加厚度，截面積或兩者。對于一些手機，還使用MR（磁阻），GMR（巨磁阻）或AMR（各向異性磁阻）傳感技術。在這些技術中，場方向與霍爾效應場方向相反，這需要正交磁場。通常，磁體強度需要大約是霍爾效應器件的兩倍。然而，在引入霍爾效應傳感器的芯片級封裝之前，MR封裝更小。采用更新，更小的霍爾效應IC，如ROHM的產品，采用1.1 mm x 1.1 mm x 0.5 mm CSP（芯片級封裝），MR封裝尺寸優勢基本消失，特別是因為設計人員可以通過使用更小的尺寸來節省空間和成本圖5：當磁鐵垂直于流動時，霍爾電壓是由半導體材料中的電流引起的。

ROHM的霍爾效應技術《 br》 ROHM的霍爾效應IC使用單個單片硅芯片和內置電路，以提供額外的功能和易于連接。此外，ROHM不是一直使用的模擬輸出，而是率先在輸出端使用CMOS邏輯，以提供低功耗。今天，所有ROHM霍爾效應開關都使用CMOS推挽邏輯來提供數字輸出，無需其他霍爾效應開關中常見的單FET輸出所需的外部上拉電阻。 CMOS輸出直接連接到微控制器。圖6顯示了霍爾效應元件以及所有ROHM霍爾效應IC共用的附加電路，包括時序邏輯（SW），動態失調消除，放大，采樣和保持，比較器，振蕩器（OSC），鎖存和推挽輸出。 ROHM的一些霍爾效應傳感器具有兩個推挽輸出，可實現更強大的功能。

采樣和保持電路可降低電池供電應用的功耗。 ROHM的霍爾效應IC通常具有50毫秒的采樣周期。如圖7所示，器件喚醒48-μs的磁場樣本，然后返回休眠狀態。因此，2.7 V應用的典型工作電流僅為8μA，1.8 V工作時的典型工作電流甚至更低，僅為5μA。由于ROHM霍爾效應IC專為電池供電應用而設計，它們可以在低至1.65 V至3.3 V的電壓下工作。專為滾輪或軌跡球應用而設計的雙極霍爾效應IC具有更快的0.5 ms采樣周期。 br》

霍爾效應IC開關在消費電子市場中的應用

圖6：ROHM霍爾效應元件的框圖。

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圖7：每50 ms周期48μs的典型采樣時間將平均電流消耗降低至8μA ROHM霍爾效應IC中的傳感元件和電路設計確保了高ESD（靜電放電）容差，在人體模型中測得的額定值高達8 kV。單片硅霍爾效應傳感器的工作溫度范圍為-40°C至85°C，具有較高的磁通密度檢測穩定性與溫度的關系。此外，許多型號具有高靈敏度，典型工作點為3.7 mT（設計用于1.8 V操作的IC為3.0 mT）。動態偏移消除消除了霍爾元件惠斯通電橋的差分，提高了精度，遲滯比較器提高了抗噪性能。

安裝面積為1.1 mm x 1.1 mm x 0.5 mm，ROHM的VCSP5OL1 CSP提供最小的霍爾效應傳感器適用于要求最苛刻，空間有限的應用。圖8顯示了與HVSOF5 SMT（表面貼裝）封裝相比的CSP。

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圖8：ROHM的霍爾效應IC采用表面貼裝HVSOF5封裝，占位面積僅為1.6 mm x 1.6 mm，采用更小的VCSP5OL1 1.1 mm方形芯片級封裝。

ROHM的霍爾效應拓撲結構

為了為各種應用提供合適的傳感器，ROHM霍爾效應IC有四種不同的設計，如圖9a至9d所示。

單極器件僅檢測是否存在特定極性磁場。競爭霍爾效應IC供應商通常只提供這種類型的器件用于S極檢測。

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圖9a：用于S極檢測的ROHM單極霍爾效應IC拓撲結構。

ROHM提供N和S極版本。單極器件可提供最高的節能效果，但需要特別注意磁鐵的正確極性位置。

全極霍爾效應IC可檢測兩個磁極，無需標記磁鐵表面。

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圖9b：ROHM的全極霍爾IC拓撲檢測N極或S極。容－源－電－子－網－為你提供技術支持

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