高灵敏度霍尔开关G131
全方位解析霍尔开关原理电路及失效检测
全方位解析霍尔开关原理电路及失效检测霍尔开关是一种基于霍尔效应工作的磁敏传感器，常用于检测磁场信号。
它由霍尔元件、电源电路和输出电路组成。
霍尔元件是其核心部件，其内部有一片半导体材料，正常情况下无磁场作用时，霍尔元件上电流为零。
但当有外部磁场作用时，霍尔元件上就会产生电势差，进而引起霍尔元件内部电流的变化，从而实现磁场信号的检测。
霍尔开关的原理电路包括霍尔元件、电源电路和输出电路。
电源电路可以为霍尔元件提供所需的电源供电，通常为直流电源。
输出电路用于检测霍尔元件产生的电流变化，并将其转换为可用的输出信号。
通常情况下，输出电路由一个比较器和一个开关组成，当霍尔元件上的电流变化达到一定阈值时，比较器会触发并输出一个高电平信号，从而驱动开关动作。
在实际应用中，霍尔开关主要用于检测磁场信号。
当有磁场接近霍尔元件时，磁场线会穿过霍尔元件的半导体材料，从而改变霍尔元件内部的载流子活动情况，最终导致霍尔元件上的电流变化。
根据霍尔电流的变化情况，可以判断磁场的方向和强度。
除了磁场信号的检测，霍尔开关还可以用于实现电流和电压的检测。
例如，可以将霍尔开关连接在电路中的电流回路上，通过检测霍尔电流的变化来判断电路中的电流大小和方向。
类似地，霍尔开关也可以用于检测电路中的电压情况，通过检测霍尔电流的变化来判断电压的大小和极性。
失效检测是霍尔开关的一项重要功能，主要用于检测霍尔开关是否正常工作。
常见的失效检测方法包括电源电压检测、输出电路检测和灵敏度检测。
电源电压检测主要用于检测霍尔开关电源电压是否在正常范围内，以保证霍尔元件正常供电。
输出电路检测主要用于检测输出电路的工作情况，通常通过检测输出信号的变化来判断。
灵敏度检测主要用于检测霍尔开关对磁场信号的敏感程度，可以通过改变外部磁场的强度和方向来测试。
总之，霍尔开关是一种基于霍尔效应工作的磁敏传感器，其原理电路包括霍尔元件、电源电路和输出电路。
它可以用于检测磁场信号、电流和电压。
霍尔接近开关使用说明书
霍尔接近开关使用说明书霍尔接近开关使用说明书。
大家都知道，接近开关就是利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，现在流行一种霍尔接近开关，它的原理就是当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体控制开关的通或断。
今天南京凯基特就来给大家介绍一下霍尔接近开关使用说明书。
霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。
霍尔开关可应用于接近开关，压力开关，里程表等，作为一种新型的电器配件。
霍尔式接近开关的工作原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦磁力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
霍尔效应原理图霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。
输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。
它的主要特性参数有以下几类。
（1）输入电阻霍尔传感器元件两激励电流端的直流电阻称为输入电阻。
它的数值从几欧到儿百欧，视不同型号的元件而定。
温度升高，输入电阻变小，从而使输入电流变大，最终引起霍尔传感器电势变化。
为了减少这种影响，最好采用恒流源作为激励源。
一种高灵敏度的开关型CMOS霍尔磁场传感器
一种高灵敏度的开关型CMOS霍尔磁场传感器
阮伟华
【期刊名称】《传感器与微系统》
【年(卷),期】2010(029)011
【摘要】介绍了一种基于CSMC 0.5μm CMOS工艺设计的高灵敏度集成开关型霍尔传感器.该传感器包括一个十字型霍尔器件和一个采用动态失调相消技术的信号调理电路.通过优化霍尔器件的结构和采用一种新型的信号调理电路,使霍尔传感器得到很高的灵敏度.TCAD器件仿真和Cadence电路仿真表明:在3V的工作电压下,该传感器能检测最小2mT的磁场,输出标准的数字信号,并能消除霍尔器件内部高达6mV以上的失调电压.
【总页数】4页(P94-97)
【作者】阮伟华
【作者单位】南京工业职业技术学院电气与电子工程学院,江苏南京210046
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.3
【相关文献】
1.高灵敏度的CMOS霍尔磁场传感器芯片设计 [J], 徐跃
2.CMOS磁场传感器芯片中斩波放大器的设计 [J], 宁伟超;程东方;张春燕;王书凯
3.开关型CMOS霍尔磁敏传感器的设计 [J], 万和舟;程东方;冯旭;高辉
4.开关型CMOS霍尔传感器的设计 [J], 魏榕山;杨善志
5.一种用于TEM高灵敏度感应式磁场传感器设计 [J], 刘凯;米晓利;朱万华;闫彬;刘雷松;方广有
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单级霍尔开关LH131资料
参
符 号
VCC VOL IOH ICC tr tf
测 试 条 件
最小
3.8
典 型
最大
30
单位
V mV μA mA μS μS
电源电压 输出低电平电压 输出高电平漏电流 电源电流 输出上升时间 输出下降时间
Iout=25mA B>BOP Vout=20V B<BRP 输出开路 RL=820Ω CL=20PF RL=820Ω CL=20PF
( 关闭态 )
V CC
B hy
关闭
开启
( 开启态 )
N
N
SIP3L(TO-92S)
SOT23
V SAT 0 B RP B op
(磁场强度 B)
u 印章信息
(1)SIP3L(TO-92S)
（顶视图）
131
Y WW
Y : Year : "8"= 2008 "9"= 2009 WW : Nth Week 01~52
LH1131
高灵敏度单极性霍尔效应集成传感器
LH1131 系列高灵敏度单极性霍尔效应集成
u 产品特点
l l l l
l
传感器是由内部电压稳压器、霍尔电压发生器、 差分放大器、 温度补偿单元、 施密特触发器和集 电极开路输出级组成的磁敏传感电路， 其输入为 磁感应强度， 输出是一个数字电压信号。 它是一 种单磁极工作的磁敏电路， 适合于矩形或者柱形 磁体下工作。 LH1131 可以在-40 ℃~ 125 ℃范 围工作，其电源电压工作范围从 3.8V 到 30V， 负载电流能力最高可达到 45mA。封装形式为 SIP3L(TO92S)和 SOT23 。
LH1131
霍尔开关高斯阈值
霍尔开关高斯阈值1.引言1.1 概述霍尔开关是一种利用霍尔效应原理工作的电子开关装置。
它通过检测磁场的变化来实现开关的控制和触发。
霍尔开关的应用非常广泛，可以用于测量、检测、控制和保护等方面的场合。
高斯阈值是在数据处理和信号处理中常用的一种方法。
它是通过设定一个特定的阈值来判断数据或信号是否具有某种特征或达到某种状态。
在霍尔开关中，高斯阈值可以被用来客观、准确地判断磁场的强弱、方向和变化趋势等信息。
本文主要通过对霍尔开关和高斯阈值的原理和应用进行探讨，旨在深入了解霍尔开关高斯阈值的工作原理、特点和优势，并探索可能的改进和未来发展方向。
在正文部分，将详细介绍霍尔开关的原理和应用，以及高斯阈值的定义和作用。
在结论部分，将总结霍尔开关高斯阈值的优势，并提出可能的改进和未来发展方向，以期为相关领域的研究和应用提供一些参考和启示。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将分为三个主要部分来探讨霍尔开关高斯阈值的相关内容。
第一部分是引言，将包括概述、文章结构和目的。
在概述中，我们将介绍霍尔开关和高斯阈值的基本概念，并简要说明它们在实际应用中的重要性。
在文章结构部分，我们将提供本文的整体架构和各个部分的简要说明。
在目的部分，我们将明确本文的目标和意义，以便读者能够更好地理解我们的研究动机和方向。
第二部分是正文，将包括霍尔开关的原理和应用以及高斯阈值的定义和作用。
在霍尔开关的原理和应用部分，我们将深入探讨霍尔效应和开关原理，并详细介绍霍尔开关在各个领域中的实际应用，如电子设备、汽车工业等。
在高斯阈值的定义和作用部分，我们将解释高斯阈值的概念和背后的数学原理，并探讨它在图像处理、数据分析等领域中的重要作用。
第三部分是结论，将包括霍尔开关高斯阈值的优势和可能的改进和未来发展方向。
在霍尔开关高斯阈值的优势部分，我们将总结并分析霍尔开关与高斯阈值的结合所带来的优势，如性能提升、精确度增加等。
在可能的改进和未来发展方向部分，我们将探讨当前霍尔开关高斯阈值存在的问题和不足，并提出一些可能的改进方向和未来研究的重点。
霍尔相关型号及主要参数
30
-30
-40-150
SOT-23
高灵敏无触点开关、无刷电机
HAL513
4
70
-70
-40-150
SOT-89
高灵敏无触点开关、无刷电机
AH512
10
60
-60
-40-125
TO-92
高灵敏无触点开关、无刷电机
YH1601
10
30
-30
-40-150
SOT-23
无刷电机、转速传感
YH1602
HAL43F
200
170
-40-150
TO-92S
速度和RPM传感器、转速计等
HAL58
180
137
-40-150
SOT-23
马达、无触点开关
HAL543
5
160
110
-40-150
SOT-89B
无触点开关、位置检测、转速计
AH3144E
10
110
20
-40-85
TO-92S
舞台灯光、车速仪表、空调电机等
?
?
?
?
?
?
?
?
双极锁存型霍尔电路
型号
工作电压VDD（V）
工作电流IDD（MA）
工作点Bop(GS)
释放点Brp(GS)
工作温度TA(℃)
封装形式
典型应用
HAL41F
4
120
120
-40-150
TO-92S
直流无刷电机、转速检测
HAL732
18
-18
-40-150
SOT-23
高灵敏无触点开关、无刷电机
HAL581单极高灵敏度霍尔开关 高温型霍尔传感器
符号（测试条件） BOP (TA=25℃, VDD=12V DC) BRP (TA=25℃, VDD=12V DC) BHYS (TA=25℃, VDD=12V DC)
最小值
5.0 2.0 2.0
典型值
7.0 4.5 2.5
最大值
10.0 8.5 4.0
单位 mT mT mT
Rev3.0.4.131021
HAL581
GND
OUT
HAL581
GND
OUT
Rev3.0.4.131021
4/6
HAL581
13. ESD 防范
电子半导体产品对静电比较敏感，所以每次处理半导体产品时要注意静电控制程序。
14. 封装
14.1 UA 封装（TO-92 扁平型）
1． 96 3° ± 1° 45° ± 1° 0．89
3/6
HAL581
直流工作参数：TA = -40℃ ~ 150℃ ， VDD =3.5V ~ 24V（除非另有说明） 参数
S 极 (UA) N 极 (SO) 没有或磁场较弱
测试条件
B > BOP B > BOP B= 0 or B < BRP
输出
低 低 高
OUT = Low (VDSon)
OUT = Low (VDSon)
使输出导通的作用于封装标记面的磁感应强度（VOUT = VDSon） 使输出截止的作用于封装标记面的磁感应强度（VOUT = high）
6. 管脚定义和描述
SO引脚编号
1 2 3
UA 引脚编号
1 3 2
名称
VDD OUT GND
类型
电源 输出 地
功能
一种高速可编程线性霍尔传感器[实用新型专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620249845.9(22)申请日 2016.03.23(73)专利权人 宁波锦澄电子科技股份有限公司地址 315599 浙江省奉化市东郊开发区宝峰路61号宁波锦澄电子科技股份有限公司(72)发明人 周红战 李涛 项乾坤 周旭光 (51)Int.Cl.G01D 5/14(2006.01)(54)实用新型名称一种高速可编程线性霍尔传感器(57)摘要本实用新型公开了一种高速可编程线性霍尔传感器，包括可编程霍尔灵敏度编程系统与多级精度校准系统，可编程霍尔灵敏度编程系统包括依次连接的传感器灵敏度模块、初始增益模块与高精度增益模块，多级精度校准系统包括零点校正模块、增益温度系数校正模块与输出精度校正模块，高精度增益模块通过零点校正模块与增益温度系数校正模块连接，增益温度系数校正模块与输出精度校正模块之间连接有带宽编程模块，输出精度校正模块通过AB类驱动输出级后连接到输出端口。
采用全模拟的信号处理电路，使霍尔片具有高速响应能力，在180mV/mT的灵敏度下，能保证小于5微秒的响应时间。
可编程霍尔片灵敏度编程系统，可保证霍尔片具有更宽的可调范围。
权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 205482990 U 2016.08.17C N 205482990U1.一种高速可编程线性霍尔传感器，其特征在于包括可编程霍尔灵敏度编程系统与多级精度校准系统，所述的可编程霍尔灵敏度编程系统包括依次连接的传感器灵敏度模块、初始增益模块与高精度增益模块，所述的多级精度校准系统包括零点校正模块、增益温度系数校正模块与输出精度校正模块，所述的高精度增益模块通过零点校正模块与增益温度系数校正模块连接，所述的增益温度系数校正模块与输出精度校正模块之间连接有带宽编程模块，所述的输出精度校正模块通过AB类驱动输出级后连接到输出端口。
霍尔效应灵敏度kh值
霍尔效应灵敏度kh值霍尔效应灵敏度kh值是描述霍尔元件对磁场灵敏度的一个重要参数。
在应用中，我们经常需要根据具体的应用需求选择合适的霍尔元件，而kh值就是评估霍尔元件灵敏度的重要参考指标之一。
我们来了解一下霍尔效应。
霍尔效应是指当电流通过金属或半导体材料时，如果材料中存在垂直于电流方向的磁场，那么在材料两侧会产生一种电势差，这种现象被称为霍尔效应。
而霍尔元件则是利用霍尔效应来实现磁场测量的一种器件。
霍尔效应的灵敏度可以通过kh值来表示，kh值定义为在单位磁感应强度下霍尔电压的变化率，通常以mV/T为单位。
kh值越大，说明霍尔元件对磁场的灵敏度越高，即单位磁感应强度下霍尔电压的变化越大。
在实际应用中，kh值的选择取决于所测量磁场的强度范围以及所需的测量精度。
如果需要测量较小的磁场强度，就需要选择具有较高kh值的霍尔元件，以提高测量的灵敏度。
反之，如果测量范围较大，对精度要求较低，可以选择kh值较小的霍尔元件。
kh值还与霍尔元件的几何尺寸和材料特性有关。
一般来说，小尺寸的霍尔元件具有较高的kh值，因为其电流分布较为均匀，磁场作用效果较好。
而材料的特性如载流子浓度、迁移率等也会影响kh值。
高载流子浓度和迁移率的材料通常具有较高的kh值，因为它们能够有效地感受到磁场的作用。
在实际选择霍尔元件时，除了考虑kh值外，还需要考虑其他因素，如工作温度范围、响应时间、线性度等。
不同的应用场景可能对这些参数有不同的要求，因此在选择霍尔元件时需要综合考虑。
总结一下，霍尔效应灵敏度kh值是评估霍尔元件对磁场灵敏度的一个重要参数。
kh值越大，说明霍尔元件对磁场的灵敏度越高。
在选择霍尔元件时，需要根据具体应用需求选择合适的kh值，同时还需要考虑其他因素如工作温度范围、响应时间等。
通过合理选择霍尔元件，我们可以实现对磁场的准确测量和控制。
霍尔开关的各种应用电路
尔开关的开/关，应用非常灵活。
川
L
永久磁铁
E二圄圄兰ζ
磁感应面
S
N
骂。
磁感应面
∞
(a) 横移磁铁控制开/关及波形
(b) 纵移磁铁控制开/关及波形
图 3-13
霍尔开关的工作原理
4. 霍尔开关的应用特点
霍尔开关第②脚具有输出高/低电压的特点，能驱动三极管、晶闸管等元件，也可驱动 TTL 、 MOS 等集成电路，从而能与它们构成许多形式的控制电路，用来控制电气设备的开/
元件 H 几乎不产生霍尔电动势 E Ho 图 3-11 中差分放大器元输入信号，施密特电路就不被触 发，也无高电压加到三极管基极，三极管截止。这时霍尔开关第②脚就由 R 输出 5V 高电 压，霍尔开关输出高电压的状态称为霍尔开关打开。这就是霍尔开关工作日才"开"与"关" 的特性，霍尔开关输出开/关信号波形如图 3-13 (a) 所示，为脉冲方波。
3.4.1
HK斗的特性
1.霍尔开关的外形
HK-l 型霍尔开关是在硅晶片上制造集成电路芯片然后进行全密封封装而成的，其外形 有两种常见形式，分别如图 3-10 (a) 和 (b) 所示，图 3-10 (a) 为螺母式霍尔开关，能横 向固定在某一部位测量磁场 c 图 3-10 (b) 为穿孔式霍尔开关，可纵向固定在某一部位测量
(1)霍尔开关内部的霍尔元件
霍尔元件是霍尔开关内部很重要的部分，要掌握霍尔开关先必须了解霍尔元件 c
当将半导体薄片置于磁场 B 中，并在①、②端加 t 电源 E 时，半导体薄片中就沿电源 电压 E 的方向导通电流 Ig ， 然后在与电流方向垂直又和睦场方向垂直的③、④端检测电压，
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(2)SOT23
（顶视图）
1. Vcc 3. OUT
2.GND
12 3
2 1
3
Preliminary datasheet
Page 1-5
Rev. 1.3 May.15,2010
ＧＤＨ１３１－Ｃ
深圳凯祥科技有限公司
u 产品技术参数 l 极限参数 参数
ＧＨ１１３１－Ａ
电源电压 磁感应强度 输出反向击穿电压 输出低电平电流 最大允许的功耗 工作环境温度 贮存温度
磁体下工作。 ＤＨ１３１可以在-40℃~ 125℃范
围工作，其电源电压工作范围从 3.8V 到 30V， 负载电流能力最高可达到 45mA。封装形式为 SIP3L(TO92S)和 SOT23。
u 管脚定义
管脚序号 1 2 3
管脚名称 VCC GND OUT
(1)SIP3L(TO92S) （顶视图）
u 产品特点
符号
VCC B VCE IOL PD TA TS
量值
-30~+3 0 不限 -30 45 450
-40~+125 -65~+150
Ｇ１３１
单位
V Gauss
V mA mW ℃ ℃
l 磁特性 TA=25℃
参数
工作点(BOP) 释放点(BRP)
回差(BH)
单位
Gauss Gauss Gauss
ＤＨ１３１－Ａ
Ｇ１３１
u 磁电转换特性
S 印章面
S
印章面
N SIP3L(TO-92S)
N SOT23
(输出电压 )
Output
( 关闭态 )
B hy 关闭
V CC
开启
V SAT
(开启态 )
0 B RP B op
(磁场强度 B)
u 印章信息
(1)SIP3L(TO-92S)
（顶视图）
131
Y WW
Y : Year : "8"= 2008
深圳凯祥科技有限公司
u 电路内部框图
Vcc
REG.
AMP.
Ｇ１３１
OUT GND
u 测试电路图
Vcc=12V
RL=820 Ohm Vcc
Ｇ１３１
OUT
CL
GND
CL=20 pF
数字信号输出
Preliminary datasheet
Page 3-5
Rev. 1.3 May.15,2010
深圳凯祥科技有限公司
深圳凯祥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ技有限公司
ＤＧＨ１１３３１１
高灵敏度单极性霍尔效应集成传感器
Ｇ１３１系列高灵敏度单极性霍尔效应集成 传感器是由内部电压稳压器、霍尔电压发生器、 差分放大器、温度补偿单元、施密特触发器和集
电极开路输出级组成的磁敏传感电路，其输入为
磁感应强度，输出是一个数字电压信号。它是一
种单磁极工作的磁敏电路，适合于矩形或者柱形
15
-
45
5
-
40
5
10 15
ＤＨ１３１－Ｂ
45
-
75
35
-
70
5
10
15
ＤＨ１３１－Ｃ
75
-
105
65
- 100
5
10
15
ll 电特性 TA=25℃
参数
符号
测试条件
最小 典 型
电源电压
VCC
3.8
输出低电平电压
VOL
Iout=25mA B>BOP
-
200
输出高电平漏电流 IOH
Vout=20V B<BRP
Ｇ１３１
2.00m m 1 .15m m
1
23
Preliminary datasheet
Page 5-5
Rev. 1.3 May.15,2010
-
0.1
电源电流
ICC
输出开路
-
3.2
输出上升时间
tr
RL=820Ω CL=20PF
-
0.2
输出下降时间
tf
RL=820Ω CL=20PF
-
0.5
最大
30 350 10 6.5
-
单位
V mV μA mA μS μS
Preliminary datasheet
Page 2-5
Rev. 1.3 May.15,2010
"9"= 2009 WW : Nth Week 01~52
(2)SOT23-3(SOT59)
（顶视图）
131
Preliminary datasheet
Page 4-5
Rev. 1.3 May.15,2010
深圳凯祥科技有限公司
u 封装信息
(1)SIP3L(TO-92S)
0.51 m m NOM
BRANDED SURFACE
l 电源电压范围宽，输出电流大。
l 开关速度快，无瞬间抖动。
l 工作频率宽（0~100KHz）。
l 寿命长、体积小、安装方便。
l 能直接和逻辑电路接口。
u 典型应用场合
l 直流无刷电机
无触点开关
l 位置控制
电流传感器
l 汽车点火器
安全报警装置
l 隔离检测
转速检测
功能描述 电源电压
地 集电极开路输出
3. OUT 2. GND 1. Vcc