单极霍尔效应传感器IC基础知识
单极霍尔效应传感器IC基础知识
提供四种一般的霍尔效应IC设备，提供数字输出：单极开关，双极开关，全峰开关和锁存器。在本申请中描述了单极开关。类似的应用笔记双极开关那全极开关,闩锁提供在Allegro网站上。
单极霍尔效应传感器集成电路，通常被称为“单极开关”，是由一个正磁场操作的。一个具有足够强度(磁通密度)的南极性(正)磁场的磁铁将使设备切换到通电状态。在它被打开之后，单极集成电路将保持打开状态，直到磁场被移除，集成电路恢复到关闭状态。
图1显示了用于检测车辆换挡杆位置的应用程序。变速杆上有一块磁铁(红蓝相间的气缸)。微型黑匣子系列是一组单极开关设备。当车辆操作员移动杠杆时，磁铁被移动到霍尔装置的旁边。靠近磁铁的设备会受到磁场的影响而开启，但较远的设备不会受到影响而保持关闭状态。请注意磁铁的南极(红色)朝向霍尔设备，霍尔设备的标识面朝向磁铁南极。
图1所示。一种使用单极开关传感器ic的应用。在换挡过程中，当磁铁(红色和蓝色圆柱体)经过时，超小霍尔ic开关。
磁性开关点条件
下面是用于定义转换点的术语switchpoints.，霍尔开关操作：
图2.霍尔效应是指当施加电流受垂直磁场影响时所存在的可测量电压。
- B.−“磁通量密度”符号，用于确定霍尔设备开关点的磁场特性。用高斯(G)或特斯拉(T)测量。转换为1g = 0.1 mT。
B可以具有北极或南极极性，因此请记住代数惯例是有用的，由此B被指示为北极磁场的负值，以及作为南极性磁场的正值。本公约允许北方和南极度值的算术比较，其中该字段的相对强度由B的绝对值表示，并且标志表示该字段的极性。例如，A - 100克（北）场和100克（南）场具有等效强度，但极性相反。以同样的方式，a - 100g字段比a-50 g字段强。 - B.人事处- 磁功工作点;霍尔设备接通的强化磁场的水平。所得到的设备输出状态取决于各个设备电子设计。
- B.rp.- 磁释放点;霍尔器件关闭的弱化磁场的水平（或用于某些类型的霍尔设备，给出阳性b的强化负面的水平人事处）.所得到的设备输出状态取决于各个设备电子设计。
- B.HYS.- 磁开关点滞后。霍尔设备的传递函数在开关点之间的偏移设计，以在磁场中过滤出小的波动，该磁场可能是应用中的机械振动或电磁噪声。B.HYS.= |B.人事处−Brp.|。
典型的操作
当单极开关打开时，取决于器件IC输出级的设计，所产生的输出信号可以是逻辑高或逻辑低电平。图3显示了单极开关的可能输出状态。顶面板表示设计为输出逻辑低的开关（在输出晶体管饱和电压，V出（坐）通常在强南极地场中的<200 mV）。底部面板表示开关，该开关设计为输出逻辑高（直至全电源电压，VCC.）在相同的条件下。
图3.单极开关输出特性。顶部面板在存在强大的南极性场时显示切换到逻辑低电平，底板显示到逻辑高，也在南极性场中切换。
尽管该装置可以在任何级别的磁通密度上接通，但是对于图3的说明，尽管在左侧的距离开始，但是磁通量（水平轴上）的磁通（B，水平轴上）的偏置率小于brp.或B.人事处。这里的设备关闭，输出电压（V.出去，在垂直轴上）取决于器件设计：高（顶面板）或低（底板）。
在向右朝向箭头之后，磁场变得越来越积极。当场比b比b更积极人事处，设备亮起。这使得输出电压变为相反状态（其高或低，根据器件设计）。
虽然磁场比b更积极rp.时，设备保持开机状态，输出状态保持不变。即使B的正数比B略小，这也是成立的人事处，在开关滞后的内置区域内，BHYS.。
在向左朝向左侧箭头后，磁场变得较低。当磁场再次下降到b以下时rp.，设备关闭。这会导致输出更改回原始状态。
拉动电阻
上拉电阻必须连接在设备电源和输出引脚之间（参见图4）。上拉电阻的常用值范围为1至10kΩ。最小上拉电阻是霍尔IC最大输出电流的函数（通常设计为沉积电流的设备）和电源电压。20 mA是典型的最大输出电流，在这种情况下，最小上拉将是vCC./ 0.020 A.
在电流亚博尊贵会员消耗是一个问题的应用中，上拉电阻可以大至50至100kΩ。然而，需要注意，因为大的上拉值可以使外部泄漏电流诱导到地面。这不是设备问题，而是在上拉电阻器和器件输出引脚之间的导体中发生泄漏。无论磁场和器件切换状态如何，这些电流都足够高以降低输出电压。采取至极端，这可以减少输出电压，足以抑制适当的外部逻辑功能。
图4.典型的应用程序图。
使用旁路电容器
旁路电容的布局请参见图4。一般来说:
- 对于没有斩波稳定的设计 - 建议将0.01μF电容放在输出和接地引脚之间以及供电和接地销之间。
- 对于具有斩波稳定的设计 - 电源和接地引脚之间必须放置0.1μF电容，并且在输出和接地引脚之间建议使用0.01μF电容。
上电时间
上电时间取决于设备设计的一定程度。数字输出设备，如单极开关，达到稳定性，具有以下近似延迟：
| 设备类型 | 上电时间 |
| 没有切碎机稳定 | < 1µ年代 |
| 随着斩波稳定 | < 25µ年代 |
基本上，这意味着在提供电源后的这段时间之前，设备输出可能不会处于正确的状态，但在这段时间过后，设备输出保证处于正确的状态。
功耗
总功率耗散是两个因素的总和：
- 大厅设备消耗的功率，排除在输出中消耗的功率。这个值是vCC.电源电流的时间。V.CC.是设备电源电压，电源电流通常在数据表上指定。例如，给定VCC.= 12 V和电源电流= 9 mA，功率耗散= 12×0.009或108 MW。
- 输出晶体管中消耗的功率。这个值是v（坐了）输出电流（由上拉电阻设置）。如果V.（坐了）是0.4 V（最坏情况），输出电流为20 mA（通常最坏情况），功耗耗散为0.4×0.02 = 8兆瓦。正如您所看到的，因为饱和电压非常低，输出中的功率不受巨大的关注。
本例的总功耗为108 + 8 = 116 mW。将这个数字放到有关包装的数据表中的降额表中，并检查是否必须降低最大允许操作温度。
经常问的问题
问：如何将磁铁相对于霍尔设备定位？
答:磁体南极指向设备包装的品牌面。品牌面是你可以找到设备的识别标记的地方，例如部件编号或日期代码。
问：北极性或负面磁场如何影响单极开关？
答：北极性或消极，现场对单极开关没有影响。
问:我可以用磁铁靠近设备包的背面吗?
A:是的，但是请记住:如果磁铁的两极保持面向同一方向,然后通过设备通量场的方向没有改变从前面的方法(例如,如果南极是接近该设备在前面的方法中,北极将接近设备在尖的方法)。北极将产生一个相对于霍尔元件的正场，而南极将产生一个负场。
问:靠近设备背面是否需要权衡?
答：是的。从包装前侧接近时，可以使用“清洁剂”信号，因为霍尔元件位于靠近前侧（封装品牌面部）而不是背面。例如，对于“UA”封装，带有霍尔元件的芯片在包装的品牌面内为0.50毫米，距离后侧面积约为1.02毫米。（从品牌面对霍尔元素的距离被称为“有源区域深度”。）
问：是否有一个非常强大的磁场损坏了霍尔效应装置？
答：不可以。一个非常强大的字段不会损坏Allegro霍尔效应装置，也不会这样一个字段添加额外的SwitchPoint滞后（除了设计的滞后）。
问：为什么我想要一个斩波器稳定的设备？
答：斩波稳定的传感器IC允许比非切碎的设计更加紧密控制的开关点更大的灵敏度。这也可能允许更高的操作温度。大多数新设备设计利用切碎的霍尔元素。
建议的设备
在公司网站的选择指南中列出了Allegro单极设备，网址为yabo apk
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相关设备类型的应用说明
参考：AN296069.