霍爾效應是磁電效應的一種，這一現象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。后來發現半導體、導電流體等也有這種效應，而半導體的霍爾效應比金屬強得多，利用這現象制成的各種霍爾元件，廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方 霍爾傳感器法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。霍爾器件是一種采用半導體材料制成的磁電轉換器件。如果在輸入端通入控制電流IC，當有一磁場B穿過該器件感磁面，則在輸出端出現霍爾電勢VH。在磁場力作用下，在金屬或通電半導體中將產生霍耳效應，其輸出電壓與磁場強度成正比。基于霍耳效應的霍耳傳感器常用于測量磁場強度，其測量范圍從10Oe到幾千奧斯特。盡管人們早在1879年就知道了霍耳效應，但直到20世紀60年代末期，隨著固態電子技術的發展，霍耳效應才開始被人們所應用。
霍爾傳感器的分類
霍爾傳感器是根據霍爾效應原理而制成的電流和電壓傳感器。根據對霍爾電勢處理的方式不同，霍爾傳感器又可分為以下兩類：
第一類是直接將霍爾電勢做適當放大處理以后提供給檢測儀器或控制設備，就是所謂的直接檢測式霍爾電流傳感器。這種傳感器耐壓等級高，成本低，性能穩定，但精度受溫度變化影響大，動態響應特性很不理想。我公司采用電路補償，圓滿解決以上問題。
第二類是磁場平衡式霍爾傳感器，它采用了單或雙霍爾元件，并工作在零磁通狀態，且有以下特點：①測量范圍寬，可測量各種電流，如直流、交流、脈沖電流等。②電氣隔離性能好。③測量精度高，線性度好。④抗外界電磁和溫度等因素的干擾能力強。⑤電流上升率大，響應速度快。⑥過載能力強。⑦體積小，重量輕，安裝簡單、方便。目前的產品中以磁場平衡式霍爾傳感器為主。
霍爾傳感器的原理與應用
霍爾傳感器用它可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾傳感器以霍爾效應為其工作基礎，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。霍爾傳感器在工業生產、交通運輸和日常生活中有著非常廣泛的應用。
如〔圖1〕所示，在半導體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產生電勢差為UH的霍爾電壓，它們之間的關系為。圖中d 為薄片的厚度，k稱為霍爾系數，它的大小與薄片的材料有關。上述效應稱為霍爾效應，它是德國物理學家霍爾于1879年研究載流導體在磁場中受力的性質時發現的。
根據霍爾效應，人們用半導體材料制成霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。
由于霍爾元件產生的電勢差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩壓電源電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。霍爾傳感器也稱為霍爾集成電路，其外形較小，如〔圖2〕所示，是其中一種型號的外形圖。
（一）線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。
（二）開關型霍爾傳感器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發器和輸出級組成，它輸出數字量。
輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系，如〔圖3〕所示，在B1～B2的磁感應強度范圍內有較好的線性度，磁感應強度超出此范圍時則呈現飽和狀態。
如〔圖4〕所示，其中BOP為工作點“開”的磁感應強度，BRP為釋放點“關”的磁感應強度。
當外加的磁感應強度超過動作點Bop時，傳感器輸出低電平，當磁感應強度降到動作點Bop以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點BRP時，傳感器才由低電平躍變為高電平。Bop與BRP之間的滯后使開關動作更為可靠。
另外還有一種“鎖鍵型”（或稱“鎖存型”）開關型霍爾傳感器，其特性如〔圖5〕所示。 當磁感應強度超過動作點Bop時，傳感器輸出由高電平躍變為低電平，而在外磁場撤消后，其輸出狀態保持不變（即鎖存狀態），必須施加反向磁感應強度達到BRP時，才能使電平產生變化。
按被檢測對象的性質可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測受檢對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，這個磁場是被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電學量來進行檢測和控制。
1．電流傳感器： 由于通電螺線管內部存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測量出磁場，從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。
