高性能小型化成霍爾傳感器未來發(fā)展方向

　　霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)的器件，它能實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換，可用于檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化。

　　霍爾效應(yīng)雖然在1879年才被發(fā)現(xiàn)，但是直到20世紀(jì)50年代才出現(xiàn)了對(duì)其的應(yīng)用，然而器件成本很高。1965年，人們開始將霍爾傳感器集成進(jìn)硅芯片中，從而促進(jìn)了霍爾器件的應(yīng)用。

　　經(jīng)歷三大發(fā)展階段

　　霍爾器件的發(fā)展大致可分為三個(gè)階段：

　　第一階段是從霍爾效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)到20世紀(jì)40年代前期。最初由于金屬材料中的電子濃度很大,霍爾效應(yīng)十分微弱而沒有引起人們的重視。到了1910年，有人用金屬鉍制成霍爾元件作為磁場(chǎng)傳感器。但是由于當(dāng)時(shí)未找到更合適的材料，研究處于停頓狀態(tài)。

　　第二階段是從20世紀(jì)40年代中期到半導(dǎo)體技術(shù)出現(xiàn)之后。隨著半導(dǎo)體材料、制造工藝和技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了各種半導(dǎo)體霍爾元件，特別是鍺的采用推動(dòng)了霍爾元件的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了采用分立霍爾元件制造的各種磁場(chǎng)傳感器。

　　第三階段是自20世紀(jì)60年代開始的，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了將霍爾半導(dǎo)體元件和相關(guān)的信號(hào)調(diào)節(jié)電路集成在一起的霍爾傳感器。20世紀(jì)80年代后，隨著大規(guī)模超大規(guī)模集成電路和MEMS技術(shù)的發(fā)展，霍爾元件從平面向三維方向發(fā)展，出現(xiàn)了3端口或4端口固態(tài)霍爾傳感器，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化、加工的批量化和體積的微型化，并得到廣泛應(yīng)用。

　　霍爾器件有許多優(yōu)點(diǎn)。它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高(可達(dá)1MHz)，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕。

　　應(yīng)用于四大領(lǐng)域

　　按照功能，可將霍爾器件分為霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件兩類。

　　線性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。線性霍爾器件的輸出電壓與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度呈線性關(guān)系。

　　開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器、斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成，它輸出數(shù)字量。