霍爾元件為一半導(dǎo)體材料片，通過(guò)此材料片施加一個(gè)恒定電壓既可形成一個(gè)恒定偏移電流。如果無(wú)磁場(chǎng)，其輸出，即通過(guò)半導(dǎo)體材料片寬度的電壓，理論上讀數(shù)近于0；如果此偏斜的霍爾元件位于與霍爾電流成直角的磁場(chǎng)里，則電壓輸出與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。此即為霍爾效應(yīng)�；魻栐�件效應(yīng)可產(chǎn)生與普通磁通量密度強(qiáng)度成正比的信號(hào)。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于具有較寬的工作電壓范圍、強(qiáng)大輻射和傳導(dǎo)的瞬時(shí)保護(hù)，以及在單芯片解決方案里可能的高ESD標(biāo)準(zhǔn)。

    半導(dǎo)體公司已通過(guò)增加收益放大器、偏置調(diào)節(jié)電路和其它的電路板如調(diào)制器和低通濾波器，改進(jìn)了霍爾效應(yīng)技術(shù)。這些元件可在3到26.5 V間的電壓中操作，對(duì)于嚴(yán)格汽車(chē)環(huán)境的輻射和傳導(dǎo)瞬時(shí)特性、以及從8000 到10,000 V的ESD級(jí)別也能應(yīng)用自如。一些霍爾效應(yīng)元件可在使用時(shí)自調(diào)校，現(xiàn)在已形成的系列可編程開(kāi)關(guān)、齒輪傳感器和線性裝置已極大地改善了生產(chǎn)狀況。

    應(yīng)用

    座式傳感器：霍爾技術(shù)是一種非接觸解決方案，在某些最復(fù)雜的系統(tǒng)中結(jié)合了最簡(jiǎn)單的霍爾效應(yīng)元件，其典型范例是汽車(chē)的坐位感測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在發(fā)生碰撞時(shí)決定司機(jī)與方向盤(pán)的接近程度，并能相應(yīng)調(diào)節(jié)空氣囊展開(kāi)的力度,汽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)，霍爾效應(yīng)位置元件可把坐位信息傳送給控制器。發(fā)生車(chē)禍時(shí)能可靠地協(xié)助空氣囊控制器把握生死命運(yùn)。最簡(jiǎn)單的方法是采用一個(gè)可感應(yīng)兩個(gè)坐位區(qū)（近和遠(yuǎn)）的2線單極轉(zhuǎn)換器。傳感元件既可將正確的位置信息以數(shù)字輸出方式傳送給控制器。由于汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)必須保證信息準(zhǔn)確，故傳感元件后續(xù)處理還必須能自動(dòng)解碼。

    在此應(yīng)用中，附于定位軌跡的座位機(jī)械結(jié)構(gòu)裝有一個(gè)由鐵金屬制成的板，該板可切斷霍爾傳感器和磁體之間的磁場(chǎng)。當(dāng)座位在開(kāi)關(guān)與磁體間通過(guò)時(shí)，傳感器輸出的變化會(huì)告知控制器：座位軌跡已進(jìn)入到哪個(gè)特別區(qū)域。如果你使用的傳感器數(shù)目足夠，你可以感測(cè)任意數(shù)目的區(qū)域。例如，如果你在每個(gè)座位軌跡上放置兩個(gè)傳感器，就可以跟蹤四個(gè)區(qū)域。
　　
    霍爾輸出的編碼邏輯
　　
    狀態(tài)區(qū)域1：HALL 2 OUTPUT=0 HALL 1 OUTPUT=0
    狀態(tài)區(qū)域2：HALL 2 OUTPUT=0 HALL 1 OUTPUT=1
    狀態(tài)區(qū)域3：HALL 2 OUTPUT=1 HALL 1 OUTPUT=1
    狀態(tài)區(qū)域4：HALL 2 OUTPUT=1 HALL 1 OUTPUT=0

    在其中一區(qū)域里與方向盤(pán)較近的座位將被告知控制器：空氣囊應(yīng)配以減少的力。在后部區(qū)域中與方向盤(pán)距離最遠(yuǎn)的座位，應(yīng)要求配置更大的力�？刂破髂芙獯a兩個(gè)霍爾傳感器的輸出，以確定該位置處于四個(gè)區(qū)域中的哪個(gè)。兩個(gè)傳感器可提供一個(gè)便利的“灰色編碼”（一種編碼形式，不同于二進(jìn)制和十進(jìn)制）輸出。
　　
    霍爾傳感器的多樣性可使你給任何的應(yīng)用都提供多種解決方案。例如，你可能需要一種高解決方案以確定座位在各個(gè)時(shí)間的位置。這時(shí)可以采用一個(gè)模擬線性霍爾傳感器滿足這一需求，此傳感器可產(chǎn)生一個(gè)與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的輸出。在一個(gè)滑動(dòng)的線性傳感器配置里，一個(gè)雙極磁體將在0V到5 V范圍內(nèi)形成符合設(shè)計(jì)的比例輸出。
　　
    汽車(chē)?yán)锼境巳藛T的安全系統(tǒng)必須可自動(dòng)調(diào)節(jié)。由于司機(jī)不需要考慮他或她與方向盤(pán)間的距離是否安全。而需注意的問(wèn)題是，此系統(tǒng)能否感測(cè)司機(jī)的位置并且正確調(diào)節(jié)其位置。
　　
    熱交換：并非每一項(xiàng)應(yīng)用都把安全性或可靠性作為其主要目標(biāo)，有時(shí)目標(biāo)會(huì)側(cè)重于節(jié)約成本。例如，可以將霍爾傳感器用于電子模塊和子系統(tǒng)中以進(jìn)行安全、順利的熱交換。熱交換設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的很多方面都有關(guān)系，其中包括電源管理、通知操作員執(zhí)行動(dòng)作的的信號(hào)、系統(tǒng)能否判斷操作人員的行為，以及對(duì)操作完成的判斷能力。熱交換是工業(yè)領(lǐng)域面臨的一種典型公共問(wèn)題。這種范例還有,互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的硬件驅(qū)動(dòng)和測(cè)試設(shè)備的模塊架。
　　
    目前，許多電路卡或模塊的熱交換問(wèn)題沒(méi)有起到正常的作用（如，某些系統(tǒng)只有在目標(biāo)模塊移動(dòng)后才注意到其熱交換問(wèn)題）。如果模塊移動(dòng)時(shí)是活性的，熱交換不僅會(huì)破壞運(yùn)行的程序而且有可能損毀硬件。
　　
    如果采用霍爾傳感器和一個(gè)簡(jiǎn)單控制器，那么這種設(shè)計(jì)就很有預(yù)見(jiàn)性；初始系統(tǒng)可以響應(yīng)清除關(guān)斷或任務(wù)重排的信號(hào)。受電壓和ESD的影響將減少，最終改善終端系統(tǒng)的可靠性和收益性。
　　
    采用熱交換技術(shù)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)展商擔(dān)心啟動(dòng)和關(guān)機(jī)期間能否有序地給被移動(dòng)和替換的附屬系統(tǒng)提供電源。最普通的技術(shù)是人工排序接口連接器上的接觸片，以便接地片或公共片最后斷開(kāi)或首先接入。然而，隨著系統(tǒng)和子系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，IC越來(lái)越小以及產(chǎn)品的ESD敏感度的增加，該方法越來(lái)越不理想。
　　
    利用Allegro公司的霍爾元件是一種較佳的選擇方案，其具有超靈敏感應(yīng)、低功耗、用于A3212裝置的采樣算法和LED（其容許子系統(tǒng)的熱交換有更多的預(yù)性方法）。這些裝置能對(duì)磁場(chǎng)的出現(xiàn)做出響應(yīng)，并有開(kāi)漏的邏輯電平輸出。霍爾器件所需的動(dòng)態(tài)功耗極低，非常適合有能量功耗要求的工作環(huán)境。
　　
    霍爾元件使得主系統(tǒng)可在任何動(dòng)作發(fā)生前，獲知抽取和\或插入的意向。元件可檢測(cè)到激活程序的意向和實(shí)際完成情況。而且你可通過(guò)利用霍爾裝置出現(xiàn)的變化，甚至可在主系統(tǒng)對(duì)某個(gè)新子系統(tǒng)響應(yīng)之前確定某些特性。
　　
    每個(gè)槽或溝都有含有霍爾裝置的電路板安裝于相應(yīng)的底座上，該底座為包含各種控制器、硬驅(qū)動(dòng)器和網(wǎng)絡(luò)接口卡的服務(wù)器，并且底座里的每個(gè)槽都有一個(gè)帶磁體的鉸鏈蓋，其內(nèi)部包含有霍爾裝置。當(dāng)蓋打開(kāi)時(shí)，霍爾裝置可感應(yīng)磁場(chǎng)的變化（表現(xiàn)為其輸出的邏輯狀態(tài)變化），并發(fā)信號(hào)給未決行動(dòng)的主機(jī)。
　　
    當(dāng)蓋子被提起，且目標(biāo)子系統(tǒng)已實(shí)際撤退時(shí)，系統(tǒng)控制器可把裝置移離控制線并重新定位其動(dòng)作。如果是一個(gè)線性卡,則此通道內(nèi)的相關(guān)槽將被從控制線上移離。如果服務(wù)器內(nèi)是硬驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行的所有程序和數(shù)據(jù)文檔將被鎖定以阻止訪問(wèn)和惡化。當(dāng)安裝了替換模塊且其蓋子返回到其閉合位置時(shí)，霍爾裝置可感測(cè)到磁場(chǎng)狀態(tài)的變化并發(fā)信號(hào)給系統(tǒng)主機(jī)通知程序已完成。
　　
    在相似的應(yīng)用過(guò)程中，此磁體被包含在一螺旋起重機(jī)的把手中，用于保證槽中的模塊或子系統(tǒng)處于主底座的槽中。當(dāng)把手轉(zhuǎn)換到允許模塊松開(kāi)時(shí)，霍爾裝置可感應(yīng)磁場(chǎng)中的變化并發(fā)信號(hào)給計(jì)劃的主控制器以去除模塊或子系統(tǒng)。
　　
    采用這種方法，可以有足夠的時(shí)間將模塊功能重新分配給系統(tǒng)中的其它模塊或者結(jié)束服務(wù)，且模塊的電源有充分時(shí)間依次斷開(kāi)。由于把手中磁體距相關(guān)霍爾裝置的距離很近，可使磁體強(qiáng)度很小，從而可以確保到磁中介記錄系統(tǒng)（如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)）無(wú)崩潰的風(fēng)險(xiǎn)。
   
    當(dāng)新模塊已安裝在槽中時(shí)，用螺絲擰緊既可確保模塊的安全，并且需要將把手彈回到安全位置。而當(dāng)把手裝載時(shí)，磁場(chǎng)將產(chǎn)生另一種變化，并且發(fā)信號(hào)給完成了處理過(guò)程的底座主機(jī)，使該模塊槽通電并初始化。在兩種情況下，都可用單色或雙色LED 發(fā)信號(hào)執(zhí)行過(guò)程中的每一步。
　　
    結(jié)論
　　
    霍爾效應(yīng)元件產(chǎn)品高度可靠且相對(duì)便宜。雖然感應(yīng)目標(biāo)可能不能一直像座位傳感器一樣至關(guān)重要，但如果有自動(dòng)感應(yīng)要求，此種解決方案還是上佳之選。

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