ホール素子の動作原理
ホール素子の動作原理を理解するために、まずはホール効果について学びましょう。ホール効果は、1879年にアメリカの物理学者ホールが金属の伝導メカニズムを研究しているときに発見した電磁気効果の一種です。電流が外部磁場に垂直な半導体を通過すると、キャリアが偏向し、電流と磁場の方向に対して垂直な追加の電界が生成され、半導体の両端に電位差が生じます。この現象はホール効果として知られており、ホール電位差とも呼ばれています。
ホール素子はホール効果に基づいて作られたホールデバイスであり、磁場を作業媒体として使用して物体の運動パラメータをデジタル電圧出力に変換し、センシング機能とスイッチング機能を持たせることができます。ホール素子の機能に応じて、ホールリニア素子とホールスイッチング素子に分けられます。前者はアナログ信号を出力し、後者はデジタル信号を出力します。 01.リニアホール素子の内部コンポーネントは、主に電圧レギュレータ回路、リニアホール素子、オペアンプで構成されています。その入力は磁気誘導強度であり、その出力は入力量に比例した電圧です。このタイプの回路は感度が高く、直線性に優れており、さまざまな磁場検出に適しています。リニアホール素子は、磁場の強さに基づいて放物線ストロークをトリガーします。たとえば、電気自動車のアクセルレバーはリニアホール素子を使用しており、磁場の変化に応じて速度を0から最大まで上げることができます。ただし、磁場の強さが一定の範囲内の最高点を超えると、速度は変化しません。
02. ホールスイッチ型ホールセンサは、レギュレータ、ホール素子、アンプ、シュミットトリガ、出力段で構成されています。
磁性体がホールスイッチに近づくと、スイッチ検出面のホール素子がホール効果を発生し、スイッチの内部回路状態が変化し、近くにある磁性体の存在を識別してスイッチのオン/オフを制御します。この近接スイッチの検出対象は磁性体である必要があります。