Nguyên lý hoạt động của các thành phần Hall
Chúng ta hãy bắt đầu bằng cách tìm hiểu về hiệu ứng Hall để hiểu nguyên lý hoạt động của các thành phần Hall. Hiệu ứng Hall là một loại hiệu ứng điện từ được nhà vật lý người Mỹ Hall phát hiện vào năm 1879 khi nghiên cứu cơ chế dẫn điện của kim loại. Khi dòng điện chạy qua một chất bán dẫn vuông góc với từ trường ngoài, các hạt mang điện bị lệch và một trường điện bổ sung được tạo ra vuông góc với hướng của dòng điện và từ trường, dẫn đến sự chênh lệch điện thế ở cả hai đầu của chất bán dẫn. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Hall, còn được gọi là chênh lệch điện thế Hall.
Các thành phần Hall là các thiết bị Hall được chế tạo dựa trên hiệu ứng Hall, sử dụng từ trường làm môi trường làm việc để chuyển đổi các tham số chuyển động của vật thể thành đầu ra điện áp kỹ thuật số, cho phép nó có chức năng cảm biến và chuyển mạch. Theo chức năng của các thành phần Hall, chúng có thể được chia thành các thành phần tuyến tính Hall và các thành phần chuyển mạch Hall. Thành phần trước xuất ra tín hiệu tương tự, trong khi thành phần sau xuất ra tín hiệu kỹ thuật số. 01. Các thành phần bên trong của một thành phần Hall tuyến tính chủ yếu bao gồm một mạch ổn áp, một thành phần Hall tuyến tính và một bộ khuếch đại hoạt động. Đầu vào của nó là cường độ cảm ứng từ và đầu ra của nó là điện áp tỷ lệ thuận với lượng đầu vào. Loại mạch này có độ nhạy cao và tính tuyến tính tuyệt vời, phù hợp với nhiều loại phát hiện từ trường. Các thành phần Hall tuyến tính sẽ kích hoạt một hành trình parabol dựa trên cường độ của từ trường. Ví dụ, cần tăng tốc của một chiếc xe điện sử dụng các thành phần Hall tuyến tính, có thể tăng tốc độ từ 0 đến cực đại theo sự thay đổi của từ trường. Tuy nhiên, khi cường độ từ trường vượt quá điểm cao nhất trong một phạm vi nhất định, tốc độ vẫn không đổi.
02. Cảm biến Hall loại công tắc Hall bao gồm bộ điều chỉnh, thành phần Hall, bộ khuếch đại, bộ kích hoạt Schmitt và tầng đầu ra.
Khi một vật thể từ tính di chuyển gần hơn đến công tắc Hall, phần tử Hall trên bề mặt phát hiện công tắc sẽ tạo ra hiệu ứng Hall, gây ra sự thay đổi trong trạng thái mạch bên trong của công tắc, do đó xác định sự hiện diện của một vật thể từ tính gần đó và điều khiển bật hoặc tắt công tắc. Đối tượng phát hiện của công tắc tiệm cận này phải là một vật thể từ tính.