Überprüfung einer Unterkategorie von Hall

Der Hall-Effekt wurde 1879 von Edwin Hall entdeckt, ganze 20 Jahre vor der Entdeckung des Elektrons. Damals wusste niemand wirklich, wie man das Phänomen erklären sollte; Erst viel später fand der Effekt Eingang in kommerzielle Anwendungen.

Heutzutage wird der Hall-Effekt in allen möglichen elektrischen Systemen genutzt, meist in Form von Hall-Effekt-Sensoren. In diesem Artikel betrachten wir einen bestimmten Typ von Hall-Effekt-Sensoren: den unipolaren Hall-Effekt-Sensor.

Unsere Diskussion des unipolaren Hall-Effekt-Sensors erfordert zunächst, dass wir den Hall-Effekt im Kern verstehen. Der Hall-Effekt ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Seiten eines leitenden Materials, wenn es einem Magnetfeld ausgesetzt wird.

Auf einer höheren Ebene kann man es sich so vorstellen: Wenn Elektronen durch einen Leiter fließen, bewegen sie sich größtenteils geradlinig. Wenn man diesen Leiter nun in ein Magnetfeld bringt, werden die Elektronen durch die Lorentzkraft von ihrer geraden Linie abgelenkt. Durch diese ungleiche räumliche Verteilung der Elektronen entsteht im Leiter eine Potentialdifferenz.

Dieser Effekt wird in Hall-Effekt-Sensoren aus verschiedenen Gründen zur Erkennung von Magnetfeldern ausgenutzt.

Ein unipolarer Hall-Effekt-Sensor nutzt den Hall-Effekt, um wie ein Schalter zu funktionieren. Das Funktionsprinzip ist wie folgt.

Ein Magnet, der ein positives Magnetfeld (Südpol) ausreichender Stärke (magnetische Flussdichte) aufweist, bewirkt, dass das Gerät in den Ein-Zustand wechselt. Nach dem Einschalten bleibt der unipolare IC eingeschaltet, bis das Magnetfeld entfernt wird und der IC in den ausgeschalteten Zustand zurückkehrt.

Die Funktion dieser Schalter hängt normalerweise von der Stärke des Magnetfelds, der Feldrichtung und den Gerätetoleranzen ab. Bei den meisten unipolaren Schaltern muss das Feld senkrecht durch die Gehäuseoberfläche zeigen.

Diese Technologie hat in vielen Geräten zur Näherungserkennung Einzug gehalten.

Ein klassisches Anwendungsbeispiel dieser Technologie ist der Schalthebel eines Fahrzeugs. Wenn der Fahrer den Hebel bewegt, wird auch ein Magnet an der Unterseite des Hebels bewegt. Wenn es seinen Standort ändert, werden verschiedene Sensoren dem Magnetfeld ausgesetzt und ihr Schalter schaltet sich ein. Die anderen außerhalb der Nähe sind ausgeschaltet. Auf diese Weise kann ein Fahrer den Betriebsmodus (dh Fahren, Parken, Rückwärtsfahren, Neutral) des Fahrzeugs steuern.

Weitere Anwendungen umfassen die Erkennung der offenen bzw. geschlossenen Ausrichtung von Laptops oder verschiebbaren Smartphones.

Auch heute noch arbeiten Unternehmen daran, unipolare Schalter aufgrund ihres breiten Anwendungsspektrums zu verbessern und zu miniaturisieren.

Erst in diesem Monat hat Diodes Incorporated den AH3188 herausgebracht, einen neuen unipolaren Schalter mit extrem hoher Empfindlichkeit und geringem Stromverbrauch. Dieses Gerät verfügt über zwei unipolare Ausgänge, was bedeutet, dass der AH1388 Nord- und Südpole unabhängig erkennen kann.

Das Gerät verspricht eine höhere Empfindlichkeit, um kleinere Magnete zu ermöglichen und so kompaktere, stromsparendere und flexiblere Designs zu ermöglichen. Das Produkt ist auf Näherungssensor-Designs ausgerichtet und befindet sich derzeit in voller Produktion.

Unipolare Hall-Effekt-Sensoren sind eine nützliche Technologie, die den Hall-Effekt nutzt, um als Schalter zu fungieren. Diese Geräte kommen häufig in Anwendungen zur Näherungserkennung zum Einsatz und bieten Designern eine kleine, flexible Lösung.

Da die Unternehmen die Technologie immer noch weiterentwickeln und verbessern, ist es wahrscheinlich, dass diese Geräte weiterhin allgemein verfügbar bleiben.