在电子技术领域，霍尔 IC 是一种非常重要的传感器，它在各种白色家电和工业设备中都有广泛的应用。下面，我们就来全面认识一下霍尔 IC。

霍尔 IC 的原理

霍尔 IC 由霍尔元件和信号处理 IC 组成。霍尔元件能够感应磁场的变化，而信号处理 IC 则会将霍尔元件输出的电压进行比较，然后转换成高 / 低电平数字信号输出。这就意味着，霍尔 IC 无法像霍尔元件那样输出 “施加的磁场大小” 等详细信息，但却能快速得到 “是否存在磁铁” 等数字信号输出。

霍尔 IC 的输出电压范围由输出的上拉电压确定。因此，在上拉电源电压时，需要将霍尔 IC 的电源电压与后端微控制器的输入电压范围相匹配，这样才能让微控制器更好地接收信号。

图 1：工作电路 (参考图)

霍尔 IC 的分类

根据检测磁极进行分类

• 开关式霍尔 IC
  • 单极检测：仅使用单极（S 极或者 N 极）进行工作的霍尔 IC。当 S 极工作时，若施加 N 极磁场或者 S 极距离足够远、无磁场时，输出为高电平。如图 (2a) 所示，将磁铁的 S 极靠近霍尔 IC，当施加在霍尔 IC 上的磁场超过图 (2b) 中的 Bop 时，输出变为低电平。在输出为低电平的状态下，将磁铁远离霍尔 IC，S 极的外加磁场低于 Brp 时，输出变为高电平。
  • 双极检测：使用双极（S 极和 N 极）进行工作的霍尔 IC。当磁铁距离足够远、无磁场时，输出为高电平。如图 (3a) 所示，将磁铁的 S 极或者 N 极靠近霍尔 IC，当施加到霍尔 IC 上的磁场超过图 (3b) 中的 Bop 时，输出变为低电平。在输出为低电平的状态下，将磁铁远离霍尔 IC，外加磁场低于 Brp 时，输出变为高电平。双极检测霍尔 IC 适用于磁铁安装方向不固定的场景。此外，双极检测霍尔 IC 中还有一种 S 极和 N 极输出端子独立运行的双输出型霍尔 IC，适用于需要检测磁铁极性的场景。
• 锁存型霍尔 IC：通过交替感应 S 极和 N 极的磁场进行工作。通常 S 极一侧为 Bop，N 极一侧为 Brp。当施加在霍尔 IC 上的 S 极磁场超过 Bop 时，输出为低电平。之后，即使磁场减小到无磁场，输出仍维持为低电平。如果磁铁进一步旋转，向霍尔 IC 施加超过 Brp 的 N 极磁场，则输出切换为高电平。此后，即使磁铁旋转，磁场发生变化，霍尔 IC 的输出也会保持不变，直到 S 极磁场超过 Bop。这种霍尔 IC 由于在外加磁场的极性发生变化前，输出类型维持不变（锁定），因此被称为锁存型霍尔 IC。

图 (2a)：单极 (S 极) 检测霍尔 IC 和磁铁的布置示例

图 (2b)：单极 (S 极) 检测霍尔 IC 的工作示例

图 (3a)：双极检测霍尔 IC 和磁铁的布置示例

图 (3b)：双极检测霍尔 IC 的工作示例

图 (3c)：双极检测双输出型霍尔 IC 的工作示例

图 (4a)：锁存型霍尔 IC 和磁铁的布置示例

图 (4b)：锁存型霍尔 IC 的工作示例

根据驱动方式进行分类

• 连续驱动型霍尔 IC：这是较为常用的霍尔 IC，适用于磁场变化快的应用，例如电机中的磁场检测。
• 间歇驱动型霍尔 IC（低功耗霍尔 IC）：适用于以电池驱动、有低功耗要求的应用，例如各类移动设备。如图 (5) 所示，霍尔 IC 在 “休眠” 状态和 “工作” 状态之间周期性切换，“工作” 状态下进行磁场检测并确定输出信号，“休眠” 状态下维持此信号输出。休眠状态越长，功耗越低，但不适用于磁场变化快的应用。间歇驱动型霍尔 IC 的代表性应用有手提电脑的开关检测等。

图 (5)：间歇驱动型霍尔 IC 的工作示例