霍尔传感器是一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。
一、霍尔效应 霍尔元件 霍尔传感器
（一）霍尔效应
如图1所示，在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压，它们之间的关系为：
式中d 为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。
上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。
（二）霍尔元件
根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
（三）霍尔传感器
由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。
霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如图2所示，是其中一种型号的外形图。
二、霍尔传感器的分类
霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
（一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。
（二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
霍尔IC通常按输出信号类型分为数字霍尔IC和线性霍尔IC。数字霍尔IC通过外部磁场的强弱控制输出导通或关断，类似开关的作用，因此常称为开关型霍尔IC。线性霍尔IC输出为模拟信号，输出电压与外部磁场的强弱通常成线性关系。
开关型霍尔IC常又分为单极型霍尔IC（Unipolar）、锁存型霍尔IC（Latch）、双极型霍尔IC（Bipolar）、全极型霍尔IC（Omnipolar）四类。为便于说明，按通常约定，当外加磁场的南极(S极)接近霍尔IC打有标志的一面时，作用到霍尔IC上的磁场方向为正，当北极 (N极)接近标志面时，磁场为负。
单极型霍尔IC：经常被称为开关霍尔IC、霍尔开关（Hall Switch）、霍尔效应开关（Hall Effect Switch）。只对单个磁极（常为S极）有响应。如图1，大多数单极霍尔IC，当S极面向标记面，且施加的磁感应强度B超过工作点（BOP）时（即B>BOP>0），输出导通, 输出由高变低。当磁感应强度减弱低于释放点(BRP)（即0 图 1 单极型霍尔IC 输出特性图 锁存型霍尔IC：必须S极和N极交替作用于霍尔IC。如图2，大多数锁存型霍尔IC，当S极面向标记面，且施加的磁感应强度超过工作点（BOP）（即B>BOP>0）时，输出导通，输出由高变低。当磁感应强度减弱直至撤除（B=0），输出保持导通。当N极面向标记面，且施加的磁感应强度超过释放点（BRP）（即B 图 2 锁存型霍尔IC输出特性图 全极霍尔IC：是较新出现的类型，将S极和N极等同对待。一般情况下，如图3，任何一个磁极面向标记面，且施加的磁感应强度B超过工作点（BOP）(即|B|>BOP), 输出导通, 输出由高变低。当磁感应强度减弱低于释放点(BRP)（即|B| 图 3 全极型霍尔IC 输出特性图 双极型霍尔IC：是比较早期的一种类型，最初因半导体工艺限制，生产出较的霍尔IC灵敏度分布范围很大，一致性差。同一型号霍尔，如图4，部分是锁存型的(中间曲线)，部分是单极型的（右边曲线），部分是N极单极型的（右边曲线），是三种的混合体。往往指标只给出最大BOP(>0)和最小BRP(<0)，任何一颗双极型霍尔IC,不能确定是单极型霍尔IC、锁存型霍尔IC或负单极霍尔IC。目前，新型号中很少再有双极型霍尔IC。注意，很多用户会把双极型霍尔IC误认为（或称为）是锁存型霍尔IC，也有误认为（或称为）是全极型霍尔IC。 图4 双极型霍尔IC输出特性图 线性霍尔 IC：输出为模拟信号，输出电平在一定的范围类与外加磁场成线性关系，称为线性磁场范围。外加磁场超出线性磁场范围，将不再成线性关系，直至输出饱和，有最低输出饱和电压和最高输出饱和电压。 图 5 线性霍尔IC 输出特性图 以上是简单常用的霍尔IC，除了这些，近几年还出现了一些集成度高、功能复杂的专用霍尔IC，如差分霍尔IC(双霍尔IC)，集成ADC、DAC 和信号处理电路的旋转位置传感器、三轴位置传感器，集成了电机控制和驱动电路的无刷电机驱动芯片。此外，利用霍尔原理设计的电流传感器IC也是霍尔IC的一大类别。 随着手机、笔记本电脑、DV等便携式设备的普及，对霍尔IC的功耗提出要求，由此产生了一类新的霍尔IC—微功耗霍尔IC。它是数字霍尔 IC 按功耗单独分出的一类，其内部 采用休眠机制降低功耗，平均功耗可以达到uA极。它也可按功能分为单极型霍尔IC、锁存型霍尔IC、和全极霍尔IC三类。这类一般用于电池长期供电的系统。霍尔器件分类总结如图6。 图 6 霍尔器件分类 霍尔元件的分类 霍尔传感器常分为开关型（输出0或1），可以用作位置检测（开关型）和线性型（输出随磁场强度变化的模拟电压），可以用作电流检测或磁场强度测量。 是的，霍尔传感器按照对磁极的响应方式（极性），通常可以分为单极、双极和全极这三种类型。 这三种类型主要描述了传感器对磁场南极（S极）和北极（N极）的敏感程度以及输出状态的变化。以下是它们的核心区别： 1. 单极性霍尔 特点： 对特定极性的磁场敏感（通常是S极，少数特殊型号对N极敏感）。 工作原理： 只有当指定的磁极（如S极）靠近芯片正面时，输出才会翻转（打开）。 当磁场减弱或撤离后，输出会关闭。 相反的磁极（如N极）靠近时，通常不会触发动作。 应用场景： 测速、转速计、单点位置检测。 2. 双极性霍尔 特点： 对两个极性（S极和N极）都有反应，但反应方式相反。它具有“锁存”功能。 工作原理： 当S极靠近时，输出打开（高电平或低电平）。 当磁场撤离后，输出状态保持不变（锁存）。 只有检测到相反的N极时，输出才会关闭，切换回另一种状态。 应用场景： 无刷电机（BLDC）的换向控制、编码器。 3. 全极性霍尔 特点： 对任何极性（无论是S极还是N极）的磁场都有反应。 工作原理： 只要磁场强度达到阈值（无论S还是N），输出就翻转（打开）。 磁场撤离后，输出关闭。 它不需要辨别磁极的方向，只检测磁场是否存在。 应用场景： 翻盖手机/笔记本的休眠唤醒、门磁开关、电池供电的节能设备（因为便于安装，无需区分磁铁安装方向）。 总结对比表 类型 对S极反应 对N极反应 磁场撤离后 核心特点 单极 打开 无反应 关闭 只认一个极 双极 打开 关闭 保持原状态 两个极切换，带锁存 全极 打开 打开 关闭 不分极性，有磁就开 扩展：兼容3.3V电压的贴片霍尔 “兼容3.3V电压”的贴片霍尔元件通常指的是可以在3.3V逻辑电平下工作的霍尔效应传感器。在3.3V系统中，这类元件既可以用作位置检测（开关型），也可以用作电流检测或磁场强度测量（线性型）。 以下是针对不同应用场景推荐的常见型号及其关键参数，均采用贴片封装且支持3.3V供电： 1. 微功耗/全极型开关（适用于电池供电、便携设备、TWS耳机、水表等） 这类传感器对磁场南北极不敏感，只要有磁场靠近就导通，非常适合替代干簧管。 型号：AH1803-PG / AH1803-SNAP-13 （Diodes Incorporated） 电压范围： 2.5V —— 5.5V （完美兼容3.3V） 封装： SOT-23 （贴片）， SOT-553 （超小型） 特点： 微功耗（平均电流低至8uA左右），全极输出，无需区分磁铁极性。 型号：DRV5033 （TI - 德州仪器） 电压范围： 1.65V —— 5.5V （极低的电压，非常适合3.3V及以下的MCU） 封装： SOT-23， X2SON （极小封装） 特点： 超低功耗（0.5uA 睡眠模式），有不同磁场灵敏度版本可选。 型号：CC6201 （CrossChip - 华芯微特） 电压范围： 2.5V —— 5.5V 封装： SOT-23 特点： 国产常用料，微功耗，直接替代干簧管。 2. 单极型开关（适用于测速、计数、位置极限开关） 需要特定的磁极（通常是S极）触发。 型号：SS413F （Honeywell - 霍尼韦尔） 电压范围： 3.0V —— 24V （兼容3.3V，同时也兼容高压系统） 封装： SOT-23 （贴片型） 特点： 高灵敏度，稳定的开关特性，工业级。 型号：OH49E （SEC - 上海意静） 电压范围： 2.4V —— 3.8V 封装： SOT-23 特点： 专为低电压设计，灵敏度较高。 型号：A1120 （Allegro - 朗格） 电压范围： 3.0V —— 24V 封装： SOT-23 （UA后缀） 特点： 斩波稳定，在整个温度范围内稳定性好。 3. 线性/比例型霍尔（适用于角度检测、电流检测、位置传感） 输出为模拟电压，电压值随磁场强度线性变化。 型号：SS49E （Honeywell / 国产兼容） 电压范围： 2.7V —— 6.5V 封装： SOT-23 （贴片）， TO-92 （插件，但通常有SOT版） 特点： 最常用的线性霍尔，在3.3V下，输出范围通常在0.2V至3.0V左右（具体取决于磁场）。 型号：A1308 （Allegro） 电压范围： 3.0V —— 3.6V （专门针对3.3V优化的型号） 封装： SOT-23 特点： 高精度，低噪声，输出电压与供电电压成比例（比例输出）。 4. 双极锁存型（适用于无刷电机换向、转速测量） 需要南极触发，北极释放；或者相反。 型号：EW732 （Asahi Kasei - 旭化成） 电压范围： 2.4V —— 3.6V 封装： SOT-23 特点： 专为低电压3V/3.3V系统设计的锁存器，适合小型电机。 选型建议： 如果你在做低功耗产品（如电子锁、水表、TWS耳机）： 优先选择 DRV5033 或 AH1803。它们静态电流极低，不会增加电池负担。 如果你是做通用电路板，不确定电压： 选择宽电压范围的型号如 SS413F 或 A1120，它们可以从3.3V一直用到24V，兼容性强。 如果你需要检测磁场强度： 选择 SS49E （经济实惠） 或 A1308 （高精度）。 注意： 购买时请确认封装代码（例如 SOT-23 或 SOT-23-3），确保与你的PCB焊盘匹配。 参考资料： 霍尔传感器介绍，非常详细！ 作者：爱电子 https://zhuanlan.zhihu.com/p/1935031828282049002 霍尔传感器的分类及工作原理 作者：响拇指 https://zhuanlan.zhihu.com/p/360164020