【磁気センサー.com】 WEBセミナー「磁気センサの基礎（２）」ホール素子の原理と特徴ホール効果  歴史 1879年、米国の物理学者エドウィン・ホール(Edwin Herber Hall, 18551938)によって発見された。  現象半導体で、電流（Ic)に垂直な磁場（B）をかけると、電流と磁場の両方に直交する方向に起電力（ VH ）が現れる The output voltage of Hall element has a linearity against magnetic flux B. B VH IC Magnetic flux density B ホール素子の原理  ホール素子は４端子素子  出力電圧は磁束密度（B)に比例  w W V       B  Vin VH ＝ H μ・（－）・Ｂ・Ｖｉｎ lL B 4 3 VH 1) 定電圧駆動 W 1 L d w； Hallデバイスの長さ L； Hallデバイスの幅 ；電子移動度 2 Ｉin Vin VH: Hall起電力 Vin: バイアス電圧 Iin : バイアス電流 B : 磁束密度 2) 定電流駆動 Ic  B R H VH V ＝H －RH・ Ｂ・ Iin d d RH；Hall係数ホール素子の材料と特性  ホール素子の材料－移動度の高い半導体材料化合物半導体（InSb/InAs/GaAs等）が使われる。 (cm2/Vsec) 感度ﾊﾞﾝﾄﾞｷﾞｬｯﾌﾟ (eV) Ｓｉ 1450 1.12 ＧａＡｓ 8000 1.43 ＩｎＡｓＩｎＳｂ 35000 0.33 良 InSb InAs GaAs 大 75000 温度特性 VH：出力電圧材料移動度 0.16 T：温度旭化成のホール素子ラインナップ  材料３種類の化合物半導体材料 1. InSb ・・・ HWシリーズ HW-□□□□ 2. InAs ・・・ HQ/HZシリーズ HQ-□□□□, HZ-□□□□ 3. GaAs・・・ HGシリーズ HG-□□□□  パッケージ主なパッケージラインナップ SOP SIP SON (Small Outline Package) (Single Inline Package) (Small Outline Non-lead) H□-１□□□ H□-3□□□ H□-0□□□ （参考）製品番号の見方 ex) H G – 1 0 6 C ex) E M – 6 7 8 1 機能、世代、感度などパッケージ : 両極検知スイッチタイプホールIC 600系パッケージ : 両極検知スイッチタイプホールIC EM1系パッケージ : 低消費電力ラッチタイプホールIC EM1系パッケージ : ラッチタイプホールIC 700系パッケージ :ラッチタイプホールIC 600系パッケージ : 片極検知スイッチタイプホールIC 400系パッケージ : InSb ホール素子 101Aパッケージ : InSb ホール素子 300Bパッケージ : GaAsホール素子感度：0.22mV/mT・V） 106パッケージ HG-166A : GaAsホール素子感度：0.30mV/mT・V 106パッケージ EM-6781 EM-1781 EM-1712 センサ材料 EW-732 W : InSb EW-610B G : GaAs EW-450B Q : Quantum wall InAs HW-101A Z : InAs HW-300B M : Monolithic Si HG-106C センサの種類 H : Hall element E : Hall Effect IC C : Current sensor ホール素子カタログの見方（HG-106Cの例）  基本特性 1. 出力電圧（磁界印加時の出力電圧） 2. 入力抵抗/出力抵抗 3. オフセット電圧（無磁界時の出力電圧）  パッケージ • 1ピンに＋、3ピンに－の入力を印加してパッケージ表面にN極の磁石を近づけた時、2ピンに＋、4ピンに－が出力される。 • パッケージ表面にS極の磁石を近づけた時は出力の極性は逆になり、2ピンに－、4ピンに＋が出力される。ホール素子カタログの見方（HG-106Cの例）  感度 – カタログ上は第一象限のみ表示 – 製品（材料）によって、強磁場でのリニアリティが異なるので、使用環境、目的による使い分けが必要出力電圧の磁束密度依存性 (駆動電圧：HW-1V,HG-6V) 出力電圧の磁束密度依存性 (駆動電流：5mA) 1000 1600 1400 HW-108A 800 1000 出力電圧(mV) 出力電圧(mV) 1200 HW-108C 800 600 HG-106C 400 HW-108A HG-106C 600 400 HW-108C 200 200 0 0 0 100 200 300 磁束密度(mT) 400 500 感度が飽和しない磁束密度 0 100 200 300 磁束密度(mT) 400 ： HG > HZ > HQ > HW 500 ホール素子カタログの見方  温度特性の比較素子の種類、駆動方法で異なるので要注意 HW-101A HZ-116C HQ-0111 Vc：定電圧駆動 Ic：定電流駆動 HG-106C ホール素子カタログの見方  不平衡（オフセット）電圧ホール素子には磁界が無くても出力電圧がある次回は、「ホールＩＣの原理と特徴」