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【磁気センサー.com】
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「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
ＩｎＡｓ
ＩｎＳｂ
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」