Hall-Effekt-Sensor

Produktspezifikationen

Technische Details und Fertigungskontext für Hall-Effekt-Sensor

Technische Definition

Ein Hall-Effekt-Sensor ist eine Komponente in Spannungs- und Strommesssystemen, die Magnetfelder erkennt und misst. Er funktioniert, indem er eine Spannungsdifferenz, die sogenannte Hall-Spannung, über einem elektrischen Leiter erzeugt, wenn ein Magnetfeld senkrecht zum Stromfluss angelegt wird. In der Praxis wird er häufig für berührungslose Strommessung, Positionserkennung, Drehzahlmessung und Näherungsschaltung eingesetzt, was elektrische Isolation und hohe Zuverlässigkeit bietet. Der Sensor besteht typischerweise aus Halbleitermaterialien wie Galliumarsenid, Indiumantimonid oder Silizium und ist in verschiedenen Gehäusen wie SOT-23, TO-92 und SIP-3 erhältlich. Zu den wichtigsten Parametern gehören eine Versorgungsspannung von 4,5–24 V DC, ein Versorgungsstrom von 5–15 mA und ein Betriebstemperaturbereich von -40 bis +150 °C. Der Ausgang kann digital (Open Collector) oder analog (ratiometrisch) sein, mit einer Empfindlichkeit von 2,5–5,0 mV/G. Der Magnetfeldbereich beträgt ±50 bis ±1000 G, die Ansprechzeit 1–10 µs. Die Ausgangsspannung hoch liegt bei 0,8 × Vcc bis Vcc, die Ausgangsspannung niedrig bei 0–0,4 V. Das Gewicht beträgt etwa 0,1–0,5 g. Diese Werte sind typische Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung mit dem Hersteller oder Lieferanten verifiziert werden. Der Sensor wird in der Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Produkten eingesetzt und ist als Komponente klassifiziert. Vor der Beschaffung oder Integration sollten die modellspezifischen Spezifikationen und geltenden Normen bestätigt werden.

Funktionsprinzip

Wenn ein stromdurchflossener Leiter in ein senkrechtes Magnetfeld gebracht wird, entsteht eine Spannung, die Hall-Spannung, quer zum Strom und zum Feld. Diese Spannung ist proportional zum Produkt aus Strom und magnetischer Feldstärke. In einem Hall-Effekt-Sensor wird dieser Effekt genutzt, um das Vorhandensein, die Stärke oder die Änderung eines Magnetfelds zu erkennen, was mit Parametern wie Stromfluss oder Position korreliert werden kann. Der Sensor enthält typischerweise ein Halbleitermaterial, das die Hall-Spannung für die praktische Nutzung verstärkt. Das Ausgangssignal kann analog sein und eine kontinuierliche Messung der Feldstärke liefern, oder digital, das das Vorhandensein oder Fehlen eines Schwellenfelds anzeigt. Dieses Prinzip ermöglicht berührungslose Messung, was für Anwendungen mit Isolationsanforderungen und hoher Zuverlässigkeit vorteilhaft ist.

Hauptmaterialien

Halbleiter (z.B. Galliumarsenid, Indiumantimonid, Silizium)

Technische Parameter

Parameter	Typischer Bereich	Hinweise & Auswahlkriterien
Versorgungsspannung	4.5–24 V DC	Typical 5 V or 12 V; beyond range may cause malfunction.
Versorgungsstrom	5–15 mA	Depends on output type and load.
Ausgangstyp	Digital (open collector) or Analog (ratiometric)	Digital for speed/position, analog for field strength.
Empfindlichkeit	2.5–5.0 mV/G	Analog output; higher sensitivity for weak fields.
Betriebstemperaturbereich	-40–+150 °C	Extended range for automotive; beyond may cause drift.
Lagertemperaturbereich	-55–+165 °C	Non-operating survival range.
Magnetfeldbereich	±50–±1000 G	Operating range; beyond may saturate output.
Ansprechzeit	1–10 µs	For digital output; faster for high-speed sensing.
Ausgangsspannung High	0.8 × Vcc to Vcc V	Digital output; depends on pull-up.
Ausgangsspannung Low	0–0.4 V	Digital output; sink current capability.
Gehäusetyp	SOT-23, TO-92, SIP-3	Surface mount or through-hole.
Gewicht	0.1–0.5 g	Depends on package.

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Komponenten / BOM

Hall-Element
Das Kern-Halbleitermaterial, in dem die Hall-Spannung bei Einwirkung eines Magnetfeldes erzeugt wird.
Material: Halbleiter (z.B. GaAs, InSb, Si)
Signalaufbereitungsschaltung
Verstärkt, linearisiert und verarbeitet das kleine Hallspannungssignal für eine zuverlässige Ausgabe.
Material: Integrierter Schaltkreis (Silizium)
Gehäuse / Verpackung
Schützt die empfindlichen inneren Komponenten vor Umwelteinflüssen und bietet mechanische Stabilität.
Material: Kunststoff (z.B. Epoxidharz) oder Keramik

Anwendung und Auswahl

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen

Weitere Spezifikationen:	Magnetfeldempfindlichkeit: 1-100 mT Bereich, Versorgungsspannung: 3-24 VDC
Betriebstemperatur:	-40°C bis +150°C (typischer Industriebereich)

Montage- und Anwendungskompatibilität

EisenmetallerfassungBerührungslose PositionserfassungSaubere, trockene Luftumgebungen

Nicht geeignet: Umgebungen mit hoher elektromagnetischer Störung (EMI/RFI) ohne Abschirmung

Auslegungsdaten

Erforderliche Magnetfeldstärke (mT)
Zielausgangssignaltyp (analog/digital)
Erforderliche Ansprechzeit (ms)

Ergänzende technische Angaben

Technische Bewertung

Betriebsbereich

0-100 mT magnetische Flussdichte, -40°C bis +150°C Temperatur, 3,3-24 VDC Versorgungsspannung

Belastungs- und Ausfallgrenzen

Magnetische Sättigung bei 150 mT Flussdichte, thermischer Durchschlag bei 175°C Sperrschichttemperatur, dielektrischer Durchschlag bei 30 VDC Versorgungsspannung

Hall-Koeffizienten-Degradation aufgrund von Halbleitergitterbeschädigung durch magnetische Sättigung über 150 mT, thermisches Durchgehen von Siliziumübergängen bei 175°C, Durchschlag der Oxidschicht bei 30 V elektrischem Feld

Fertigungskontext

Hall-Effekt-Sensor wird innerhalb von Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Risiken, Wartung und Normen

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache

Signaldrift/Ungenauigkeit

Ursache: Temperaturbedingte Änderungen der Halbleitereigenschaften, Magnetfeldstörungen oder Alterung interner Komponenten, die die Ausgangsstabilität beeinträchtigen

Kompletter Signalverlust

Ursache: Physikalische Beschädigung des Sensorelements durch Vibration/Stoß, elektrische Überlast (Überspannung/ESD) oder Verbinder/Kabelausfall aufgrund von Korrosion oder mechanischer Belastung

Wartungsindikatoren

Inkonsistente oder unregelmäßige Messwerte von überwachten Geräten trotz normaler Betriebsbedingungen
Sichtbare physische Beschädigung des Sensorgehäuses, freiliegende Verkabelung oder Anzeichen von Überhitzung/Verfärbung

Technische Hinweise

Implementieren Sie eine ordnungsgemäße Abschirmung und Erdung, um elektromagnetische Störungen zu minimieren, und halten Sie stabile Betriebstemperaturen innerhalb der Herstellerspezifikationen ein
Verwenden Sie vibrationsdämpfende Halterungen in Umgebungen mit hoher Vibration und installieren Sie Überspannungsschutz/Spannungsregelung an den Stromversorgungsleitungen

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen

CE-Kennzeichnung - EMV-Richtlinie 2014/30/EU

Fertigungsgenauigkeit

Magnetische Empfindlichkeit: +/-5 % des Nennwerts
Betriebstemperaturbereich: -40°C bis +150°C (+/-2°C)

Qualitätsprüfung

Funktionale elektrische Prüfung (FET) - Ausgangsspannungs/-stromverifizierung unter spezifizierten Magnetfeldern
Umweltbelastungstests (ESS) - Thermische Zyklen- und Vibrationstests gemäß MIL-STD-883

Fehleranalyse

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Elektrostatische Entladung über 8 kV HBM → Gate-Oxid-Durchschlag verursacht permanente Ausgangsspannungsverschiebung von 500 mV → Integrierte ESD-Schutzdioden mit 15 kV IEC 61000-4-2-Bewertung und 100 Ω Reihenwiderstand

Mechanische Belastung über 1,5 GPa an der Chipbond-Schnittstelle → Piezoresistiver Effekt der Hall-Platte verursacht 25 % Empfindlichkeitsdrift → Spannungskompensierte Gehäuseauslegung mit 0,5 mm Silikon-Gel-Underfill und 150 μm Chipdicke

Beschaffungscheckliste

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Prüfen Sie diese Unterlagen vor einer Bestellung.

Technische Dokumentation

Aktuelle Zeichnungen, Revisionsstand und Spezifikationsblatt anfordern.

Fertigungsfähigkeit

Anlagen, Prozessgrenzen und nachvollziehbare Fertigungsbelege prüfen.

Prüfbarkeit

Prüfmethoden, Messmittel und rückverfolgbare Prüfberichte bestätigen.

Lieferantentransparenz

Rechtsträger, Standort, Zertifikatsumfang und direkte Kontakte prüfen.

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

Hersteller von Hall-Effekt-Sensor

12 Unternehmen führen dieses Produkt in ihrem eigenen Sortiment. Die Unternehmensangaben stammen von der jeweils eigenen Website; jede Karte nennt die Grundlage der Zuordnung.

Acrel Co., Ltd.

Hauptsitz Shanghai / Fertigungsstandort Jiangyin, Jiangsu (laut offizieller Website) · CN

Die offizielle Website führt den Hall-Stromsensor AHKC-E für Wechsel-, Gleich- und Pulsströme; die Untermodelle unterscheiden sich in Messbereich, Durchführung, Versorgung und Ausgang. Die Unternehmensseite beschreibt Entwicklung und Fertigung, die Kontaktseite nennt den Hauptsitz Shanghai und ein Fertigungsunternehmen in Jiangyin. Vollständige Typenbezeichnung, Signalform und Bandbreite, Bürde, Isolation und tatsächlichen Fertigungsort bestätigen; kein reiner Hall-Chip.