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ホール効果は、電子の発見より丸 20 年前の 1879 年にエドウィン ホールによって発見されました。 当時、この現象を説明する方法を実際に知っている人は誰もいませんでした。 この効果が商業用途に取り入れられるようになったのは、ずっと後のことです。

今日、ホール効果はあらゆる種類の電気システムで、一般にホール効果センサーの形で使用されています。 この記事では、特定のタイプのホール効果センサー、つまりユニポーラ ホール効果センサーについて説明します。

ユニポーラ ホール効果センサーについて説明するには、まずホール効果の核心を理解する必要があります。 ホール効果は、磁場にさらされたときの導電性材料の 2 つの側面間の電位差です。

高いレベルでは、次のように考えることができます。電子が導体を流れるとき、電子はほぼ直線的に移動します。 さて、その導体を磁場の中に置くと、電子はローレンツ力によってその直線から偏向されます。 この電子の不均等な空間分布により、導体内に電位差が生じます。

この効果は、さまざまな理由で磁場を検出するためにホール効果センサーで利用されます。

ユニポーラ ホール効果センサーは、ホール効果を使用してスイッチのように動作します。 動作原理は以下の通りです。

十分な強度 (磁束密度) の正の磁場 (S 極) を示す磁石により、デバイスはオン状態に切り替わります。 ユニポーラ IC は、一度オンになると、磁界が除去されてオフ状態に戻るまでオンのままになります。

これらのスイッチの動作は、通常、磁場の強さ、磁場の方向、およびデバイスの許容差によって異なります。 ほとんどのユニポーラ スイッチでは、フィールドはパッケージの面を通って垂直に向かう必要があります。

このテクノロジーは、多くの近接検知デバイスに採用されています。

この技術の典型的な応用例の 1 つは、車両のギアシフト レバーです。 ドライバーがレバーを動かすと、レバー下部の磁石も動きます。 位置が変わると、さまざまなセンサーが磁場にさらされ、スイッチがオンになります。 近接以外の他の部分はオフになります。 このようにして、ドライバーは車両の動作モード (つまり、運転、駐車、後進、ニュートラル) を制御できます。

その他のアプリケーションには、ラップトップやスライド式スマートフォンの開いた方向と閉じた方向の検出などがあります。

ユニポーラ スイッチは幅広い用途に使用できるため、今日でも企業はユニポーラ スイッチの改良と小型化に取り組んでいます。

ちょうど今月、Diodes Incorporated は、新しい超高感度、低電力ユニポーラ スイッチである AH3188 をリリースしました。 このデバイスにはデュアルユニポーラ出力が含まれており、AH1388 が北極と南極を独立して検出できることを意味します。

このデバイスは、より高い感度を実現してより小さな磁石を使用できるため、よりコンパクト、低電力、柔軟な設計が可能になると主張しています。 この製品は近接検知設計を目的としており、現在本格的に生産されています。

ユニポーラ ホール効果センサーは、ホール効果を利用してスイッチとして機能する便利なテクノロジーです。 これらのデバイスは近接検知アプリケーションでよく見られ、設計者に小規模で柔軟なソリューションを提供します。

企業は依然として技術の開発と改良を行っているため、これらのデバイスは今後も広く利用可能になると思われます。