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霍爾元件常開(kāi)和常閉如何區(qū)分

12/17 11:36
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霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器,它通過(guò)感應(yīng)磁場(chǎng)的變化來(lái)輸出相應(yīng)的電信號(hào)。在討論如何區(qū)分霍爾元件的常開(kāi)和常閉之前,我們需要了解一些基本概念?;魻栐话阌蠳PN和PNP兩種輸出類(lèi)型,而常開(kāi)和常閉則描述了這些元件在不同磁場(chǎng)條件下的輸出狀態(tài)。

什么是常開(kāi)和常閉?

常開(kāi)(Normally Open,NO)和常閉(Normally Closed,NC)是兩種常見(jiàn)的電子開(kāi)關(guān)狀態(tài):

  • 常開(kāi)(NO):在沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)(或磁場(chǎng))時(shí),開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài);當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)時(shí),開(kāi)關(guān)閉合,形成通路。

  • 常閉(NC):在沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí),開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài);當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)時(shí),開(kāi)關(guān)斷開(kāi),形成開(kāi)路。

對(duì)于霍爾元件,這些狀態(tài)可以通過(guò)磁場(chǎng)的有無(wú)來(lái)控制。

NPN常開(kāi)與常閉

NPN型三極管結(jié)構(gòu)

NPN型三極管由兩塊N型半導(dǎo)體和一塊P型半導(dǎo)體組成,其中P型半導(dǎo)體在中間,兩塊N型半導(dǎo)體在兩側(cè)。這種結(jié)構(gòu)決定了NPN三極管在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)的特性。

NPN常開(kāi)

  • 定義:無(wú)磁場(chǎng)時(shí),輸出低電平。

  • 特性:當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí),NPN霍爾元件輸出低電平(邏輯0);當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí),輸出高電平(邏輯1)。

  • 原理:無(wú)磁場(chǎng)時(shí),電流無(wú)法通過(guò)N型半導(dǎo)體,因此輸出低電平;有磁場(chǎng)時(shí),磁場(chǎng)作用使得電流能夠流通,輸出高電平。

NPN常閉

  • 定義:無(wú)磁場(chǎng)時(shí),輸出高電平。

  • 特性:當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí),NPN霍爾元件輸出高電平(邏輯1);當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí),輸出低電平(邏輯0)。

  • 原理:無(wú)磁場(chǎng)時(shí),電流可以通過(guò)基極和集電極間的結(jié)點(diǎn),輸出高電平;有磁場(chǎng)時(shí),磁場(chǎng)干擾使得電流路徑改變,輸出低電平。

PNP常開(kāi)與常閉

PNP型三極管結(jié)構(gòu)

PNP型三極管由兩塊P型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)體組成,其中N型半導(dǎo)體在中間,兩塊P型半導(dǎo)體在兩側(cè)。

PNP常開(kāi)

  • 定義:無(wú)磁場(chǎng)時(shí),輸出高電平。

  • 特性:當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí),PNP霍爾元件輸出高電平(邏輯1);當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí),輸出低電平(邏輯0)。

  • 原理:無(wú)磁場(chǎng)時(shí),電流可以流通,輸出高電平;有磁場(chǎng)時(shí),磁場(chǎng)作用改變了電流路徑,導(dǎo)致輸出低電平。

PNP常閉

  • 定義:無(wú)磁場(chǎng)時(shí),輸出低電平。

  • 特性:當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí),PNP霍爾元件輸出低電平(邏輯0);當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí),輸出高電平(邏輯1)。

  • 原理:無(wú)磁場(chǎng)時(shí),電流無(wú)法通過(guò)基極和發(fā)射極間的結(jié)點(diǎn),輸出低電平;有磁場(chǎng)時(shí),磁場(chǎng)干擾使得電流能夠流通,輸出高電平。

如何區(qū)分常開(kāi)和常閉

觀察輸出電平

最簡(jiǎn)單的方法是直接測(cè)量霍爾元件在不同磁場(chǎng)狀態(tài)下的輸出電平:

  1. 無(wú)磁場(chǎng)情況下:使用萬(wàn)用表測(cè)量輸出端子的電壓。

    • 如果是高電平,則為常閉(NC)。

    • 如果是低電平,則為常開(kāi)(NO)。

  2. 有磁場(chǎng)情況下:將磁鐵靠近霍爾元件,再次測(cè)量輸出端子的電壓。

    • 如果電平反轉(zhuǎn)(即從高變低或從低變高),則確認(rèn)為對(duì)應(yīng)的常開(kāi)或常閉狀態(tài)。

檢查電路圖

查看霍爾元件所在電路的設(shè)計(jì)圖也是一種方法:

  • NPN常開(kāi):在電路圖中,如果標(biāo)注了在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)輸出端為低電平,則是NPN常開(kāi)。

  • NPN常閉:在電路圖中,如果標(biāo)注了在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)輸出端為高電平,則是NPN常閉。

  • PNP常開(kāi):在電路圖中,如果標(biāo)注了在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)輸出端為高電平,則是PNP常開(kāi)。

  • PNP常閉:在電路圖中,如果標(biāo)注了在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)輸出端為低電平,則是PNP常閉。

實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

在實(shí)際使用中,選用常開(kāi)還是常閉取決于具體應(yīng)用的需求。例如在無(wú)故障情況下需要持續(xù)供電的電路部分,可能需要用到常閉型的霍爾元件以確??煽啃浴6谛枰收习踩Wo(hù)的部分,常開(kāi)型則更為適合,確保在正常情況下電路是斷開(kāi)的,避免誤操作帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

了解并正確區(qū)分霍爾元件的常開(kāi)和常閉狀態(tài)不僅有助于正確選擇和使用這些元件,還能提高電路設(shè)計(jì)的安全性和可靠性。

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