（南蔚）霍尔集成电路是一种磁敏传感器，具有使用寿命长、无触点磨损、无火花干扰、无转换抖动、工作频率高、温度特性好等优点。有关霍尔开关电路的详细工作原理刊登在本刊86年第8期。本文介绍霍尔开关的一些应用实例。
图1是霍尔开关IC的内部功能框图。包括稳压、磁敏感区、放大、整形、开路输出五部分。稳压部分使IC能在较宽的电源电压范围内工作，开路输出使IC很容易地与众多的逻辑族接口。图2是单向磁场霍尔开关IC的转移特性曲线。由图2中看出，当外加磁场强度B上升到导通点B\(_{op}\)时，霍尔开关输出由高降为低；当B由大变小降至BRP时，IC输出由低变高。实际上，转移特性曲线是由IC内部施密特触发整形电路的输入、输出曲线演化而来。施密特电路的速度决定了霍尔开关的工作频率。
指针式石英钟如果配用一片霍尔开关IC，便可很方便地做成一部定时器。具体做法是：将霍尔开关IC固定在石英钟钟面“12”处，在石英钟分针顶端固定一块小磁钢。由于霍尔开关IC体积很小（4.5×4.5×1.5mm\(^{3}\)），并不影响石英钟的美观。在霍尔开关输出端接上一片CMOS十进制计数／译码器4017（C187），再适当选择石英钟分针起始点，便可构成一个0～9小时的定时器。电路见图3。每逢整点，霍尔开关H输出一低电子脉冲，经BG\(_{1}\)反相后做为C187的时钟脉冲。随时钟脉冲的不断加入，C187的输出Q0～Q\(_{9}\)依次出现高电平。此电平即可做为定时输出控制信号。注意，C187的“EN”端要接至定时输出端Q0～Q\(_{9}\)中的一端。例如需定时3小时，“EN”即与Q3端短接。三小时以后，Q\(_{3}\)输出高电平将时钟抑制。C187便停在此状态不再变化。如需再次定时，重按一下开关K即可。如需要循环定时，可参考图4电路。C187的“Cr”（置位）端接入了一个单稳电路。单稳的输入接至要循环的位数。如需要3路输出循环，即接至Q\(_{3}\)。这样Q0、Q\(_{1}\)、Q2将轮流输出高电平。当Q\(_{3}\)输出高电平时，触发单稳，使其输出一个宽度为15μs的正脉冲，将C187置位，使Q0再次输出高电平于是便可得到Q\(_{0}\)、Q1、Q\(_{2}\)的循环输出。公共汽车开关门均由售票员控制。售票员关好门之后向司机发出信号。若将三片霍尔开关电路分别装在公共汽车三个门的门框上。在车门的适当位置固定一块磁钢。如图5电路可知车门开着时，磁钢远离霍尔开关，故其输出高电平。门1、门\(_{2}\)、门3只要有一个门开着，H\(_{1}\)、H2、H\(_{3}\)就有一个输出高电平，则IC1-1就输出低电平。因此红灯亮、绿灯灭，指示司机不能开车。当三个门全部关上时，三块磁钢均靠近各自对应的霍尔开关，则H\(_{1}\)、H2、H\(_{3}\)均输出低电平。此时IC1-1输出高电平，红灯灭、绿灯亮，指示司机可以开车。
运动方向辨别：电路见图6（a）。在运动物体上安装一块稍大的磁钢，其长度要使得运动物体在某一位置时， H\(_{1}\)、H2均能可靠导通输出低电平。我们知道，D型触发器是时钟上升沿触发，且R端为高电平时复位，输出Q为低电平。平时H\(_{1}\)、H2均截止，A、B两点均为低电平。设物体自上而下运动，则首先触发H\(_{1}\)，然后触发H2。见图 6（b）波形图。在t\(_{1}\)时刻，A'点上跳为高电平。因为触发器D1时钟端无变化，故Q\(_{1}\)仍输出低电平。触发器D2尽管其时钟端C\(_{2}\)上跳，但由于其R端仍为高电平，故Q2输出低电平。在t\(_{2}\)时刻，B点上跳力高电平，触发器D1改变状态，Q\(_{1}\)上跳为高电平，而触发器D2仍无变化。在t\(_{3}\)时刻，A点下跳，使触发器D1复位，Q\(_{1}\)变为低电平。t4时刻，B点下跳，对触发器状态无任何影响。所以，当物体自上而下运动时，Q\(_{1}\)输出一个正脉冲，而Q2一直保持低电平。同理可分析出当物体自下而上运动时，Q\(_{2}\)输出一个正脉冲，而Q1一直保持低电平。由Q\(_{1}\)、Q2的状态便可辨别出物体的机械运动方向。若运动物体做圆周运动，此电路便可以辨别出物体是正转还是反转。
不少读者以为霍尔电路与磁钢双方一定要相对运动才能起检测作用。其实不然，更多的是将磁钢和霍尔电路都固定，在被检物体上固定一块小铁片，当铁片运动到磁钢与霍尔电路之间时将磁力线短路，霍尔开关便截止输出高电平。如本例中便可将磁钢和霍尔开关相对固定，而在运动物体上加上一小铁片。如图7所示。此时还可节约两个非门，将霍尔开关输出与A、B点分别短路即可。
录音机全自停装置本刊已有多次介绍，但尚未见有使用霍尔开关的。笔者认为性能较好的是85年第10期所刊文章。原文采用光电检测，现改为霍尔开关检测。安装图见图8。电路见图9。其中将两片“555”用一片“556”代替。采用霍尔开关的好处是抗干扰能力强、省电且工作寿命长。
本文所用霍尔开关IC为CS3020和CS6837。CS3020与美国UGN－3020完全相同，主要参数如下：V\(_{cc}\)=4.5～24V,Bop=220高斯，B\(_{RP}\)=165高斯，最大灌电流：25mA，工作频率：＞100kHz。CS6837的Vcc为4.5～9V，B\(_{op}\)=350—750高斯，BRP＝100高斯；最大灌电流为12mA，引脚排列与CS3020相同，见图10，只是参数稍逊。注意霍尔开关的有字标平面为敏感面，要使磁力线垂直穿过敏感面。如发现不能触发，调换磁铁极性即可。
