霍尔效应是由 Edwin Hall 发现的。他发现，当电流通过正交施加磁场的导体时，洛伦兹力会在导体上产生可测量的电压。

洛伦兹力源于带电粒子在电磁场中的运动，如图 1-4 所示并在方程式 1 中描述。

图 1-4 洛伦兹力

当电流通过磁场时，我们观察到了霍尔效应，如图 1-5 所示。

图 1-5 霍尔效应

当对导电霍尔元件施加电流并将其置于磁场中时，与电流正交的导体上会产生线性变化的电压，可生成多种输出格式，有助于跟踪源磁体的位置）。

需要特别留意开关格式。当电压被放大并驱动到比较器结构中时，如图 1-6 所示，电压可用于产生二进制输出响应，如图 1-7 所示。该器件可以针对多种运行阈值和释放阈值（通常分别称为 B_OP 和 B_RP）进行设置，并且可以设置为以不同的间隔进行采样，以限制电流消耗。

图 1-6 TMAG5233 方框图

图 1-7 全极开关输出

这项技术可轻松集成到半导体工艺中。以往，霍尔元件的灵敏度与 PCB 表面垂直，可以检测类似图 1-8 中 B-Field 矢量的 Z 分量，但最近的器件还能够实现在 X 或 Y 方向检测水平矢量分量的平面内感应元件。图 1-9 中显示了该灵敏度。

图 1-8 DRV5032 垂直灵敏度

图 1-9 TMAG5233 平面内灵敏度

与电流流经电阻最小的路径的方式类似，磁场自然集中在影响极小传播的材料中（低磁阻）。磁通集中器是低磁阻结构，旨在为磁场提供低损耗路径。通过策略性地利用磁通集中器，工程师可以有效地引导和操纵磁场以满足特定的设计要求。

TMAG5134 等器件在其设计中直接整合了磁通集中器，以提高霍尔元件的灵敏度。这些封装内集中器形成了一条低磁阻路径，该路径将磁场引导并聚焦到集成式霍尔传感器上。值得注意的是，磁通集中器被动运行，不消耗功率并提高灵敏度，可实现低至 ±1mT 的阈值。