业界灵敏度领先的TMAG5134面内霍尔效应开关，助力降低设计成本

作者：时间：2025-12-22 来源：

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简介

德州仪器 (TI) 推出了一款业界领先、具备高灵敏度的面内霍尔效应开关，专为位置传感应用设计，为工程师提供了一种经济高效、用户友好的磁阻传感器替代品。TI 的 TMAG5134 霍尔效应开关带有集成磁集中器，可以在门窗传感器、个人电子产品和电器等应用中检测低至 1mT 的磁场。凭借其卓越的灵敏度，可以使用更小的磁体，进一步降低系统级成本。此外，TMAG5134 的面内传感能力使其能够检测与印刷电路板平行或水平的磁场，为工程师提供更大设计灵活性。

说明：

TMAG5134 是一款高灵敏度、低功耗的平面内霍尔效应数字开关，旨在取代 TMR、AMR 和簧片开关。TMAG5134 具有集成式磁集中器，可实现比传统霍尔效应器件更高的灵敏度和更低的功耗。
TMAG5134 产品系列采用具有单路全极输出 (SOT-23) 或两个独立单极输出 (X1LGA) 的封装。这款器件支持高灵敏度阈值与各种采样率的多种组合，可实现灵活的系统设计，能够满足磁体选择、灵敏度和功率要求。
为了显著降低功耗，TMAG5134 在内部进行了占空比调节。这款器件采用推挽式 (CMOS) 输出，无需外部上拉电阻，并提供符合工业标准的 SOT-23 和 X1LGA 封装选项。TMAG5134 还提供漏极开路配置。

TMAG5134 简化原理图

为了显著降低功耗，TMAG5134 在内部进行了占空比调节。这款器件采用推挽式 (CMOS) 输出，无需外部上拉电阻，并提供符合工业标准的 SOT-23 和 X1LGA 封装选项。TMAG5134 还提供漏极开路配置。

封装信息

SOT-23 方框图

X1LGA 方框图

设计参考

面内开关如何提高灵敏度并且降低设计成本

现有解决方案的缺点

具有智能磁性位置传感器的器件（门窗传感器、电子智能锁、笔记本电脑、耳塞、平板电脑、智能手机以及水表和燃气表）均依赖于更小、更节能的开关。磁性开关通常需要检测与印刷电路板 (PCB) 平行或水平的磁场，这是一种称为面内的检测方向。

最常用的面内磁性开关是各向异性磁阻 (AMR)、隧道磁阻 (TMR) 和簧片开关。AMR 和 TMR 的工作原理是依据磁场的角度和幅度更改电阻率。簧片开关由两块封装在玻璃管中的铁磁金属构成。当在它们之间引导足够强的磁场时，这些块会相互接触。

尽管 AMR、TMR 和簧片开关是市场上现有的解决方案，但也存在缺点。由于簧片开关封闭在玻璃管或其他密封外壳中，因此该封装体积大且昂贵，并且放置在磁体旁边时容易受到扭矩的影响。外壳还可以轻松地在 10 万到 100 万个开关周期之间断开，这使得该技术不太耐用和可靠。簧片开关无法以高精度检测磁场。

簧片开关的仿真响应，显示了两片簧片尖端之间的集中磁通密度

使用簧片开关进行设计时，还存在一个问题，那就是两个簧片彼此接触后分离产生弹性碰撞，导致簧片开关发生去抖。去抖会延长信号的稳定时间，如果不加以处理，可能会影响传输完整性。

AMR 和 TMR 传感器的金属层堆叠很复杂，制造成本很高。形成这些金属层需要使用不易获取并可能导致供应限制的专用沉积设备；这些层也必须磁化。

磁感应步入新时代

由于霍尔效应技术具有与常见开关类型相似的灵敏度和功耗，同时具有可扩展性且更加经济，因此对霍尔效应技术的需求不断增长。霍尔效应开关依据磁场幅度监测电压变化来工作。

TI 的 TMAG5134 面内霍尔效应开关具有一个集成式磁集中器，其中包含两个位于感应元件上方的金属板。集中器侧重于传感元件上的磁场，将磁场放大，从而能够检测太弱而无法单独使用霍尔效应传感器进行有效测量的磁场。TMAG5134 能够检测到弱至 1mT 的磁场，支持使用小型磁体，从而降低系统级成本。

TMAG5134 霍尔效应开关的面内位置设计

TMAG5134 集成式磁集中器的性能以及霍尔效应技术的制造成本可作为 AMR、TMR 和簧片开关的有力竞争对手，并显著降低了系统成本。

与标准霍尔效应传感器相比，集成式磁集中器可降低功耗，因为它可以放大信号，无需以尽可能大的电流对传感器进行偏置。TMAG5134 的功耗可低至 0.6µA。

此外，如果您检测到与 PCB 平行或水平的磁场，TMAG5134 的面内感应方向可在系统设计中提供更大的灵活性。通过在晶体管外壳 (TO)-92 封装中使用霍尔效应开关，虽然可以解决这一难题，但这会占用更多布板空间。由于 TMAG5134 是霍尔效应开关，因此与机械开关相比，它可无接触地感应磁场，从而减少磨损并提高可靠性和弹性。

TI 提供了一款名为德州仪器 (TI) 磁感应仿真器 (TIMSS) 的磁仿真工具，您可以根据传感器磁体放置来仿真磁场和传感器输出。TIMSS 可减少系统和完整产品设计修订版本，并支持使用不同系统容差进行快速实验。您可以选择 TIMSS 中的 TMAG5134，并获得您在系统中看到的磁场和器件输出的 3D 可视化效果。