霍爾效應是由 Edwin Hall 發現的。他發現，當電流通過正交施加磁場的導體時，洛倫茲力會在導體上產生可測量的電壓。

洛倫茲力源于帶電粒子在電磁場中的運動，如圖 1-4 所示并在方程式 1 中描述。

圖 1-4 洛倫茲力

當電流通過磁場時，我們觀察到了霍爾效應，如圖 1-5 所示。

圖 1-5 霍爾效應

當對導電霍爾元件施加電流并將其置于磁場中時，與電流正交的導體上會產生線性變化的電壓，可生成多種輸出格式，有助于跟蹤源磁體的位置）。

需要特別留意開關格式。當電壓被放大并驅動到比較器結構中時，如圖 1-6 所示，電壓可用于產生二進制輸出響應，如圖 1-7 所示。該器件可以針對多種運行閾值和釋放閾值（通常分別稱為 B_OP 和 B_RP）進行設置，并且可以設置為以不同的間隔進行采樣，以限制電流消耗。

圖 1-6 TMAG5233 方框圖

圖 1-7 全極開關輸出

這項技術可輕松集成到半導體工藝中。以往，霍爾元件的靈敏度與 PCB 表面垂直，可以檢測類似圖 1-8 中 B-Field 矢量的 Z 分量，但最近的器件還能夠實現在 X 或 Y 方向檢測水平矢量分量的平面內感應元件。圖 1-9 中顯示了該靈敏度。

圖 1-8 DRV5032 垂直靈敏度

圖 1-9 TMAG5233 平面內靈敏度

與電流流經電阻最小的路徑的方式類似，磁場自然集中在影響極小傳播的材料中（低磁阻）。磁通集中器是低磁阻結構，旨在為磁場提供低損耗路徑。通過策略性地利用磁通集中器，工程師可以有效地引導和操縱磁場以滿足特定的設計要求。

TMAG5134 等器件在其設計中直接整合了磁通集中器，以提高霍爾元件的靈敏度。這些封裝內集中器形成了一條低磁阻路徑，該路徑將磁場引導并聚焦到集成式霍爾傳感器上。值得注意的是，磁通集中器被動運行，不消耗功率并提高靈敏度，可實現低至 ±1mT 的閾值。