1．  AD22151的主要技术性能与特点

  AD22151是一个线性输出式单片集成磁场传感器，采用+5 V电压供电，电源电压允许

范围是+4．5～+6．0 V，电源电流的典型值为6 mA，线性输出范围是Vcc的10％～90％，输出灵敏度为0．4 mV／Gs，非线性误差为±0．1％FS。它利用内置温度传感器来补偿霍尔元件及外部磁场的温漂。芯片能提供正、负两种温度补偿系数供用户选择，通过外围电路可实现最佳补偿。

    AD22151有双极性和单极性两种工作模式。双极性模式是指将磁场零点偏置在电源电

压的中点(即Vcc／2)上，使AD22151的静态输出电压V0一0 V；单极性模式则是将磁场零点偏置在其他电位上，静态输出电压就等于偏置电压。芯片内部利用调制解调器来提高磁场信号的信噪比，通过增益可调的输出放大器获得线性输出电压，输出信号幅度与电源电压成比例关系。

2．  AD22151的引脚功能与封装形式

  AD22151采用SO一8封装，引脚端1、2和3(TC1～TC3)为3个温度系数补偿端，其中：

TCl和TC2的温度系数为正，大约为3 000×10的负6次方／℃；TC3的温度系数为负，约为一3 000×10的负6次方／℃。引脚端8和4(VCC、GND)分别为电源端和公共地。引脚端5(OUTPUT)为输出端。引脚端6(GAIN)为输出放大器的增益调节端，外接增益设置电阻。引脚端7(REF)为内部基准电压输出端。

3．  AD22151的内部结构与工作原理

    AD22151的内部结构方框图如图1．4．1所示，芯片内包括内置热敏电阻温度传感器、温度补偿放大器(A1)、可调电流源、霍尔元件、开关式调制器、放大器(Az)、解调器、输出放大器(A3)和缓冲器(A4)等。此外，芯片内部还有两只电阻(RA、Re)。A、B两点的温度系数分别为：aTA≈+2900×10的负6次方／℃；aTB≈一2900×10的负6次方／℃。由于TC1、TC2和TC3端具有不同的温度补偿系数，因此利用外部电阻R1和内部电阻Ra、Rb组成分压器，就能在TC3端获得所需的温度补偿系数，对霍尔元件及外部磁场的温度系数进行完全补偿，使AD22151的输出电压接近于零温漂。

    由热敏电阻温度传感器给温度补偿放大器提供温度参考电压。放大器A1采用差分输出

  结构，外接温度补偿电阻R1。根据实际需要，R1可接在引脚端TC1与TC3之间，也可接在引脚端TC2与TC3之间。当环境温度发生变化时，从引脚端TC3输出的信号就通过可调电流源去改变霍尔元件上控制电流的大小，使霍尔元件的输出电压(V1)不受温度影响，从而达到温度补偿的目的。V1依次通过交替工作的开关式调制器、放大器A2和解调器连接到A3的同相输入端，A3的反相输入端则经过外部的增益设置电阻连接到基准电压VREF，放大后的输出电压V0从第5脚输出。因为基准电压是由Vcc／2经缓冲器而得到的，所以当Vcc=+5 V时，V1Eg=Vcc／2=+2．5 V。

    霍尔元件具有较高的正温度系数，该系数与制造过程中的掺杂浓度等有关。其工作温度

范围一般仅为一40～+60℃(或一40～+75℃)，必须进行温度补偿，才能在一40～+150℃

温度范围内工作。此外，对于被测磁场的温度系数也必须采取补偿措施，该温度系数与形成磁场的磁性材料有关。AD22151的静态失调电压与温度有关，一40℃时相对于失调电压为

0．4％，而+40℃时为0。未补偿时，当温度从一40℃上升到+150℃时，相对增益就从一4．8％增加到+13％。

4．  AD22151的典型应用电路

  (1)双极性模式应用电路

  AD22151构成的双极性模式应用电路如图1．4．2所示，温度补偿电阻R1接在引脚端

TC2与TC3之间，磁场零点被设置在Vcc／2上。温度补偿电阻R1。与温度补偿系数有关。传感器的增益由电阻R2和R3设置，增益计算公式为：

    (2)单极性模式应用电路

    AD22151构成的单极性模式应用电路如图1．4．3所示。温度补偿电阻R1连接在引脚端TCl与TC3之间，磁场零点电位不等于Vcc／2。此时，TC2端开路，由补偿电阻R1和内部电阻RB构成温度补偿系数分压器。温度补偿电阻R1与温度补偿系数有关。传感器的增益由电阻R2和R3设置，增益计算公式为：

失调输出电压由式(1．4．3)决定：