BG66985B1 - A surface-magnetically sensitive hall transformer - Google Patents

A surface-magnetically sensitive hall transformer Download PDF

Info

Publication number
BG66985B1
BG66985B1 BG112091A BG11209115A BG66985B1 BG 66985 B1 BG66985 B1 BG 66985B1 BG 112091 A BG112091 A BG 112091A BG 11209115 A BG11209115 A BG 11209115A BG 66985 B1 BG66985 B1 BG 66985B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
contacts
contact
hall
central
wafer
Prior art date
Application number
BG112091A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG112091A (en
Inventor
Сия ЛОЗАНОВА
Вълчева Лозанова Сия
Чавдар РУМЕНИН
Станоев Руменин Чавдар
Original Assignee
Институт По Системно Инженерство И Роботика - Бан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт По Системно Инженерство И Роботика - Бан filed Critical Институт По Системно Инженерство И Роботика - Бан
Priority to BG112091A priority Critical patent/BG66985B1/en
Publication of BG112091A publication Critical patent/BG112091A/en
Publication of BG66985B1 publication Critical patent/BG66985B1/en

Links

Landscapes

  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

The surface-magnetically sensitive Hall effect transformer includes a power source (1) and semi-conductive rectangular wafers of n-type mixed conductivity, on top of the one side of which successively in a distance from one another, left to right are formed rectangular ohmic contacts- central ones and the rest symmetrical to them, the measured magnetic field (11) is parallel to both the surface of the wafers, as well as to the long sides of the contacts. The semi-conductor wafers are identical and there are two of them- first (2) and second (3), placed parallel to one another. On one side of each of the wafers (2 and 3) are formed respectively three identical contacts- first (4 and 5), second (6 and 7), and third (8 and 9), as the second contacts (6 and 7) are the central ones, and the first (4 and 5) and third (8 and 9) are placed symmetrically to them. The outlets of the power source (1) are joined with two central contacts (6 and 7). The first contact (4) from the wafer (2) is connected to the third contact (9) from the second wafer (3), and the third contact (8) from the first wafer (2)-with first contact (5) from the second wafer (3). The first (4) and third (8) contacts from the wafer (2) are the outlet (10) of the Hall-effect transformer.

Description

Област на техникатаField of technology

Изобретението се отнася до равнинно-магниточувствителен преобразувател на Хол, приложимо в областта на сензориката, роботиката и мехатрониката, роботизираните безпилотни летателни апарати, когнитивните интелигентни системи, енергетиката и енергийната ефективност, микро- и нанотехнологиите, безконтактното измерване на ъглови и линейни премествания, биомедицината, електромобилите и хибридните превозни средства, контролно-измервателната техника и слабополевата магнитометрия, военното дело и сигурността.The invention relates to a plane-magnetic Hall transducer applicable in the field of sensors, robotics and mechatronics, robotic unmanned aerial vehicles, cognitive intelligent systems, energy and energy efficiency, micro- and nanotechnologies, non-contact measurement of angular measurements. electric vehicles and hybrid vehicles, control and measurement equipment and low-field magnetometry, military affairs and security.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е равнинно-магниточувствителен преобразувател на Хол, съдържащ токоизточник и правоъгълна полупроводникова подложка е п-тип примесна проводимост, върху едната страна на която последователно и на разстояния един от друг са формирани отляво надясно пет правоъгълни омични контакти - първи, втори, трети, четвърти и пети. Третият контакт е централен като първият и петият, и съответно вторият и четвъртият контакт са симетрични спрямо него. Единият извод на токоизточника е свързан е централния, а другият - едновременно е първия и петия контакт. Диференциалният изход на преобразувателя на Хол са вторият и четвъртият контакт, като измерваното магнитно поле е успоредно както на равнината на подложката, така и на дългите страни на контактите [1,2,3,4,5,6].A plane-magnetic Hall transducer is known, containing a current source and a rectangular semiconductor substrate is a p-type impurity conductivity, on one side of which five rectangular ohmic contacts are formed successively and at distances from each other from left to right - first, second, third, fourth and fifth. The third contact is central as the first and fifth, and the second and fourth contacts are symmetrical to it, respectively. One terminal of the current source is connected to the central, and the other - is both the first and fifth contact. The differential output of the Hall converter is the second and fourth contacts, as the measured magnetic field is parallel to both the plane of the substrate and the long sides of the contacts [1,2,3,4,5,6].

Недостатък на този равнинно-магниточувствителен преобразувател на Хол е понижената му чувствителност, тъй като се използва само половината от захранващия ток през централния контакт за генериране на еднаквите по стойност и противоположни по знак потенциали на Хол върху втория и четвъртия контакт, формиращи диференциалния изход.A disadvantage of this plane-magnetic Hall transducer is its reduced sensitivity, as only half of the supply current through the central contact is used to generate equal and opposite Hall potentials on the second and fourth contacts forming the differential output.

Недостатък е също понижената метрологична точност от редуцираното отношение сигнал/офсет както поради намалената магниточувствителност, така и от непредсказуемото хаотично изменение стойността на паразитното изходно напрежение в отсъствие на магнитно поле (офсет) в резултат на електрическа асиметрия, породена от геометрична асиметрия в разположението на втория и четвъртия контакт спрямо централния, неминуеми технологични несъвършенства, механични и температурни напрежения (най-често от корпусирането на чипа) и др.Another disadvantage is the reduced metrological accuracy due to the reduced signal / offset ratio both due to the reduced magnetic sensitivity and the unpredictable chaotic change in the value of the parasitic output voltage in the absence of a magnetic field (offset) as a result of electrical asymmetry caused by geometric asymmetry. and the fourth contact with respect to the central one, inevitable technological imperfections, mechanical and temperature stresses (most often from the chip housing), etc.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задача на изобретението е да се създаде равнинно-магниточувствителен преобразувател на Хол е висока чувствителност и повишена метрологична точност.The objective of the invention is to create a plane-magnetosensitive Hall transducer with high sensitivity and increased metrological accuracy.

Тази задача се решава е равнинно-магниточувствителен преобразувател на Хол, съдържащ токоизточник и две идентични полупроводникови подложки е п-тип примесна проводимост - първа и втора, разположени успоредно една спрямо друга. Върху едната страна на всяка от подложките последователно и на разстояния един от друг са формирани отляво надясно по три еднакви правоъгълни омични контакти - първи, втори и трети. Вторите контакти са централни като първите и третите са симетрично разположени спрямо тях. Изводите на токоизточника са съединени е двата централни контакта. Първият контакт от първата подложка е свързан е третия контакт от втората, а третият контакт от първата - е първия контакт от втората подложка. Диференциалният изход на преобразувателя на Хол са първият и третият контакт от първата подложка като измерваното магнитно поле е успоредно както на равнините на подложките, така и на дългите страни на контактите.This problem is solved by a plane-magnetically sensitive Hall transducer containing a current source and two identical semiconductor pads is a p-type impurity conductivity - first and second, located parallel to each other. On one side of each of the pads, three identical rectangular ohmic contacts are formed sequentially and at distances from each other from left to right - first, second and third. The second contacts are central and the first and third are symmetrically located relative to them. The terminals of the current source are connected to the two central contacts. The first contact of the first pad is connected is the third contact of the second, and the third contact of the first is the first contact of the second pad. The differential output of the Hall transducer is the first and third contacts of the first substrate as the measured magnetic field is parallel to both the planes of the substrates and the long sides of the contacts.

Предимство на изобретението е високата магниточувствителност в резултат на генериране от целия захранващ ток през централните контакти на подложките на еднакви по стойност и знак напрежения на Хол.An advantage of the invention is the high magnetic sensitivity as a result of the generation from the entire supply current through the central contacts of the substrates of equal in value and sign Hall voltages.

Предимство е също повишената метрологична точност от високото ниво сигнал/офсет, поради съществената магниточувствителност и редуцирания паразитен офсет при непосредствено свързаните първи и трети контакти от подложките, като това окъсяване води до протичането на компенсационни изравняващи токове между двете идентични Холови структури в отсъствие на магнитно поле.Another advantage is the increased metrological accuracy from the high signal / offset level, due to the significant magnetic sensitivity and reduced parasitic offset at the directly connected first and third contacts of the pads, as this shortening leads to compensatory equalizing currents between two identical Hall structures in the absence of magnetic field. .

Предимство е още възможността за пълно компенсиране на магниточувствителностите на дветеAnother advantage is the ability to fully compensate for the magnetic sensitivities of both

Описания на издадени патенти за изобретения № 12.1/16.12.2019Descriptions of issued patents for inventions № 12.1 / 16.12.2019

Холови структури на преобразувателя с цел минимизирането на паразитния офсет във всеки един момент, осъществявайки след това корекция на информационния изходен сигнал, независимо от наличието на външно магнитно поле.Hall structures of the converter in order to minimize the parasitic offset at any time, then correcting the information output signal, regardless of the presence of an external magnetic field.

Пояснение на приложената фигураExplanation of the attached figure

По-подробно изобретението се пояснява с едно негово примерно изпълнение, дадено на приложената фигура 1, представляваща напречното му сечение.The invention is illustrated in more detail by one of its exemplary embodiments, given in the attached figure 1, representing its cross section.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of the invention

Равнинно-магниточувствителният преобразувател на Хол съдържа токоизточник 1 и две идентични полупроводникови подложки първа 2 и втора 3 с п-тип примесна проводимост, разположени успоредно една спрямо друга. Върху едната страна на всяка от подложките 2 и 3 последователно и на разстояния един от друг са формирани отляво надясно по три еднакви правоъгълни омични контакти - първи 4 и 5, втори 6 и 7, и трети 8 и 9. Вторите контакти 6 и 7 са централни като първите 4 и 5 и третите 8 и 9 са симетрично разположени спрямо тях. Изводите на токоизточника 1 са съединени с двата централни контакта 6 и 7. Първият контакт 4 от първата подложка 2 е свързан с третия контакт 9 от втората 3, а третият контакт 8 от първата 3 - с първия контакт 5 от втората подложка 3. Диференциалният изход 10 на преобразувателя на Хол са първият 4 и третият 8 контакт от първата подложка 2 като измерваното магнитно поле lie успоредно както на равнините на подложките 2 и 3, така и на дългите страни на контактите 4, 5, 6, 7, 8 и 9.The Hall magnetic transducer comprises a current source 1 and two identical semiconductor pads, first 2 and second 3, with p-type impurity conductivity, arranged parallel to each other. On one side of each of the pads 2 and 3 successively and at distances from each other are formed from left to right three identical rectangular ohmic contacts - first 4 and 5, second 6 and 7, and third 8 and 9. The second contacts 6 and 7 are central as the first 4 and 5 and the third 8 and 9 are symmetrically located relative to them. The terminals of the current source 1 are connected to the two central contacts 6 and 7. The first contact 4 of the first pad 2 is connected to the third pin 9 of the second 3, and the third pin 8 of the first 3 to the first pin 5 of the second pad 3. The differential output 10 of the Hall transducer are the first 4 and the third 8 contact of the first pad 2 as the measured magnetic field lies parallel to both the planes of the pads 2 and 3 and the long sides of the pins 4, 5, 6, 7, 8 and 9.

Действието на равнинно-магниточувствителния преобразувател на Хол, съгласно изобретението, е следното.The operation of the plane-magnetic Hall transducer according to the invention is as follows.

При включване на двата централни контакта 6 и 7 към токоизточника 1, в обема на двете подложки 2 и 3 протичат две срещуположно насочени и еднакви по стойност токови компоненти 16 и - Ιγ, I6 = |-11, което представлява целият захранващ ток в преобразувателя, подаден от токоизточника 1. Планарните централни контакти 6 и 7, както и омичните крайни контакти 4 и 5, и съответно 8 и 9 представляват еквипотенциални равнини, към които в отсъствие на външно магнитно поле В 11, В = 0, токовете през тях са винаги перпендикулярно насочени към горната страна на подложките 2 и 3, прониквайки дълбоко в обемите им. Дълбочината на проникване при фиксирана концентрация на легиращите донорни примеси Nd в подложките 2 и 3 зависи от съотношението между ширината на централните контакти 6 и 7 и разстоянието между тях и крайните електроди 4 и 5, и съответно 8 и 9. Максималната стойност на дълбочината при ND « 1015 cm-3 съставлява около 40 μηι. Между контактите 4и6, би 8, 5и7, 7и9 токовите линии са в първо приближение успоредни на горната страна на подложките 2 и 3. Ето защо траекториите на токоносителите са криволинейни [4, 5]. В общия случай, както при всички видове равнинно-магниточувствителни микросензори на Хол, върху изхода 10, в отсъствие на магнитно поле В 10, В = 0, присъства паразитно изходно напрежение, несвързано с метрологията на преобразувателя. Произходът му най-често се дължи на неминуема електрическа асиметрия (в резултат на геометрични грешки на маските в процеса на технологичното производство) на контактите 4 и 8, и съответно 5 и 9 по отношение на централните 6 и 7, V10(0) = V4g(0) ψ 0, [4, 5, 6]. В предложеното решение, Фигура 1, минимизирането и/или отстраняването на офсет - паразитното напрежение на изхода V (0) = V4 g(0) ψ 0 се постига чрез непосредствено свързаните първи и трети контакти 4 и 9, и съответно 5 и 8 от подложките 2 и 3. Това окъсяване води до протичането на компенсационни изравняващи токове между двете идентични Холови структури в отсъствие на магнитно поле, В 11, В = 0. Очевидно е, че като изход 10 на преобразувателя равнопоставено служат и контактите 5 и 9, Фигура 1.When the two central contacts 6 and 7 are connected to the current source 1, two oppositely directed and equal in value current components 1 6 and - Ι γ , I 6 = | -11 flow in the volume of the two pads 2 and 3, which represents the entire supply current in the converter supplied by the current source 1. The planar central contacts 6 and 7, as well as the ohmic terminal contacts 4 and 5, and 8 and 9, respectively, represent equipotential planes to which, in the absence of an external magnetic field B 11, B = 0, the currents through they are always perpendicular to the upper side of the pads 2 and 3, penetrating deep into their volumes. The penetration depth at a fixed concentration of doping donor impurities N d in the substrates 2 and 3 depends on the ratio between the width of the central contacts 6 and 7 and the distance between them and the end electrodes 4 and 5, and respectively 8 and 9. The maximum value of the depth at N D «10 15 cm -3 is about 40 μηι. Between contacts 4 and 6, bi 8, 5 and 7, 7 and 9 the current lines are in the first approximation parallel to the upper side of the pads 2 and 3. Therefore, the trajectories of the current carriers are curvilinear [4, 5]. In the general case, as with all types of plane-magnetosensitive Hall microsensors, at the output 10, in the absence of a magnetic field B 10, B = 0, there is a parasitic output voltage unrelated to the metrology of the converter. Its origin is most often due to the inevitable electrical asymmetry (as a result of geometric errors of the masks in the process of technological production) of contacts 4 and 8, and respectively 5 and 9 with respect to the central 6 and 7, V 10 (0) = V 4g (0) ψ 0, [4, 5, 6]. In the proposed solution, Figure 1, the minimization and / or elimination of the offset - parasitic voltage at the output V (0) = V 4 g (0) ψ 0 is achieved through the directly connected first and third contacts 4 and 9, and respectively 5 and 8 from substrates 2 and 3. This shortening leads to the flow of compensating equalizing currents between the two identical Hall structures in the absence of a magnetic field, B 11, B = 0. It is obvious that the output 10 of the converter equally serve as contacts 5 and 9, Figure 1.

Прилагането на измерваното магнитно поле В 11 успоредно на подложките 2 и 3, и на дългите страни на контакти 4, 5, 6, 7, 8 и 9, води до странично (латерално) отклонение на токовите линии по цялото протежение на нелинейната им траектория, но от ключово значение е въздействието върху компонентите I и - Ιγ през централните контакти 6 и 7. Това се дължи на действието на силите на Лоренц FL,r FL=qvdrx В, където q е елементарният товар на електрона, a е векторът на средната дрейфова скорост на електроните в подложките 2 и 3 [4, 5]. На Фигура 1 магнитният вектор В 11 е перпендикулярен на напречните сечения на подложките 2 и 3. В резултат на Лоренцовото отклонение от силатаThe application of the measured magnetic field B 11 parallel to the pads 2 and 3, and to the long sides of contacts 4, 5, 6, 7, 8 and 9, leads to a lateral (lateral) deviation of the current lines along their entire nonlinear trajectory, but the impact on the components I and - Ι γ through the central contacts 6 and 7 is of key importance. This is due to the action of the Lorentz forces F L, r F L = q v dr x B, where q is the elementary load of the electron, a is the vector of the average drift velocity of the electrons in pads 2 and 3 [4, 5]. In Figure 1, the magnetic vector B 11 is perpendicular to the cross sections of the substrates 2 and 3. As a result of the Lorentz deviation from the force

Описания на издадени патенти за изобретения № 12.1/16.12.2019Descriptions of issued patents for inventions № 12.1 / 16.12.2019

F в зависимост от посоките на токовете I и - Ιγ и на магнитното поле В 11, нелинейната траектория се “свива” и съответно “разширява”. По тази причина върху планарните контакти 4 и 9, и съответно 5 и 8 се генерират едновременно Холови потенциали VH4(B) = VH9(B) и - VH5(B) = - VHg(B). Фактически измерваното магнитно поле В 10 нарушава електрическата симетрия на токовите траектории спрямо централните контакти 6 и 7. Следователно върху диференциалния изход 10 на преобразувателя възниква напрежение на Хол V10(B) = VH 4 8(В), което е резултат от целия захранващ ток през контакти 6 и 7. Този сигнал е линейна и нечетна функция от силата на токовете I и Ιγ, и на магнитното поле В 11. В известното решение захранващият ток I се разделя на две еднакви срещуположни компоненти. Те генерират върху съответните Холови контакти два пъти по-ниски по стойност потенциали, което редуцира чувствителността в сравнение с новия равнинно-магниточувствителен сензор от Фигура 1. Върху свързаните крайни контакти 4 и 9, и съответно 5 и 8 се генерират Холови потенциали с един и същ знак и стойност. Тъй като в общия случай напрежението на Хол е неотличимо от паразитния офсет [4, 5,6], решението от Фигура 1 позволява драстичното му редуциране. Ако се съединят контакти 4 и 5, и съответно 8 и 9, възниква компенсиране (нулиране) на информационните Холови потенциали:F depending on the directions of the currents I and - Ι γ and the magnetic field B 11, the nonlinear trajectory "shrinks" and "expands", respectively. For this reason, Hall potentials V H4 (B) = V H9 (B) and - V H5 (B) = - V Hg (B) are generated simultaneously on the planar contacts 4 and 9, and 5 and 8, respectively. In fact, the measured magnetic field B 10 violates the electrical symmetry of the current trajectories with respect to the central contacts 6 and 7. Therefore, a Hall voltage V 10 (B) = V H 4 8 (B) arises on the differential output 10 of the converter, which is the result of the entire supply current through contacts 6 and 7. This signal is a linear and odd function of the strength of the currents I and Ι γ , and of the magnetic field B 11. In the known solution, the supply current I is divided into two identical opposite components. They generate on the respective Hall contacts potentials twice lower in value, which reduces the sensitivity compared to the new plane-magnetic sensor in Figure 1. On the connected end contacts 4 and 9, and 5 and 8, respectively, Hall potentials with one and same sign and value. Since, in the general case, the Hall voltage is indistinguishable from the parasitic offset [4, 5,6], the solution of Figure 1 allows its drastic reduction. If contacts 4 and 5, and 8 and 9, respectively, are connected, compensation (reset) of the information Hall potentials occurs:

VH>4 (В) = I - VH5(B) I и VH8(B) = I - VH9(B) |.V H> 4 (B) = I - V H5 (B) I and V H8 (B) = I - V H9 (B) |.

В резултат магниточувствителността отсъства, а остава единствено паразитният офсет. Целта е минимизирането му във всеки един момент и осъществявайки след това схемотехнически корекция на информационния изходен сигнал, независимо от наличието на външно магнитно поле. Такъв подход се прилага за първи път в сензориката на Хол елементите.As a result, the magnetic sensitivity is absent, leaving only the parasitic offset. The aim is to minimize it at any time and then perform circuit correction of the information output signal, regardless of the presence of an external magnetic field. Such an approach is applied for the first time in the sensors of Hall elements.

В сензора за магнитно поле от [7], съдържащ обща полупроводникова подложка, върху една от страните на която има две редици с по три контакта всяка, външното магнитно поле В 11 е приложено успоредно на равнината на подложката и успоредно на двете редици с по трите контакта. Анализът на това решение показва, че при тази ориентация на полето В 11 спрямо контактите, през които се пропуска захранващия ток, в общия случай няма да има магниточувствителност, или евентуалният изходен сигнал ще бъде твърде слаб и няма да притежава метрология. Причината е, че ключовата в тези сензорни решения сила на Лоренц F която трябва едновременно да е перпендикулярна както на захранващия ток, така и на посоката на магнитното поле В, в [7] не е в състояние да въздейства върху токоносителите, за да осъществи генериране върху изходните контакти на напрежението на Хол VIn the magnetic field sensor of [7], containing a common semiconductor substrate, on one side of which there are two rows of three contacts each, the external magnetic field B 11 is applied parallel to the plane of the substrate and parallel to the two rows with three contact. The analysis of this solution shows that at this orientation of the field B 11 to the contacts through which the supply current is passed, in the general case there will be no magnetic sensitivity, or the possible output signal will be too weak and will not have metrology. The reason is that the key Lorentz force F in these sensor solutions, which must be both perpendicular to both the supply current and the direction of the magnetic field B, in [7] is not able to act on the current carriers in order to generate on the output contacts of the Hall V voltage

Неочакваният положителен ефект на новото техническо решение се заключава в иновативните схемотехника и конструкция, чрез които при един захранващ източник 1 токът 16 7 генерира и в двете подложки 2 и 3 двойно по-висока магниточувствителност. Освен това оригиналното свързване на крайните контакти 4, 5 и съответно 8, 9 минимизира неминуемият паразитен офсет чрез протичане на компенсационни изравнителни токове. За първи път в сензориката на Хол елементите чрез новия преобразувател може да се осъществи пълно потискане на магниточувствителността в присъствие на магнитно поле. Този резултат е следствие от идентичността на двете структури 2 и 3 заедно с разположените върху едната им страна омични контакти и общия захранващ ток. Чрез целенасоченото свързване на контакти 4 и 5, и съответно на 8 и 9, еднаквите по стойност, но с противоположен знак потенциали на Хол се напълно компенсират (нулират). Това позволява получаване във всеки момент на информация за стойността и знака на офсета с цел неговото екстрахиране от изходния сигнал 10 на сензора.The unexpected positive effect of the new technical solution lies in the innovative circuitry and construction, through which in one power supply 1 the current 1 6 7 generates in both pads 2 and 3 twice as high magnetic sensitivity. In addition, the original connection of the end contacts 4, 5 and 8, 9, respectively, minimizes the inevitable parasitic offset by the flow of compensating equalizing currents. For the first time in the Hall sensors of the elements, the new transducer can completely suppress the magnetic sensitivity in the presence of a magnetic field. This result is a consequence of the identity of the two structures 2 and 3 together with the ohmic contacts located on one side and the common supply current. By purposefully connecting contacts 4 and 5, and 8 and 9, respectively, the Hall potentials of the same value but with the opposite sign are completely compensated (reset). This allows obtaining at any time information about the value and sign of the offset in order to extract it from the output signal 10 of the sensor.

Равнинно-магниточувствителният преобразувател на Хол може да се реализира с CMOS, BiCMOS технология или микромашининг като преобразувателите зони 2 и 3 ще представляват дълбоки п-тип правоъгълни силициеви джобове. По-дълбоко проникване на тока I в обема на подложките 2 и 3, респективно по-ефективно въздействие на силата на Лоренц FL върху токовите линии както и дефиниране дебелината на п-тип силициевите подложки 2 и 3 в посока на магнитното поле В 11 се постига чрез формиране около правоъгълните омични контакти 4, 5, 6, 7 и 8 и в близост до тях на дълбоки ограничителни р-тип рингове с правоъгълна форма. Действието на предложения преобразувател на Хол е осъществимо в широк температурен диапазон, включително и при криогенни температури. За още по-висока чувствителност за целите на слабополевата магнитометрия и навигацията, подложките 2 и 3 се разполагат между два еднакви продълговати концентратори на магнитното поле В 11 от ферит или μ-метал.The plane-magnetic Hall transducer can be realized with CMOS, BiCMOS technology or micromachining and the transducers zones 2 and 3 will be deep p-type rectangular silicon pockets. Deeper penetration of the current I in the volume of the substrates 2 and 3, respectively more effective influence of the Lorentz force F L on the current lines as well as defining the thickness of the p-type silicon substrates 2 and 3 in the direction of the magnetic field B 11 achieved by forming around the rectangular ohmic contacts 4, 5, 6, 7 and 8 and near them deep restrictive p-type rings with a rectangular shape. The operation of the proposed Hall converter is feasible in a wide temperature range, including at cryogenic temperatures. For even higher sensitivity for low-field magnetometry and navigation, pads 2 and 3 are located between two identical elongated concentrators of the magnetic field B 11 of ferrite or μ-metal.

Claims (1)

Патентни претенцииPatent claims 1. Равнинно-магниточувствителен преобразувател на Хол, съдържащ токоизточник и полупроводникова подложка е п-тип примесна проводимост, върху едната страна на която и на разстояния един от друг са формирани правоъгълни омични контакти - един е централен, а останалите са симетрични спрямо него, като всичките са успоредни на дългите си страни, а измерваното магнитно поле е успоредно както на равнината на подложката, така и на дългите страни на контактите, характеризиращ се е това, че има още втора полупроводникова подложка (3), идентична на първата (2) и разположена успоредно на нея, като върху едната страна на всяка от подложките (2 и 3) са формирани омичните контакти - по три върху всяка - първи (4 и 5), втори (6 и 7), и трети (8 и 9), като вторите контакти (6 и 7) са централни, а първите (4 и 5) и третите (8 и 9) са симетрично разположените спрямо тях, а изводите на токоизточника (1) са съединени е двата централни контакта (6 и 7), при което първият контакт (4) от първата подложка (2) е свързан е третия контакт (9) от втората подложка (3), а третият контакт (8) от първата подложка (2) - е първия контакт (5) от втората подложка (3), а първият (4) и третият (8) контакт от първата подложка (2) са диференциалният изход (10) на преобразувателя на Хол.1. A plane-magnetosensitive Hall transducer containing a current source and a semiconductor substrate is a p-type impurity conductivity, on one side of which and at distances from each other rectangular ohmic contacts are formed - one is central and the others are symmetrical to it, as all are parallel to their long sides, and the measured magnetic field is parallel to both the plane of the substrate and the long sides of the contacts, characterized in that there is a second semiconductor substrate (3), identical to the first (2) and located parallel to it, as on one side of each of the pads (2 and 3) are formed ohmic contacts - three on each - first (4 and 5), second (6 and 7), and third (8 and 9), as the second contacts (6 and 7) are central, and the first (4 and 5) and the third (8 and 9) are symmetrically located relative to them, and the terminals of the current source (1) are connected to the two central contacts (6 and 7), wherein the first contact (4) of the first pad (2) is connected is the third contact (9) of the second pad (3), and the third contact (8) of the first pad (2) - is the first contact (5) of the second pad (3), and the first (4) and the third (8) ) contact from the first pad (2) are the differential output (10) of the Hall converter.
BG112091A 2015-09-02 2015-09-02 A surface-magnetically sensitive hall transformer BG66985B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112091A BG66985B1 (en) 2015-09-02 2015-09-02 A surface-magnetically sensitive hall transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112091A BG66985B1 (en) 2015-09-02 2015-09-02 A surface-magnetically sensitive hall transformer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG112091A BG112091A (en) 2017-03-31
BG66985B1 true BG66985B1 (en) 2019-11-15

Family

ID=59012191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG112091A BG66985B1 (en) 2015-09-02 2015-09-02 A surface-magnetically sensitive hall transformer

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG66985B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG112091A (en) 2017-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BG66985B1 (en) A surface-magnetically sensitive hall transformer
BG67386B1 (en) Integrated hall effect sensor with an in-plane sensitivity
BG67250B1 (en) Hall effect semiconductor device
BG112991A (en) Electronic device with planar magnetic sensitivity
BG67383B1 (en) In-plane magnetosensitive hall effect device
BG112808A (en) Hall effect microsensor with an in-plane sensitivity
BG67249B1 (en) Integrated hall effect microsensor with an in-plane sensitivity
BG66848B1 (en) Hall effect device with a in-plane sensitivity
BG67380B1 (en) Two-dimensional magnetic field microsensor
BG112771A (en) Hall sensor configuration with planar magnetic sensitivity
BG67551B1 (en) Biaxial magnetosensitive sensor containing hall elements
BG66885B1 (en) A plain magnetically sensitive hall’s effect sensor
BG113056A (en) Integrated hall effect sensor
BG113356A (en) Hall effect microsensor with more than one output
BG67509B1 (en) Magnetic field sensing device
BG67298B1 (en) Hall effect sensor with an in-plane sensitivity
BG66711B1 (en) Hall effect sensor with a tangential axis of magnetosensitivity
BG67550B1 (en) Planar magnetosensitive sensor
BG112816A (en) Semiconductor configuration with planar magnetic sensitivity
BG66830B1 (en) In-plane magnetosensitive sensor device
BG67038B1 (en) A plane magneto-sensitive microsystem of hall effect sensor
BG113275A (en) Planar magnetically sensitive element
BG113625A (en) INTEGRAL HALL SENSOR WITH PLANE SENSITIVITY
BG112694A (en) Integrated two-axis magnetic field sensor
BG67414B1 (en) Hall effect element