BG67210B1 - Integrated two-axis magnetic field sensor - Google Patents

Integrated two-axis magnetic field sensor Download PDF

Info

Publication number
BG67210B1
BG67210B1 BG112694A BG11269418A BG67210B1 BG 67210 B1 BG67210 B1 BG 67210B1 BG 112694 A BG112694 A BG 112694A BG 11269418 A BG11269418 A BG 11269418A BG 67210 B1 BG67210 B1 BG 67210B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
contact
magnetic field
contacts
structures
differential output
Prior art date
Application number
BG112694A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG112694A (en
Inventor
Сия ЛОЗАНОВА
Вълчева Лозанова Сия
Original Assignee
Институт По 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 Роботика - Бан filed Critical Институт По Роботика - Бан
Priority to BG112694A priority Critical patent/BG67210B1/en
Publication of BG112694A publication Critical patent/BG112694A/en
Publication of BG67210B1 publication Critical patent/BG67210B1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

The integrated two-axis magnetic field sensor comprises a semiconductor wafer (1) with p-type hopping conduction, on the one side of which two identical structures of the same semiconductor are formed, but of n-type hopping conduction and in the form of an equilateral cross, first (2) and second (3), parallel to each other. Each of the structures (2 and 3) contains one more central ohmic contact (4 and 5) with a square shape, as symmetrically to its four sides there is one external rectangular ohmic contact - clockwise respectively first (6 and 7), second (8 and (9), third (10 and 11), and fourth (12 and 13). The contacts (4 and 5) are connected to the terminals of the current source (14). The contact (6) of the first structure (2) is connected to the contact (11) of the second structure (3), the contact (8) of the structure (2) is connected to the contact (13) of the second structure (3), the contact (10) of the structure (2) is connected to the contact (7) of the second structure (3) and the contact (12) of the structure (2) is connected to the contact (9) of the second structure (3). The measured magnetic field (15) lies in the plane of a wafer (1) and is of random orientation. The contacts (6 and 10) of the structure (2) are the differential output (16) for the one of orthogonal planar components of the magnetic field (15), and the contacts (9 and 13) of the structure (3) are the differential output (17) for the other orthogonal planar component of the magnetic field (15).

Description

Област на техникатаField of technology

Изобретението се отнася до двуосен интегрален сензор за магнитно поле, приложимо в областта на роботиката и мехатрониката; контролно-измервателната технология; слабополевата магнитометрия; навигацията; автоматиката, включително безконтактната автоматика; микро- и нанотехнологиите; 2-D позициониране на обекти в равнината; енергетиката; автомобилната промишленост, в това число електромобилостроенето; дистанционното измерване на ъглови и линейни премествания; биомедицинските изследвания; военното дело и сигурността, включително подводни, наземни и въздушни системи за наблюдение и превенция; контратероризма и др.The invention relates to a two-axis integrated magnetic field sensor applicable in the field of robotics and mechatronics; control and measurement technology; low-field magnetometry; navigation; automation, including contactless automation; micro- and nanotechnologies; 2-D positioning of objects in the plane; energy; the automotive industry, including the electric car industry; remote measurement of angular and linear displacements; biomedical research; military and security, including underwater, ground and air surveillance and prevention systems; counterterrorism, etc.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е двуосен интегрален сензор за магнитно поле, съдържащ п-тип полупроводникова структура (силициева), върху едната страна на която са формирани централен омичен контакт с квадратна форма. На разстояния и симетрично спрямо четирите му страни има последователно по един правоъгълен вътрешен омичен контакт и по един правоъгълен външен омичен контакт. Четирите външни контакти са съединени и през токоизточник са свързани с централния контакт. Измерваното магнитно поле е в равнината на структурата и е с произволна ориентация като всяка двойка срещуположни спрямо централния вътрешни контакти са изходите за двете ортогонални равнинни компоненти на магнитното поле, [1-3].A two-axis integrated magnetic field sensor is known, containing a n-type semiconductor structure (silicon), on one side of which a central ohmic contact with a square shape is formed. At distances and symmetrically with respect to its four sides, there is one rectangular inner ohmic contact and one rectangular outer ohmic contact. The four external contacts are connected and are connected to the central contact via a power source. The measured magnetic field is in the plane of the structure and has an arbitrary orientation as each pair opposite to the central internal contacts are the outputs for the two orthogonal planar components of the magnetic field, [1-3].

Недостатък на този двуосен интегрален сензор за магнитно поле е редуцираната чувствителност на двата изхода от повърхностно разтичане на четирите захранващи токови компоненти между централния и крайните контакти, водещо до непълно генериране от тях на съответните Ходови напрежения, формиращи метрологичната информация на двата сензорни канала.The disadvantage of this biaxial integrated magnetic field sensor is the reduced sensitivity of the two outputs from surface leakage of the four supply current components between the central and end contacts, leading to incomplete generation of the respective running voltages forming the metrological information of the two sensor channels.

Недостатък е също ниската измервателна точност в резултат на паразитното взаимно междуканално влияние в процеса на измерването на двете ортогонални магнитни компоненти.Another disadvantage is the low measurement accuracy as a result of the parasitic mutual interchannel influence in the process of measuring the two orthogonal magnetic components.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задача на изобретението е да се създаде двуосен интегрален сензор за магнитно поле с висока чувствителност и висока измервателна точност на двата сензорни канала.It is an object of the invention to provide a two-axis integrated magnetic field sensor with high sensitivity and high measuring accuracy of the two sensor channels.

Тази задача се решава с двуосен интегрален сензор за магнитно поле, съдържащ полупроводникова подложка с р-тип примесна проводимост, върху едната страна на която са формирани две еднакви структури от същия полупроводник, но с п-тип примесна проводимост и с форма на равностранен кръст - първа и втора, успоредни помежду си. Всяка от п-тип структурите съдържа още по един централен омичен контакт с квадратна форма и симетрично спрямо четирите му страни има по един външен правоъгълен омичен контакт - съответно по часовниковата стрелка първи, втори, трети и четвърти. Двата квадратни контакта са свързани с изводите на токоизточник. Първият контакт от първата структура е съединен е третия контакт от втората, вторият контакт от първата структура е свързан с четвъртия контакт от втората, третият контакт от първата структура е съединен с първия контакт от втората, и четвъртият контакт от първата структура е свързан с втория контакт от втората. Измерваното магнитно поле е в равнината на р-тип подложката и е с произволна ориентация като първият и третият контакт от първата структура са диференциалният изход за едната ортогонална равнинна компонента наThis problem is solved with a two-axis integrated magnetic field sensor containing a semiconductor substrate with p-type impurity conductivity, on one side of which are formed two identical structures of the same semiconductor, but with p-type impurity conductivity and in the form of an equilateral cross - first and second, parallel to each other. Each of the p-type structures contains one more central ohmic contact with a square shape and symmetrically to its four sides there is one external rectangular ohmic contact - clockwise first, second, third and fourth, respectively. The two square contacts are connected to the terminals of a power source. The first contact of the first structure is connected to the third contact of the second, the second contact of the first structure is connected to the fourth contact of the second, the third contact of the first structure is connected to the first contact of the second, and the fourth contact of the first structure is connected to the second contact. from the second. The measured magnetic field is in the plane of the p-type substrate and is of arbitrary orientation as the first and third contacts of the first structure are the differential output for one orthogonal planar component of the substrate.

BG 67210 Bl магнитното поле, а вторият и четвъртият контакт от втората структура са диференциалният изход за другата ортогонална равнинна компонента на магнитното поле.The magnetic field and the second and fourth contacts of the second structure are the differential output for the other orthogonal planar component of the magnetic field.

Предимство на изобретението е високата магниточувствителност на двата сензорни изхода, поради генериране от четирите компоненти на захранващите токове във всяка от двете структури на пълните напрежения на Хол в резултат неутрализираното повърхностно разтичане на токове в двете структури.An advantage of the invention is the high magnetic sensitivity of the two sensor outputs due to the generation by the four components of the supply currents in each of the two structures of the full Hall voltages as a result of the neutralized surface current flow in the two structures.

Предимство е също високата измервателна точност на двата сензорни канала, тъй като отсъства взаимно междуканално влияние в резултат на добре локализираните части на захранващите токове в двете кръстовидни структури, генериращи напрежения на Хол единствено от съответните ортогонални компоненти на магнитното поле в равнината на подложката.Another advantage is the high measuring accuracy of the two sensor channels, as there is no mutual channel influence as a result of the well-localized parts of the supply currents in the two cruciform structures generating Hall voltages only from the respective orthogonal components of the magnetic field in the substrate plane.

Предимство е още съществено редуцираното паразитно напрежение на двата изхода в отсъствие на магнитно поле (офсети), поради оригиналното свързване на съответните крайни контакти от двете структури, което води до усредняване на евентуални негативни сигнали, свързани с геометрични и технологични несъвършенства, нарушаващи симетрията на структурите.Another advantage is the significantly reduced parasitic voltage of the two outputs in the absence of a magnetic field (offsets), due to the original connection of the respective end contacts of the two structures, which leads to averaging of possible negative signals related to geometric and technological imperfections. .

Пояснение на приложената фигураExplanation of the attached figure

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

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of the invention

Двуосният интегрален сензор за магнитно поле съдържа полупроводникова подложка 1 с р-тип примесна проводимост, върху едната страна на която са формирани две еднакви структури от същия полупроводник, но с п-тип примесна проводимост и с форма на равностранен кръст - първа 2 и втора 3, успоредни помежду си. Всяка от структурите 2 и 3 съдържа още по един централен омичен контакт 4 и 5 с квадратна форма и симетрично спрямо четирите му страни има по един външен правоъгълен омичен контакт - съответно по часовниковата стрелка първи 6 и 7, втори 8 и 9, трети 10 и 11 и четвърти 12 и 13. Двата контакта 4 и 5 са свързани с изводите на токоизточник 14. Първият контакт 6 от първата структура 2 е съединен с третия контакт 11 от втората 3, вторият контакт 8 от първата структура 2 е свързан с четвъртия контакт 13 от втората 3, третият контакт 10 от първата структура 2 е съединен с първия контакт 7 от втората 3, и четвъртият контакт 12 от първата структура 2 е свързан с втория контакт 9 от втората 3. Измерваното магнитно поле 15 е в равнината на р-тип подложката 1 и е с произволна ориентация, като първият 6 и третият контакт 10 от първата структура 2 са диференциалният изход 16 за едната ортогонална равнинна компонента на магнитното поле 15, а вторият 9 и четвъртият контакт 13 от втората структура 3 са диференциалният изход 17 за другата ортогонална равнинна компонента на магнитното поле 15.The biaxial integrated magnetic field sensor contains a semiconductor substrate 1 with p-type impurity conductivity, on one side of which are formed two identical structures of the same semiconductor, but with p-type impurity conductivity and in the form of an equilateral cross - first 2 and second 3 , parallel to each other. Each of the structures 2 and 3 contains another central ohmic contact 4 and 5 with a square shape and symmetrically to its four sides there is an external rectangular ohmic contact - clockwise first 6 and 7, second 8 and 9, third 10 and 11 and fourth 12 and 13. The two contacts 4 and 5 are connected to the terminals of the current source 14. The first contact 6 of the first structure 2 is connected to the third contact 11 of the second 3, the second contact 8 of the first structure 2 is connected to the fourth contact 13 of the second 3, the third contact 10 of the first structure 2 is connected to the first contact 7 of the second 3, and the fourth contact 12 of the first structure 2 is connected to the second contact 9 of the second 3. The measured magnetic field 15 is in the p-type plane the pad 1 and is of arbitrary orientation, the first 6 and the third contact 10 of the first structure 2 are the differential output 16 for one orthogonal planar component of the magnetic field 15, and the second 9 and the fourth contact 13 of the second structure 3 are the differential output 17 for the other orthogonal plane component of the magnetic field 15.

Действието на двуосния интегрален сензор за магнитно поле, съгласно изобретението, е следното.The operation of the biaxial integrated magnetic field sensor according to the invention is as follows.

При включване на централните контакти 4 и 5 на двете еднакви кръстовидни структури 2 и 3 към токоизточника 14 и при така осъществените връзки между крайните контакти 6-11,8-13,10-7и12-9, протичат по четири еднакви компоненти Ц.в = Цю = кк = 14,12 = Е.? = кп = Ь,9= Е.в на общия захранващ ток кд· Предвид така реализираното свързване на омичните контакти 6 - 11, 8 - 13, 10 - 7 и 12 - 9, токовите компоненти са противоположно насочени: I4,6 = - кю; П.я = - k,i2; Ь,7 = - кп и к.9 = - к.в. Технологичната интегрална реализация на двете п-тип структури 2 и 3 с форма на равностранен кръст върху р-подложката 1 обезпечава от една странаWhen the central contacts 4 and 5 of the two identical cross-shaped structures 2 and 3 are connected to the current source 14 and the connections between the end contacts 6-11,8-13,10-7 and 12-9 are made in this way, four identical components flow . Qiu = kk = 14.12 = E.? = kp = b, 9 = E.c of the total supply current kd · Given the connection of the ohmic contacts 6 - 11, 8 - 13, 10 - 7 and 12 - 9, the current components are opposite: I 4 , 6 = - kyu; P.я = - k, i 2 ; B, 7 = - kp and k.9 = - k.v. The technological integral realization of the two n-type structures 2 and 3 in the form of an equilateral cross on the p-substrate 1 provides on the one hand

BG 67210 Bl електрическата им изолация, предотвратяваща паразитно влияние между тях, а от друга - напълно ограничено протичане на токовите компоненти в кръстовиднйте структури 2 и 3. Също така се отстранява повърхностното разтичане на захранващия ток на сензора, водещо до множество негативни последствия, както това е в известното решение. Избраното съединение на контактите 6 - 11, 8 - 13, 10 - 7 и 12 - 9 редуцира съществено неминуемото паразитно напрежение на двата изхода 16 и 17 в бтсъствие на магнитно поле В 15 (офсети). Причината за това предимство на решението от Фигура 1 е усредняването и минимизирането на евентуални паразитни сигнали, произтичащи от геометрични и технологични несъвършенства, нарушаващи електрическата симетрия в структурите 2 и 3. Важен резултат е, че двете сензорни субсистеми 2 и 3 функционират в режим генератор на ток. Това е постигнато чрез последователното им свързване към токоизточника 14 - вътрешните омични съпротивления на съответните страни на двете кръстовидни структури 2 и 3 се сумират, обезпечавайки постоянна стойност на токовите компоненти 14,б - kio = ks = Π,π = h,7 = b.n = Е,9 = Is,в. Eto защо метрологичната информация на двата изхода 16 и 17 на сензора е) във формат напрежение и е удобно за последваща обработка. Траекторията на осемте токови компоненти на тока I4,s в областите под контактите 4, 6, 8, 10 и 12 за структурата 2, и съответно 5, 7, 9, 11, 13 за структурата 3 първоначално е перпендикулярна на горните им повърхности, тъй като тези контакти са нискоомни и представляват еквипотенциални равнини. Токовите линии проникват в обема на структурите 2 и 3, след което ефективните им траектории са успоредни на горните повърхности.EN 67210 Bl their electrical insulation, preventing parasitic influence between them, and on the other hand - completely limited flow of current components in the cross-shaped structures 2 and 3. Also removes the surface leakage of the supply current of the sensor, leading to many negative consequences, such as is in the known solution. The selected connection of contacts 6 - 11, 8 - 13, 10 - 7 and 12 - 9 significantly reduces the inevitable parasitic voltage at the two outputs 16 and 17 in the absence of magnetic field B 15 (offsets). The reason for this advantage of the solution of Figure 1 is the averaging and minimization of possible parasitic signals resulting from geometric and technological imperfections violating the electrical symmetry in structures 2 and 3. An important result is that the two sensor subsystems 2 and 3 operate in generator mode. current. This is achieved by their series connection to the current source 14 - the internal ohmic resistances of the respective sides of the two cruciform structures 2 and 3 are summed, providing a constant value of the current components 1 4 , b - kio = ks = Π, π = h, 7 = bn = E, 9 = Is, c. That is why the metrological information of the two outputs 16 and 17 of the sensor is f) in voltage format and is convenient for further processing. The trajectory of the eight current components I 4 , s in the areas under contacts 4, 6, 8, 10 and 12 for structure 2, and respectively 5, 7, 9, 11, 13 for structure 3 is initially perpendicular to their upper surfaces, since these contacts are low-impedance and represent equipotential planes. The current lines penetrate the volume of structures 2 and 3, after which their effective trajectories are parallel to the upper surfaces.

Външното магнитно поле В 15, което е в равнината х-у на подложката 1 и е с произволна ориентация, чрез двете си взаимноперпендикулярни компоненти Вх и Ву води до възникване на съответни отклоняващи движещите се носители в токовите компоненти сили на Лоренц, Flj = qV* х В, където q е елементарният товар на електрона, a Vdr е векторът на средната дрейфова скорост на електроните. Тъй като всички токови компоненти са ограничени в страните на кръстовидните структури 2 и 3, действието на силите на Лоренц Fl е максимално ефективно. В резултат на Лоренцовата дефлекция FL траекториите на противоположно насочените токови компоненти 14,6 - Ι4ю; Ϊ48 = - U 12; Ь,7 = - Is.n И 15,9 = - Е,в се “свиват” и съответно “разширяват”. В зависимост от посоката на магнитния вектор В(ВХУ) 15, всеки в двойките срещуположни токове нараства, респективно намалява за сметка на другия. Този сензорен механизъм е проява на добре известния ефект на Хол [1, 3]. Поради режимът на функциониране генератор на ток, вместо изменения на отделните токови компоненти през омичните контакти на двете структури 2 и 3, върху тези терминали се генерират противоположни по знак Ходови потенциали. Тези потенциали формират в диференциалните изходи 16 и 17 напрежения на Хол Vie(B) и Vi7(B), които са информационните индикатори за двете ортогонални компоненти Вх и Ву на вектора на магнитното поле В 15. Свързването на контактите 6-11, 8-13, 10 - 7 и 12 - 9 обезпечава успоредно съединяване на Холови потенциали с един и същ знак. Изходните напрежения VI6(B) и V17(B) са линейни и нечетни функции на магнитните полета Вх и Ву. Повишаването на магниточувствителността се дължи на ограничаващите протичането на компонентите на тока 14,5 през кръстовидните зони. Този иновативен подход отстранява разтичането на токове в приповърхностните области, подобрявайки ортогоналността на съответните токови компоненти спрямо двата равнинни вектора Вх и Ву на магнитното поле В 15. Така силата Fl въздейства максимално ефективно върху цялата компонента, генерирайки чрез нея максимален Холов потенциал върху повърхността. Освен това чрез магнитноуправляемия повърхностен ток is допълнително се постига по-висока преобразувателна ефективност [4]. Ограничените токови компоненти в кръстовидните области на структурите 2 и 3 елиминират един отThe external magnetic field B 15, which is in the plane x-y of the substrate 1 and has an arbitrary orientation, through its two mutually perpendicular components B x and B y leads to the emergence of corresponding deflecting moving carriers in the current components Lorentz forces, Flj = qV * x B, where q is the elementary charge of the electron, and Vdr is the vector of the average drift velocity of the electrons. Since all current components are limited in the countries of the cruciform structures 2 and 3, the action of the Lorentz forces Fl is maximally effective. As a result of the Lorentz deflection F L the trajectories of the oppositely directed current components 1 4 , 6 - Ι 4 ю; Ϊ48 = - U 12; B, 7 = - Is.n AND 15,9 = - Well, in "shrink" and respectively "expand". Depending on the direction of the magnetic vector B (B X , B Y ) 15, each in the pairs of opposite currents increases or decreases at the expense of the other. This sensory mechanism is a manifestation of the well-known Hall effect [1, 3]. Due to the mode of operation of the current generator, instead of changes of the individual current components through the ohmic contacts of the two structures 2 and 3, on these terminals opposite Stroke potentials are generated. These potentials form in the differential outputs 16 and 17 Hall voltages Vie (B) and Vi7 (B), which are the information indicators for the two orthogonal components B x and B y of the magnetic field vector B 15. Connecting the contacts 6-11, 8-13, 10 - 7 and 12 - 9 provides parallel connection of Hall potentials with the same sign. The output voltages V I6 (B) and V 17 (B) are linear and odd functions of the magnetic fields B x and B y . The increase in magnetic sensitivity is due to limiting the flow of current components 1 4 , 5 through the cross-shaped zones. This innovative approach eliminates the flow of currents in the near-surface areas, improving the orthogonality of the respective current components relative to the two plane vectors B x and B y of the magnetic field B 15. Thus the force Fl acts most effectively on the whole component, generating maximum Hall potential on the surface . In addition, the magnetically controlled surface current i s additionally achieves a higher conversion efficiency [4]. The limited current components in the cruciform regions of structures 2 and 3 eliminate one of

BG 67210 Bl съществените недостатъци на векторната магнитометрия - взаимното междуканално влияние при измерване на магнитните полета Вх и Ву. Абсолютната стойност на вектора на магнитното поле В 15 в равнината х-у и ъгълът Θ на полето В 15 спрямо фиксирана реперна ос в същата равнина се дават с изразите: |В| = (Вх 2 + Ву2)|/2 и Θ = tan' '(УУ(ВУЖ(ВХ)), [1, 3].The main disadvantages of vector magnetometry are the mutual interchannel influence when measuring the magnetic fields B x and B y . The absolute value of the vector of the magnetic field B 15 in the plane x-y and the angle Θ of the field B 15 relative to a fixed reference axis in the same plane are given by the expressions: | = (В х 2 + Ву 2 ) | / 2 и Θ = tan '' (УУ (В У Ж (В Х )), [1, 3].

Неочакваният положителен ефект на новото техническо решение се заключава в оригиналността на избраната кръстовидна конструкция, ограничаваща повърхностното токово разтичане. Освен това конфигурацията и иновативното свързване на контактите 6-11, 8-13, 10 - 7 и 12 - 9 води до едновременно повишаване на магниточувствителността, точността на 2-D сензора и отстраняване на паразитното междуканално влияние.The unexpected positive effect of the new technical solution lies in the originality of the selected cruciform structure, limiting the surface current flow. In addition, the configuration and innovative connection of contacts 6-11, 8-13, 10 - 7 and 12 - 9 leads to a simultaneous increase in the magnetic sensitivity, the accuracy of the 2-D sensor and the elimination of the parasitic interchannel influence.

Двуосният сензор за магнитно поле може да се реализира с различните модификации на интегралната силициева технология - CMOS, BiCMOS, SOS, а при необходимост може да се използват микромашининг силициеви процеси. Освен в интегрално изпълнение, двуосният микросензор за магнитно поле при необходимост допуска и дискретна реализация. Новият 2-D магнитометър функционира и в областта на криогенните температури, което повишава чувствителността на двата канала, особено за целите на слабополевата магнитометрия и контратероризма.The two-axis magnetic field sensor can be realized with various modifications of the integrated silicon technology - CMOS, BiCMOS, SOS, and if necessary, micromachining silicon processes can be used. In addition to the integrated design, the two-axis microsensor for magnetic field allows, if necessary, a discrete implementation. The new 2-D magnetometer also functions in the field of cryogenic temperatures, which increases the sensitivity of both channels, especially for the purposes of low-field magnetometry and counterterrorism.

Claims (1)

Патентни претенцииPatent claims 1. Двуосен интегрален сензор за магнитно поле, съдържащ полупроводникова структура с п-тип примесна проводимост, върху която са формирани един централен омичен контакт с квадратна форма и симетрично спрямо четирите му страни по един външен правоъгълен омичен контакт - по часовниковата стрелка съответно първи, втори, трети и четвърти, има и токоизточник като измерваното магнитно поле е в равнината на структурата и е с произволна ориентация, характеризиращ се с това, че има още втора полупроводникова структура (3) с п-тип примесна проводимост, еднаква с първата (2), като двете са с форма на равностранен кръст и са успоредни помежду си, по същия начин както върху първата структура (2), така и върху втората (3) също са формирани един централен квадратен и омичен контакт (5) и симетрично спрямо четирите му страни има по един външен правоъгълен омичен контакт - по часовниковата стрелка съответно първи (7), втори (9), трети (11) и четвърти (13), като структури (2 и 3) са разположени върху полупроводникова подложка (1) от същия полупроводник, но с р-тип примесна проводимост, а двата квадратни контакта (4 и 5) са свързани с изводите на токоизточника (14), като първият контакт (6) от първата структура (2) е съединен с третия контакт (11) от втората (3), вторият контакт (8) от първата структура (2) е свързан с четвъртия контакт (13) от втората (3), третият контакт (10) от първата структура (2) е съединен с първия контакт (7) от втората (3), и четвъртият контакт (12) от първата структура (2) е свързан с втория контакт (9) от втората (3), като първият (6) и третият контакт (10) от първата структура (2) са диференциалният изход (16) за едната ортогонална равнинна компонента на магнитното поле (15), а вторият (9) и четвъртият контакт (13) от втората структура (3) са диференциалният изход (17) за другата ортогонална равнинна компонента на магнитното поле (15).1. Two-axis integrated magnetic field sensor, comprising a semiconductor structure with p-type impurity conductivity, on which are formed a central ohmic contact with a square shape and symmetrically to its four sides by one external rectangular ohmic contact - clockwise respectively first, second , third and fourth, there is a current source as the measured magnetic field is in the plane of the structure and has an arbitrary orientation, characterized in that there is a second semiconductor structure (3) with n-type impurity conductivity, identical to the first (2) , as the two are in the form of an equilateral cross and are parallel to each other, in the same way on both the first structure (2) and on the second (3) one central square and ohmic contact (5) are also formed and symmetrically with respect to its four There is one external rectangular ohmic contact on the sides - clockwise first (7), second (9), third (11) and fourth (13), as structures (2 and 3) are located on the floor. conductor pad (1) of the same semiconductor, but with p-type impurity conductivity, and the two square contacts (4 and 5) are connected to the terminals of the current source (14), the first contact (6) of the first structure (2) is connected with the third contact (11) of the second (3), the second contact (8) of the first structure (2) is connected to the fourth contact (13) of the second (3), the third contact (10) of the first structure (2) is connected with the first contact (7) of the second (3), and the fourth contact (12) of the first structure (2) is connected to the second contact (9) of the second (3), as the first (6) and the third contact (10) of the first structure (2) is the differential output (16) for one orthogonal planar component of the magnetic field (15), and the second (9) and the fourth contact (13) of the second structure (3) are the differential output (17) for the other orthogonal plane the magnetic field component (15).
BG112694A 2018-03-07 2018-03-07 Integrated two-axis magnetic field sensor BG67210B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112694A BG67210B1 (en) 2018-03-07 2018-03-07 Integrated two-axis magnetic field sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112694A BG67210B1 (en) 2018-03-07 2018-03-07 Integrated two-axis magnetic field sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG112694A BG112694A (en) 2019-09-30
BG67210B1 true BG67210B1 (en) 2020-12-31

Family

ID=74126337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG112694A BG67210B1 (en) 2018-03-07 2018-03-07 Integrated two-axis magnetic field sensor

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG67210B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG112694A (en) 2019-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BG67210B1 (en) Integrated two-axis magnetic field sensor
BG67380B1 (en) Two-dimensional magnetic field microsensor
BG67551B1 (en) Biaxial magnetosensitive sensor containing hall elements
BG67039B1 (en) Two-axis magnetic field microsensor
BG67245B1 (en) 2d hall effect microsensor with an in-plane sensitivity
BG67134B1 (en) Hall effect microsensor
BG66704B1 (en) Two-dimensional semiconductor magnetometer
BG67208B1 (en) Magnetic field sensor
BG67383B1 (en) In-plane magnetosensitive hall effect device
BG66954B1 (en) A 2d semiconductor magnetometer
BG113356A (en) Hall effect microsensor with more than one output
BG66885B1 (en) A plain magnetically sensitive hall’s effect sensor
BG112687A (en) Magneto-sensitive element
BG113488A (en) Planar magnetic-sensitive hall sensor
BG111199A (en) Two-dimensional magnetometer
BG67386B1 (en) Integrated hall effect sensor with an in-plane sensitivity
BG113156A (en) Hall effect element with an in-plane sensitivity
BG67249B1 (en) Integrated hall effect microsensor with an in-plane sensitivity
BG112991A (en) Electronic device with planar magnetic sensitivity
BG111840A (en) Integral 3d microsensor for magnetic field
BG113275A (en) Planar magnetically sensitive element
BG67250B1 (en) Hall effect semiconductor device
BG66843B1 (en) Two-axle hall effect magnetometer
BG66660B1 (en) Integral hall sensor with parallel axis of magneto sensitivity
BG66985B1 (en) A surface-magnetically sensitive hall transformer