BG67298B1 - Hall effect sensor with an in-plane sensitivity - Google Patents
Hall effect sensor with an in-plane sensitivity Download PDFInfo
- Publication number
- BG67298B1 BG67298B1 BG112878A BG11287819A BG67298B1 BG 67298 B1 BG67298 B1 BG 67298B1 BG 112878 A BG112878 A BG 112878A BG 11287819 A BG11287819 A BG 11287819A BG 67298 B1 BG67298 B1 BG 67298B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- contacts
- central
- input
- contact
- amplifiers
- Prior art date
Links
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 title abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000005404 magnetometry Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 1
- 229910000595 mu-metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000002432 robotic surgery Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
Description
(54) СЕНЗОР HA ХОЛ C РАВНИННА ЧУВСТВИТЕЛНОСТ(54) HALL SENSOR WITH PLANE SENSITIVITY
Област на техникатаField of technology
Изобретението се отнася до сензор на Хол с равнинна чувствителност, приложимо в областта на квантовата комуникация, медицината, в това число роботизираната и минимално инвазивната хирургия, роботиката, мехатрониката, системите за сигурност с изкуствен интелект, сензориката, безконтактната автоматика, включително дистанционното измерване на ъглови и линейни премествания, навигацията, микро- и нанотехнологиите, космическите изследвания, електромобилите и хибридните превозни средства, енергетиката, контролно-измервателната техника и слабополевата магнитометрия, контратероризма, военното дело и др.The invention relates to a Hall sensor with plane sensitivity applicable in the field of quantum communication, medicine, including robotic and minimally invasive surgery, robotics, mechatronics, security systems with artificial intelligence, sensors, non-contact automation, including remote measurement of angular and linear displacements, navigation, micro- and nanotechnologies, space research, electric cars and hybrid vehicles, energy, control and measuring equipment and low-field magnetometry, counterterrorism, military affairs, etc.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Известен е сензор на Хол с равнинна чувствителност, съдържащ полупроводникова подложка с п-тип примесна проводимост с формата на правоъгълен паралелепипед. Върху едната й страна на разстояния един от друг са формирани последователно пет правоъгълни омични контакти - първи, втори, трети, четвърти и пети - всичките успоредни помежду си. Първият и петият, и съответно вторият и четвъртият контакт са симетрично разположени спрямо третия, който е централен. Първият и петият контакт са съединени непосредствено и през токоизточник са свързани с третия контакт. Вторият и четвъртият контакт са диференциалният изход на сензора на Хол, като измерваното магнитно поле е успоредно както на равнината на подложката, така и на дългите страни на омичните контакти [1-8].A plane sensitivity Hall sensor is known, comprising a semiconductor substrate with p-type impurity conductivity in the shape of a rectangular parallelepiped. On one side of it at distances from each other are formed successively five rectangular ohmic contacts - first, second, third, fourth and fifth - all parallel to each other. The first and fifth, and respectively the second and fourth contacts are symmetrically located with respect to the third, which is central. The first and fifth contacts are connected directly and are connected to the third contact through a power source. The second and fourth contacts are the differential output of the Hall sensor, as the measured magnetic field is parallel to both the plane of the substrate and the long sides of the ohmic contacts [1-8].
Недостатък на този сензор на Хол с равнинна чувствителност е понижената преобразувателна ефективност (магниточувствителност) поради използване само на едно от двете напрежения на Хол, генерирани от един и същ захранващ ток в петконтактната полупроводникова подложка.A disadvantage of this Hall sensor with plane sensitivity is the reduced conversion efficiency (magnetic sensitivity) due to the use of only one of the two Hall voltages generated by the same supply current in the five-pin semiconductor substrate.
Недостатък е също редуцираната метрологична точност от температурния дрейф на паразитния офсет и непредсказуемото изменение на стойността на чувствителността с течение на времето в резултат от процесите на стареене и миграция на легиращите примеси в подложката и на повърхността, повлияни от остатъчните термични деформации на чипа при капсулирането, неминуемите технологични несъвършенства при производството, водещи до флуктуации на концентрацията на токоносителите и нееднородната дисипация на топлината при функционирането на сензора на Хол.Another disadvantage is the reduced metrological accuracy of the temperature drift of the parasitic offset and the unpredictable change in the sensitivity value over time as a result of aging and migration of alloying impurities in the substrate and the surface affected by residual thermal deformations of the chip. the inevitable technological imperfections in production, leading to fluctuations in the concentration of current carriers and inhomogeneous heat dissipation in the operation of the Hall sensor.
Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention
Задача на изобретението е да се създаде сензор на Хол с равнинна чувствителност с повишени магниточувствителност и метрологична точност.The object of the invention is to provide a Hall sensor with plane sensitivity with increased magnetic sensitivity and metrological accuracy.
Тази задача се решава със сензор на Хол с равнинна чувствителност, съдържащ полупроводникова подложка с п-тип примесна проводимост с формата на правоъгълен паралелепипед, върху едната страна на която на разстояния един от друг са формирани последователно пет правоъгълниThis problem is solved with a Hall sensor with plane sensitivity, containing a semiconductor substrate with p-type impurity conductivity in the form of a rectangular parallelepiped, on one side of which at distances from each other are formed successively five rectangular
BG 67298 Bl омични контакти - първи, втори, трети, четвърти и пети, всичките успоредни помежду си. Първият и петият, и съответно вторият и четвъртият контакт са симетрично разположени спрямо третия, който е централен. Измерваното магнитно поле е успоредно както на равнината на подложката, така и на дългите страни на контактите. Вторият и четвъртият контакт са съединени с изводите на токоизточник. Първият и централният контакт са свързани с входа на първи измервателен усилвател. Централният и петият контакт са съединени с входа на втори измервателен усилвател. Първият и централният контакт и съответно централният и петият контакт са свързани едновременно само с неинвертиращите или само с инвертиращите входове на двата измервателни усилвателя. Изходите на тези усилватели са свързани с входа на диференциален усилвател, чийто изход е изходът на сензора на Хол.BG 67298 Blim contacts - first, second, third, fourth and fifth, all parallel to each other. The first and fifth, and respectively the second and fourth contacts are symmetrically located with respect to the third, which is central. The measured magnetic field is parallel to both the plane of the substrate and the long sides of the contacts. The second and fourth contacts are connected to the terminals of the power source. The first and central contact are connected to the input of the first measuring amplifier. The central and fifth contacts are connected to the input of a second measuring amplifier. The first and central contacts and the central and fifth contacts, respectively, are connected simultaneously only to the non-inverting or only to the inverting inputs of the two measuring amplifiers. The outputs of these amplifiers are connected to the input of a differential amplifier, the output of which is the output of the Hall sensor.
Предимство на изобретението е повишената чувствителност поради сумиране на двете генерирани от един и същ захранващ ток напрежения на Хол в полупроводниковата подложка, което повишава преобразувателната ефективност на сензора.An advantage of the invention is the increased sensitivity due to the summation of the two Hall voltages generated by the same supply current in the semiconductor substrate, which increases the conversion efficiency of the sensor.
Предимство е също увеличената измервателна точност от минимизираните както температурен дрейф на остатъчния паразитен офсет, така и изменение с времето на магниточувствителността поради, практически едно и също поведение на индивидуалните дрейфове на изходите и при изваждане на тези два паразитни сигнала с диференциалния усилвател остатъчният дрейф на офсета се редуцира съществено; чрез двойно нарасналата преобразувателна ефективност непредсказуемото изменение с времето на чувствителността остава значително под общата стандартна грешка на този клас сензори за магнитно поле.Another advantage is the increased measurement accuracy from the minimized both temperature drift of the residual parasitic offset and change over time of the magnetic sensitivity due to practically the same behavior of the individual drifts at the outputs and when subtracting these two parasitic signals with the differential amplifier. is significantly reduced; due to double the conversion efficiency, the unpredictable change with time of sensitivity remains significantly below the total standard error of this class of magnetic field sensors.
Предимство е още редуцираната стойност на паразитния офсет на сензора на Хол с равнинна чувствителност, тъй като: двата изходни сигнала на полупроводниковата конфигурация се генерират от области, осъществени в единен технологичен цикъл и са с изравнени електрофизични характеристики; паразитните офсети на изходите са с еднакъв знак и са приблизително равни по стойност и след изваждане на изходните сигнали с диференциалния усилвател остатъчният офсет е компенсиран (нулиран), а „чистите” напрежения на Хол са сумирани.Another advantage is the reduced value of the parasitic offset of the Hall sensor with plane sensitivity, because: the two output signals of the semiconductor configuration are generated by areas implemented in a single technological cycle and have balanced electrophysical characteristics; the parasitic offsets of the outputs have the same sign and are approximately equal in value and after subtracting the output signals with the differential amplifier the residual offset is compensated (reset) and the "pure" Hall voltages are summed.
Предимство е и подобрената резолюция на сензора на Хол за детектиране на минималната магнитна индукция в резултат на повишеното отношение сигнал/шум от драстично редуцираните паразитен офсет и температурен дрейф, както и двойно нарасналата магниточувствителност, осигуряващи по-детайлно измерване на топологията на магнитното поле.An advantage is the improved resolution of the Hall sensor for detecting the minimum magnetic induction as a result of the increased signal-to-noise ratio from the drastically reduced parasitic offset and temperature drift, as well as the doubled magnetic sensitivity, providing more detailed measurement of the magnetic field topology.
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.
BG 67298 BlBG 67298 Bl
Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of the invention
Сензорът на Хол с равнинна чувствителност съдържа полупроводникова подложка 1 с п-тип примесна проводимост с формата на правоъгълен паралелепипед, върху едната страна на която на разстояния един от друг са формирани последователно пет правоъгълни омични контакти - първи 2, втори 3, трети 4, четвърти 5 и пети 6 - всичките успоредни помежду си. Първият 2 и петият 6, и съответно вторият 3 и четвъртият 5 контакт са симетрично разположени спрямо третия 4, който е централен. Измерваното магнитно поле 7 е успоредно както на равнината на подложката 1, така и на дългите страни на контакти 2, 3, 4, 5 и 6. Вторият 3 и четвъртият 5 контакт са съединени с изводите на токоизточник 8. Първият 2 и централният 4 контакт са свързани с входа на първи измервателен усилвател 9. Централният 4 и петият 6 контакт са съединени с входа на втори измервателен усилвател 10. Първият 2 и централният 4 контакт и съответно централният 4 и петият 6 контакт са свързани едновременно само с неинвертиращите или само с инвертиращите входове на двата измервателни усилвателя 9 и 10. Изходите на тези усилватели 9 и 10 са свързани с входа на диференциален усилвател 11, чийто изход 12 е изходът на сензора на Хол.The Hall sensor with plane sensitivity contains a semiconductor substrate 1 with n-type impurity conductivity in the form of a rectangular parallelepiped, on one side of which at a distance from each other are formed five rectangular ohmic contacts - first 2, second 3, third 4, fourth 5 and fifth 6 - all parallel to each other. The first 2 and the fifth 6, and the second 3 and the fourth 5 contacts, respectively, are symmetrically arranged with respect to the third 4, which is central. The measured magnetic field 7 is parallel both to the plane of the pad 1 and to the long sides of contacts 2, 3, 4, 5 and 6. The second 3 and fourth 5 contacts are connected to the terminals of current source 8. The first 2 and central 4 contacts are connected to the input of the first measuring amplifier 9. The central 4 and fifth 6 contacts are connected to the input of the second measuring amplifier 10. The first 2 and central 4 contacts and respectively the central 4 and fifth 6 contacts are connected simultaneously to the non-inverting or only inverting inputs of the two measuring amplifiers 9 and 10. The outputs of these amplifiers 9 and 10 are connected to the input of a differential amplifier 11, the output of which is the output of the Hall sensor.
Действието на сензора на Хол с равнинна чувствителност, съгласно изобретението, е следното.The operation of the Hall sensor with plane sensitivity according to the invention is as follows.
При включване на втория 3 и четвъртия 5 контакт към изводите на токоизточника 8, в конфигурацията (подложка 1 с контакти 2, 3, 4, 5 и 6) протича захранващ ток 13,5. Омични контакти 3 и 5 представляват еквипотенциални равнини, към които в отсъствие на външно магнитно поле В 7, В = 0, токовите компоненти през тях 13 и 15 са винаги перпендикулярни спрямо горната страна на подложката 1, прониквайки дълбоко в обема й. Токовите линии 13,5 в останалата част от обема на подложката 1 са успоредни на горната й страна. В резултат токовата траектория 13,5 е криволинейна и следва да е симетрична спрямо централния контакт 4. Поради неминуема асиметрия - геометрични грешки и толеранси на маските в процеса на микроелектронното производство на контакти 3 и 5 спрямо контакт 4 възникват паразитни изходни напрежения (офсети) на двата изхода V2,ДО) + 0 и У4,б(0) / 0 в отсъствие на магнитно поле В 7, В = 0. Тъй като реализацията на чипа е в единен технологичен цикъл, двата паразитни офсети У2л(0) и V4,6(0) се очаква да бъдат почти равни по стойност и да са с един и същ знак, У2,4(0) = У4,б(0).When the second 3 and the fourth 5 contacts are connected to the terminals of the current source 8, a supply current 1 3 , 5 flows in the configuration (pad 1 with contacts 2, 3, 4, 5 and 6). Ohmic contacts 3 and 5 are equipotential planes to which in the absence of an external magnetic field B 7, B = 0, the current components through them 1 3 and 1 5 are always perpendicular to the upper side of the substrate 1, penetrating deep into its volume. lines 1 3 , 5 in the rest of the volume of the pad 1 are parallel to its upper side. As a result, the current trajectory 1 3 , 5 is curvilinear and should be symmetrical to the central contact 4. Due to inevitable asymmetry - geometric errors and tolerances of the masks in the process of microelectronic production of contacts 3 and 5 to contact 4 parasitic output voltages occur (offsets) of the two outputs V 2 , DO) + 0 and Y 4 , b (0) / 0 in the absence of magnetic field B 7, B = 0. Since the implementation of the chip is in a single technological cycle, the two parasitic offsets Y 2 l 0) and V 4 , 6 (0) are expected to be almost equal in value and to have the same sign, Y 2 , 4 (0) = Y 4 , b (0).
Прилагане на измерваното магнитно поле В 7 успоредно на дългите страни на правоъгълните контакти 2, 3,4, 5 и 6 води до възникване на странично (латерално) отклонение на токовите линии 13д в обема на подложката 1 от силите на Лоренц FL>i, FL = qVdr х В, където q е елементарният товар на електрона, a Vdr е векторът на средната дрейфова скорост на електроните в подложката 1. В резултат на това Лоренцово отклонение от силите FL,i, траекторията 13,5 се “свива” и/или съответно разширява . В зависимост от взаимните посоки на токове 13 и -15 и на вектора на магнитното поле В 7, върху контакти 2 и 4, и съответно върху контакти 4 и 6 се генерират противоположни по знак и еднакви по стойност Холови потенциали. По този начин чрез ефекта на Хол, обобщен от Руменин и Лозанова за всички видове твърдотелни кристални структури, в това число и такива с равнинна магниточувствителностApplication of the measured magnetic field B 7 parallel to the long sides of the rectangular contacts 2, 3,4, 5 and 6 leads to the occurrence of lateral (lateral) deviation of the current lines 1 3 d in the volume of the substrate 1 by the Lorentz forces F L> i , F L = qVdr х В, where q is the elementary load of the electron, and V d r is the vector of the average drift velocity of the electrons in the substrate 1. As a result, the Lorentz deviation from the forces F L , i, the trajectory 1 3 , 5 "shrinks" and / or expands accordingly. Depending on the mutual directions of currents 1 3 and -1 5 and the vector of the magnetic field B 7, on the contacts 2 and 4, and respectively on the contacts 4 and 6, opposite in sign and equal in value Hall potentials are generated. Thus, through the Hall effect, summarized by Rumenin and Lozanova for all types of solid-state crystal structures, including those with planar magnetic sensitivity
BG 67298 BlBG 67298 Bl
[5,6,7], възникват две еднакви напрежения на Хол УнгДВ) и - Ун4,в(В). Към тези изходни сигнали се добавят алгебрично паразитните офсети У2д(0) ~ У4,б(0) на двата изхода. Подаването на напреженията У2,4(В) и V2>4(0) и съответно - У4,6(В) и У4,в(0) на двата измервателни усилвателя 9 и 10 осъществява схемотехнично развързване на изходите на сензорната архитектура от Фигура 1, минимизирайки драстично взаимното влияние на изходите. Също така е възможно с измервателните усилватели 9 и 10 да се осъществи предварително усилване на напреженията V2,4(B) и - У4,б(В). Чрез диференциалния усилвател 11 напреженията V2,4 и V4.6 се изваждат:[5,6,7], two identical voltages of Hall UngDV) and - Un4, in (B) arise. To these output signals are added the algebraically parasitic offsets Y2d (0) ~ Y4, b (0) at both outputs. The supply of voltages Y 2 , 4 (B) and V 2> 4 (0) and respectively - Y 4 , 6 (B) and Y 4 , c (0) of the two measuring amplifiers 9 and 10 performs circuit disconnection of the outputs of the sensor architecture of Figure 1, drastically minimizing the mutual influence of the outputs. It is also possible to pre-amplify the voltages V 2 , 4 (B) and - Y 4 , b (B) with the measuring amplifiers 9 and 10. Through the differential amplifier 11 the voltages V 2 , 4 and V4.6 are subtracted:
У2,4 - V4.6 = [У2,4(0) + V2,4(B)] - [У4,б(0) - У4,б(В)] = 2УН(В) + [V2,4(0) - У4.б(0)]Y 2 , 4 - V4.6 = [Y2,4 (0) + V 2 , 4 (B)] - [Y4, b (0) - Y 4 , b (B)] = 2Y H (B) + [ V 2 , 4 (0) - U4.b (0)]
Съгласно този израз, в резултат на изваждане на генерираните от двата Ходови изходи сигнали V2,4 и У4,б. напрежението на Хол УН(В) на изхода 12 на диференциалния усилвател 12 е удвоено 2УН(В), а остатъчният офсет Voff(0) = V2>4(0) - У4,б(0) е драстично редуциран, [9]. В известното решение изходното напрежение е редуцирано поради използване само на едно от двете генерирани в подложката 1 напрежения на Хол. Ето защо магниточувствителността на новия сензор е удвоена в сравнение с един от каналите (изходите), Фигура 1. При това остатъчният паразитен офсет е почти напълно компенсиран, Voff(0) = Vi2(0) ~ 0. Така се повишава значително измервателната точност. Предвид силно редуцираният офсет на изхода 12 на сензора, собственият му 1//(фликер) шум от двата изхода У2,4 и У4,б се намалява като се повишава отношението сигнал/шум. Така резолюцията за детектиране на минимална магнитна индукция Bmin нараства. Дрейфовете на офсета и магниточувствителността се появяват най-вече от вътрешни в полупроводниковата подложка 1 деформации при капсулирането на чипа, реализацията на метализираните шини, тънкослойните проводящи и диелектрични слоеве по повърхността, технологични несъвършенства, дисипацията на топлина при функциониране, процесите на стареене, миграцията на примесни атоми в обема и повърхността, и др. В общия случай тези дрейфови паразитни сигнали имат хаотично поведение, променяйки се с течение на времето, което прави „твърдото им компенсиране чрез тримиране, термостатиране и др. неефективно. Посочените причини са неотстраними, но чрез новото решение стойностите им са доведени до определени несъществени стойности, тъй като сензорът на Хол е реализиран в единен технологичен цикъл. Този факт удачно е използван в сензора на Хол за: редуциране на офсета, подобряване на отношението сигнал/шум, повишаване на метрологичната точност и минимизирането на температурното влияние. Стабилизиране на преобразувателната ефективност се осъществява и с новооткрития ефект - магнитноуправляемия повърхностен ток, [10].According to this expression, as a result of subtracting the signals V 2 , 4 and Y 4 , b generated by the two running outputs. the voltage of Hall У Н (В) at the output 12 of the differential amplifier 12 is doubled 2У Н (В), and the residual offset V off (0) = V 2> 4 (0) - У 4 , б (0) is drastically reduced , [9]. In the known solution, the output voltage is reduced due to the use of only one of the two Hall voltages generated in the substrate 1. Therefore, the magnetic sensitivity of the new sensor is doubled compared to one of the channels (outputs), Figure 1. The residual parasitic offset is almost completely compensated, Voff (0) = Vi 2 (0) ~ 0. This significantly increases the measurement accuracy . Given the greatly reduced offset of the sensor output 12, its own 1 // (flicker) noise from the two outputs Y 2 , 4 and Y 4 , b is reduced by increasing the signal-to-noise ratio. Thus, the resolution for detecting the minimum magnetic induction Bmin increases. Offset drifts and magnetosensitivity occur mainly from internal deformations in the semiconductor substrate 1 during chip encapsulation, realization of metallized busbars, thin-layer conductive and dielectric layers on the surface, technological imperfections, heat dissipation, heat dissipation during operation. impurity atoms in the volume and surface, etc. In the general case, these drift parasitic signals have a chaotic behavior, changing over time, which makes them "firmly compensated by trimming, thermostating and more. inefficient. The stated reasons are irreparable, but through the new solution their values are brought to certain insignificant values, because the Hall sensor is realized in a single technological cycle. This fact is aptly used in the Hall sensor to: reduce offset, improve signal-to-noise ratio, increase metrological accuracy and minimize temperature effects. Stabilization of the conversion efficiency is carried out with the newly discovered effect - the magnetically controlled surface current, [10].
Неочакваният положителен ефект на новото техническо решение се заключава във възможността чрез оригинално избраните вътрешни контакти 3 и 5 за захранващи да се изведат от структурата 1 две генерирани, при това от един и същ захранващ ток напрежения на Хол без увеличаване броя на контактите. Така са реализирани два еднакви функционално интегрирани в общ чип субелементи на ХолThe unexpected positive effect of the new technical solution lies in the possibility through the originally selected internal contacts 3 and 5 for power supplies to output from the structure 1 two generated, from the same supply current Hall voltages without increasing the number of contacts. Thus, two identical functionally integrated in a common chip subelements of Hall are realized
BG 67298 Bl c равнинна чувствителност, от съвместното действие на които се постигат нови положителни свойства, екстрахирани чрез трите операционни усилватели 9, 10 и 11. Така офсетът и температурният му дрейф са редуцирани драстично, резолюцията и магниточувствителността са повишени - качества, отсъстващи в известното решение. В резултат метрологичната точност на сензора на Хол от Фигура 1 е значително повишена.EN 67298 Bl c plane sensitivity, from the joint action of which new positive properties are achieved, extracted by the three operational amplifiers 9, 10 and 11. Thus the offset and its temperature drift are drastically reduced, the resolution and magnetosensitivity are increased - qualities absent in the known answer. As a result, the metrological accuracy of the Hall sensor in Figure 1 is significantly improved.
Сензорът на Хол с равнинна чувствителност може да се реализира с CMOS или BiCMOS технологии, като преобразувателната зона на структурата представлява дълбок п-тип силициев джоб 1. Интегралната микроелектронна технология позволява всички елементи, свързани с новия сензор на Хол, включително усилвателите 9, 10 и 11 да се реализират върху общ силициев чип, формирайки интелигентна микросистема (MEMS). Функционирането на предложения сензор е осъществимо в широк температурен интервал, включително при криогенни температури. За още по-висока чувствителност за целите на слабополевата магнитометрия и сигурността, чипът се разполага между два еднакви продълговати концентратори на магнитното поле В 7 от ферит или μ-метал.The Hall sensor with plane sensitivity can be realized with CMOS or BiCMOS technologies, as the conversion zone of the structure is a deep p-type silicon pocket 1. The integrated microelectronic technology allows all elements associated with the new Hall sensor, including amplifiers 9, 10 and 11 to be implemented on a common silicon chip, forming an intelligent microsystem (MEMS). The operation of the proposed sensor is feasible in a wide temperature range, including at cryogenic temperatures. For even higher sensitivity for low-field magnetometry and security, the chip is located between two identical elongated concentrators of the magnetic field B 7 of ferrite or μ-metal.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG112878A BG67298B1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Hall effect sensor with an in-plane sensitivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG112878A BG67298B1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Hall effect sensor with an in-plane sensitivity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG112878A BG112878A (en) | 2020-08-31 |
| BG67298B1 true BG67298B1 (en) | 2021-04-15 |
Family
ID=75537184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG112878A BG67298B1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Hall effect sensor with an in-plane sensitivity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG67298B1 (en) |
-
2019
- 2019-02-07 BG BG112878A patent/BG67298B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG112878A (en) | 2020-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BG67298B1 (en) | Hall effect sensor with an in-plane sensitivity | |
| BG113625A (en) | Integral hall sensor with planar sensitivity | |
| BG67509B1 (en) | Magnetic field sensing device | |
| BG113056A (en) | Integrated hall effect sensor | |
| BG67250B1 (en) | Hall effect semiconductor device | |
| BG112991A (en) | Electronic device with planar magnetic sensitivity | |
| BG67386B1 (en) | Integrated hall effect sensor with an in-plane sensitivity | |
| BG66848B1 (en) | Hall effect device with a in-plane sensitivity | |
| BG66830B1 (en) | In-plane magnetosensitive sensor device | |
| BG112771A (en) | Hall sensor configuration with planar magnetic sensitivity | |
| BG112935A (en) | Hall effect microsensor with an in-plane sensitivity | |
| BG113356A (en) | Hall effect microsensor with more than one output | |
| BG112808A (en) | Hall effect microsensor with an in-plane sensitivity | |
| BG113676A (en) | Hall microsensor | |
| BG112442A (en) | Hall effect microsensor | |
| BG113272A (en) | Planar magnetically sensitive sensor | |
| BG67383B1 (en) | In-plane magnetosensitive hall effect device | |
| BG66985B1 (en) | A surface-magnetically sensitive hall transformer | |
| BG67551B1 (en) | Biaxial magnetosensitive sensor containing hall elements | |
| BG67508B1 (en) | Planar magnetic field sensing element | |
| BG67380B1 (en) | Two-dimensional magnetic field microsensor | |
| BG66839B1 (en) | Integral in-plane magnetic sensitive hall sensor | |
| BG67248B1 (en) | Semiconductor configuration with planar magnetic sensitivity | |
| BG67249B1 (en) | Integrated hall effect microsensor with an in-plane sensitivity | |
| BG113641A (en) | Hall element |