DE102009021085A1

DE102009021085A1 - Schaltung, die Ausgangsspannungen in einem homogenen Magnetfeld liefert

Info

Publication number: DE102009021085A1
Application number: DE102009021085A
Authority: DE
Inventors: Valentin Aldea; Stefan Dineci; Razvan-Catalin Mialtu; Mario Motz; Tobias Werth
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: DE102009021085B4; US20090295380A1; US7952350B2

Abstract

Eine Schaltung, die Hall-Platten und einen Verstärker umfasst. Die Hall-Platten sind konfiguriert, um Hall-Spannungen in einem homogenen Magnetfeld derart zu liefern, dass eine erste Hall-Platte eine erste positive Spannung und eine erste negative Spannung aufweist, und eine zweite Hall-Platte eine zweite positive Spannung und eine zweite negative Spannung aufweist. Der Verstärker ist konfiguriert, um die Hall-Spannungen zu empfangen und eine erste Ausgangsspannung zu liefern, die der ersten positiven Spannung und der zweiten positiven Spannung entspricht, und eine zweite Ausgangsspannung zu liefern, die der ersten negativen Spannung und der zweiten negativen Spannung entspricht.

Description

Hall-Effekt-Sensoren basierend auf dem Hall-Effekt, der nach seinem Entdecker Edwin Hall 1879 benannt ist. Üblicherweise wird ein konstanter Strom zu einem Hall-Element oder einer -Platte geliefert, und ein Magnetfeld wird senkrecht zu dem Strom angelegt, der durch die Hall-Platte fließt. Ladungsträger in der Hall-Platte werden aufgrund der Lorentz-Kraft abgelenkt, um eine Hall-Spannung zu erzeugen, die senkrecht sowohl zu dem Magnetfeld als auch dem Stromfluss ist. Diese Hall-Spannung kann gemessen werden und ist direkt proportional zu dem Magnetfeld. Hall-Effekt-Sensoren werden für die Messung von Geschwindigkeit, Drehgeschwindigkeit, linearer Position, linearem Winkel und Position bei kraftfahrtechnischen, industriellen und Verbraucheranwendungen verwendet. Üblicherweise umfassen Schaltungschips mit integriertem Hall-Sensor eine oder mehrere Hall-Platten und eine Signalkonditionierungsschaltungsanordnung, wie z. B. einen Verstärker.
Üblicherweise umfasst ein Differenz-Hall-Effekt-Sensor zwei Hall-Platten und einen Differenzverstärker. Die Hall-Platten sind mit dem Differenzverstärker gekoppelt und liefern Hall-Spannungen zu dem Differenzverstärker, so dass die Differenz zwischen den Magnetfeldflüssen an den Hall-Platten erfasst und verstärkt wird, um ein Ausgangssignal zu liefern. Differenz-Hall-Effekt-Sensoren können verwendet werden, um die Bewegung und Position von ferromagnetischen und Dauer-Magnet-Strukturen zu erfassen. Um ferromagnetische Objekte zu erfassen, wie z. B. ein gezahntes, ferromagnetisches Rad, wird das Magnetfeld über einen Rückwärts-Vorspannungs-Dauermagneten geliefert.
Das Testen eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors umfasst das Anlegen eines Differenz-Magnetfeldes an den Sensor, so dass die zwei Hall-Platten unterschiedliche oder im besten Fall entgegengesetzte Magnetfeldflüsse empfangen. Es ist jedoch schwierig, ein Differenz-Magnetfeld über geringe Hall-Platten-Distanzen an der Oberfläche eines Sensors über eine Spule und ein Magnetkernsystem zu erzeugen. Mechanische Positionierungstoleranzen zwischen dem Sensor und dem Magnetkern sind eng und ein ungenaues Positionieren des Sensors in dem Differenz-Magnetfeld führt zu Messfehlern, die Produkterträge reduzieren. Ein enger Kontakt zwischen einem Sensor und dem Magnetkern erzeugt große Differenz-Magnetfelder an der Oberfläche des Sensors und hält mechanische Positionierungsfehler gering. Ein enger Kontakt zwischen dem Sensor und dem Magnetkern führt jedoch im Lauf der Zeit zu der Abrasion des Magnetkerns und zu instabilen Messungen. Ferner trägt das ungenaue Positionieren eines Sensors in einem Gehäuse zu Messfehlern bei.
Aus diesen und anderen Gründen besteht ein Bedarf nach der vorliegenden Erfindung.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung, ein System und ein Verfahren zum Testen einer Schaltung mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1 und 15, ein System gemäß Anspruch 10 und ein Verfahren gemäß Anspruch 18 und 24 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel, das in der Offenbarung beschrieben ist, liefert eine Schaltung, die Hall-Platten und einen Verstärker umfasst. Die Hall-Platten sind konfiguriert, um Hall-Spannungen in einem homogenen Magnetfeld zu liefern, derart, dass eine erste Hall-Platte eine erste positive Spannung aufweist und eine erste negative Spannung aufweist, und eine zweite Hall-Platte eine zweite positive Spannung und eine zweite negative Spannung aufweist. Der Verstärker ist konfiguriert, um die Hall-Spannungen zu empfangen und eine erste Ausgangsspannung, die der ersten positiven Spannung und der zweiten positiven Spannung entspricht, und eine zweite Ausgangsspannung, die der ersten negativen Spannung und der zweiten negativen Spannung entspricht, zu liefern.
Die beiliegenden Zeichnungen sind umfasst, um ein weiteres Verständnis der Ausführungsbeispiele zu liefern und sind aufgenommen in und bilden einen Teil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erklären der Prinzipien der Ausführungsbeispiele. Andere Ausführungsbeispiele und viele der beabsichtigten Vorteile der Ausführungsbeispiele sind ohne weiteres ersichtlich, da sie durch Bezugnahme auf die nachfolgende, detaillierte Beschreibung besser verständlich werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu relativ zueinander. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems darstellt, das einen oder mehrere Differenz-Hall-Effekt-Sensoren testen kann;
2 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Magnetfelderzeugers und eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors darstellt;
3 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Homogen-Magnetfeld-Erzeugers darstellt, der ein Paar aus Helmholtzspulen umfasst, und einen Differenz-Hall-Effekt-Sensor;
4 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Homogen-Magnetfeld-Erzeugers darstellt, der einen Ferritkern umfasst, und einen Differenz-Hall-Effekt-Sensor;
5 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors darstellt, der selektiv Ausgaben eines differentiellen Paares aus Eingangstransistoren kreuzt;
6 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors darstellt, der selektiv Hall-Platten-Ausgänge mit Eingängen eines Verstärkers kreuzt;
7 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors darstellt, der die Hall-Spannungen von zwei Hall-Platten selektiv kurzschließt; und
8 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors darstellt, der selektiv einen Ausgang von jeder von zwei Eingangsstufen kreuzt.
In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen auf darstellende Weise spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Diesbezüglich wird eine Richtungsterminologie Bezug nehmend auf die Ausrichtung der Figuren verwendet, die beschrieben werden, wie z. B. „oben”, „unten”, „Front-”, „Rück-”, „Vorder-”, „Hinter-” etc. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Reihe von unterschiedlichen Ausrichtungen positioniert sein können, wird die Richtungsterminologie zu Zwecken der Darstellung verwendet und ist auf keine Weise einschränkend. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet werden können und strukturelle oder logische Änderungen ausgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachfolgende, detail lierte Beschreibung soll daher nicht in einem einschränkenden Sinn genommen werden, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die beiliegenden Ansprüche definiert.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der verschiedenen, exemplarischen Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben sind, miteinander kombiniert werden können, außer dies ist spezifisch anderweitig angegeben.
1 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems 20 darstellt, das einen oder mehrere Differenz-Hall-Effekt-Sensoren testen kann. Das System 20 umfasst eine Steuerung 22, einen Magnetfelderzeuger 24 und eine zu testende Vorrichtung (DUT; device under test), die ein Differenz-Hall-Effekt-Sensor ist, der hierin als Hall-Sensor 26 bezeichnet wird. Die Steuerung 22 ist elektrisch mit dem Magnetfelderzeuger 24 über einen Steuerkommunikationsweg 28 und mit dem Hall-Sensor 26 über einen DUT-Kommunikationsweg 30 gekoppelt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das System 20 ein Testsystem zum Testen jeglicher geeigneten Anzahl von Differenz-Hall-Effekt-Sensoren, die ähnlich zu dem Hall-Sensor 26 sind. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerung 22 ein Tester.
Der Hall-Sensor 26 umfasst ein. erstes Hall-Element oder eine -Platte 32, ein zweites Hall-Element oder eine -Platte 34 und einen Verstärker 36. Die erste Hall-Platte 32 ist elektrisch mit dem Verstärker 36 über einen ersten Hall-Platteneingangsweg 38 gekoppelt, und die zweite Hall-Platte 34 ist elektrisch mit dem Verstärker 36 über einen zweiten Hall-Platteneingangsweg 40 gekoppelt. Sowohl die erste als auch die zweite Hall-Platte 32 und 34 umfasst eine Seite, die als positive Spannungsseite bezeichnet wird, und eine andere Seite, die als eine negative Spannungsseite bezeichnet wird. Bei einem Magnetfeld liefert die erste Hall-Platte 32 eine erste Hall-Spannung über eine positive Spannung auf einer Seite und eine negative Spannung auf der anderen Seite, und die zweite Hall-Platte 34 liefert eine zweite Hall-Spannung über eine positive Spannung auf einer Seite und eine negative Spannung auf der anderen Seite. Die erste Hall-Platte 32 liefert die erste Hall-Spannung zu dem Verstärker 36 über den ersten Hall-Platteneingangsweg 38, und die zweite Hall-Platte 34 liefert die zweite Hall-Spannung zu dem Verstärker 36 über den zweiten Hall-Platteneingangsweg 40. Die erste und die zweite Hall-Platte 32 und 34 sind in demselben homogenen Magnetfeld oder in unterschiedlichen Magnetfeldflüssen eines Differenz-Magnetfeldes positioniert, um Hall-Spannungen zu liefern.
Die Steuerung 22 steuert den Magnetfelderzeuger 24 über den Steuerkommunikationsweg 28, um Magnetfelder zu liefern, die ein homogenes Magnetfeld umfassen, wobei die erste Hall-Platte 32 und die zweite Hall-Platte 34 in demselben homogenen Magnetfeld positioniert sind, das über den Magnetfelderzeuger 24 erzeugt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel steuert die Steuerung 22 ferner den Magnetfelderzeuger 24, um ein Differenz-Magnetfeld zu liefern, wobei die erste Hall-Platte 32 in einem ersten Magnetfeldfluss des Differenz-Magnetfeldes positioniert ist und eine zweite Hall-Platte 34 in einem zweiten Magnetfeldfluss des Differenz-Magnetfeldes positioniert ist, der im Wesentlichen entgegengesetzt zu dem ersten Magnetfeldfluss ist.
Der Verstärker 36 empfängt die Hall-Spannungen von der ersten Hall-Platte 32 und der zweiten Hall-Platte 34 und liefert Ausgangsspannungen, die den empfangenen Hall-Spannungen entsprechen. Die Steuerung 22 stellt den Verstärker 36 ein, um in einem normalen Modus oder einem Testmodus zu arbeiten, der auch als ein invertierter Modus (inverted mode) bezeichnet wird, über den DUT-Kommunikationsweg 30. In dem normalen Modus empfängt der Verstärker 36 die Hall-Spannungen von der ersten Hall-Platte 32 und der zweiten Hall-Platte 34 und liefert eine erste Ausgangsspannung, die einer Summierung der Spannungen auf einer der Positivspannungsseiten und einer der Negativspannungsseiten entspricht, und eine zweite Ausgangsspannung, die einer Summierung aus Spannungen auf der anderen der Positivspannungsseiten und der anderen der Negativspannungsseiten der Hall-Platten entspricht. In dem Testmodus empfängt der Verstärker 36 die Hall-Spannungen von der ersten Hall-Platte 32 und der zweiten Hall-Platte 34 und liefert eine erste Ausgangsspannung, die eine Summierung der Spannungen auf den Positivspannungsseiten entspricht, und eine zweite Ausgangsspannung, die einer Summierung der Spannungen auf den Negativspannungsseiten entspricht.
Bei der Operation im normalen Modus steuert die Steuerung 22 den Magnetfelderzeuger 24, um ein Differenz-Magnetfeld zu liefern, wo die erste Hall-Platte 32 in einem ersten Magnetfeldfluss des Differenz-Magnetfeldes positioniert ist und die zweite Hall-Platte 34 in einem zweiten Magnetfeldfluss des Differenz-Magnetfeldes positioniert ist. Der Verstärker 36 empfängt die Hall-Spannungen von der ersten Hall-Platte 32 und der zweiten Hall-Platte 34 und liefert eine erste Ausgangsspannung, die einer Summierung von Spannungen auf einer der Positivspannungsseiten und einer der Negativspannungsseiten entspricht, und eine zweite Ausgangsspannung, die einer Summierung von Spannungen auf der anderen der Positivspannungsseiten und auf der anderen der Negativspannungsseiten der Hall-Platten entspricht.
Bei der Operation im Testmodus steuert die Steuerung 22 den Magnetfelderzeuger 24, um ein homogenes Magnetfeld zuliefern, wo die erste Hall-Platte 32 und die zweite Hall-Platte 34 in demselben homogenen Magnetfeld positioniert sind, das über den Magnetfelderzeuger 24 erzeugt wird. Der Verstärker 36 empfängt die Hall-Spannungen von einer ersten Hall-Platte 32 und einer zweiten Hall-Platte 34 und liefert eine erste Ausgangsspannung, die einer Summierung der Spannungen auf den Positivspannungsseiten entspricht, und eine zweite Ausgangsspannung, die einer Summierung der Spannungen auf den Negativspannungsseiten entspricht.
Differenz-Hall-Effekt-Sensoren, wie z. B. der Hall-Sensor 26, werden in einem homogenen Magnetfeld getestet und nicht in einem Differenz-Magnetfeld. Das homogene Magnetfeld ist einfacher zu erzeugen als das Differenz-Magnetfeld, und mechanische Positionierungstoleranzen sind nicht so eng, was Messfehler verringert und Produkterträge erhöht. Ferner muss der Hall-Sensor 26 nicht in engem Kontakt mit dem Magnetfelderzeuger 24 sein, was die Verschlechterung des Magnetfelderzeugers 24 reduziert und stabile Messungen fördert.
2 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Magnetfelderzeugers 100 und eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors darstellt, der als Hall-Sensor 102 bezeichnet wird. Der Magnetfelderzeuger 100 ist ähnlich zu dem Magnetfelderzeuger 24 und der Hall-Sensor 102 ist ähnlich zu dem Hall-Sensor 26.
Der Magnetfelderzeuger 100 umfasst eine Spule 104 und einen Kern 106. Strom I bei 108 wird durch die Spule 104 geleitet und das Magnetfeld ist um jede Drahtwicklung mit den Magnetfeldern von benachbarten Wicklungen verknüpft, um ein zweipoliges Magnetfeld zu erzeugen, ähnlich zu dem eines einfachen Stabmagneten. Der Kern 106 empfängt das zweipolige Magnetfeld derart, dass ein Ende des Kerns 106 ein Nordpol N ist und das andere Ende ein Südpol S ist. Das daraus resultierende Magnetfeld erstreckt sich von dem Nordpol N zu dem Südpol S. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Kern 106 ein Eisenkern und der Magnetfelderzeuger 100 ist ein Eisenkernelektromagnet.
Der Hall-Sensor 102 umfasst eine erste Hall-Platte 110, eine zweite Hall-Platte 112 und einen Verstärker (nicht gezeigt). Die erste Hall-Platte 110 ist in den Magnetfeldlinien des Flusses positioniert, die sich von dem Nordpol N hin zu dem Boden des Hall-Sensors 102 erstrecken, und die zweite Hall-Platte 112 ist in den Magnetfeldlinien des Flusses positioniert, die sich in der entgegengesetzten Richtung erstrecken, von dem Boden des Hall-Sensors 102 zu dem Südpol S. Der Hall-Sensor 102 kann bei diesem Differenz-Magnetfeld in dem normalen Modus oder in dem Testmodus sein.
In Betrieb steuert die Steuerung 22 den Magnetfelderzeuger 100, um das Differenz-Magnetfeld zu liefern. Die erste Hall-Platte 110 ist in dem Magnetfeldfluss positioniert, der sich von dem Nordpol N hin zu dem Boden des Hall-Sensors 102 erstreckt, und die zweite Hall-Platte 112 ist in dem entgegengesetzten Magnetfeldfluss positioniert. Messungen können von dem Hall-Sensor 102 in dem normalen Modus und/oder dem invertierten Modus in dem Differenz-Magnetfeld genommen werden.
3 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Homogen-Magnetfelderzeugers 120 und eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors darstellt, das als Hall-Sensor 122 bezeichnet wird. Der Magnetfelderzeuger 120 umfasst ein Helmholtz-Spulenpaar 124 und 126, die eine Region eines annähernd einheitlichen Magnetfeldes 128 erzeugen. Der Magnetfelderzeuger 120 ist ähnlich zu dem Magnetfelderzeuger 24 und der Hall-Sensor 122 ist ähnlich zu dem Hall-Sensor 26.
Die erste Helmholtz-Spule 124 und die zweite Helmholtz-Spule 126 sind im Wesentlichen identische, kreisförmige Magnetspulen, die symmetrisch auf jeder Seite des Hall-Sensors 122 entlang einer gemeinsamen Achse platziert sind. Die erste und die zweite Helmholtz-Spule 124 und 126 sind durch eine Distanz h getrennt, die gleich dem Radius einer der Spulen 124 und 126 ist. Jede der Spulen 124 und 126 trägt einen gleichen elektrischen Strom I, der in derselben Richtung fließt.
Der Strom I1 bei 130 wird durch die Spule 124 geleitet und das Magnetfeld um jede Drahtwicklung ist mit Magnetfeldern von benachbarten Wicklungen verknüpft bzw. verbunden, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Der Strom I2 bei 132 wird durch die Spule 126 geleitet und das Magnetfeld um jede Drahtwicklung ist mit den Magnetfeldern von benachbarten Wicklungen verknüpft, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Das resultierende Magnetfeld bei 128 ist ein einheitliches, homogenes Magnetfeld, das sich von der ersten Helmholtz-Spule 124 durch die zweite Helmholtz-Spule 126 erstreckt.
Der Hall-Sensor 122 umfasst eine erste Hall-Platte 134, eine zweite Hall-Platte 136 und einen Verstärker (nicht gezeigt). Die erste und die zweite Hall-Platte 134 und 136 sind in demselben, homogenen Magnetfeld 128 positioniert. Der Hall-Sensor 122 kann in dem homogenen Magnetfeld bei 128 in dem normalen Modus oder in dem Testmodus positioniert sein.
In Betrieb steuert die Steuerung 22 den Magnetfelderzeuger 120, um das homogene Magnetfeld bei 128 bereitzustellen. Die erste und die zweite Hall-Platte 134 und 136 sind in demselben homogenen Magnetfeld 128 positioniert und Messungen werden von dem Hall-Sensor 122 in dem normalen Modus und/oder dem invertierten Modus in dem homogenen Magnetfeld 128 genommen.
4 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines anderen Homogen-Magnetfelderzeugers 140 und eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors darstellt, der als Hall-Sensor 142 bezeichnet wird. Der Magnetfelderzeuger 140 ist ähnlich zu dem Magnetfelderzeuger 24 und der Hall-Sensor 142 ist ähnlich zu dem Hall-Sensor 26.
Der Magnetfelderzeuger 140 umfasst eine Spule 144 und einen Ferritkern 146. Strom I bei 148 wird durch die Spule 144 geleitet und das Magnetfeld um jede Drahtwicklung ist mit Magnetfeldern von benachbarten Wicklungen verknüpft, um ein Antriebsmagnetfeld zu erzeugen. Der Ferritkern 146 empfängt das Antriebsmagnetfeld, und die ferromagnetische Eigenschaft des Ferritkerns 146 verursacht, dass sich die internen, magnetischen Bereiche des Eisens mit dem kleineren Antriebsmagnetfeld ausrichten, das durch den Strom I in der Spule 144 erzeugt wird. Der Effekt ist die Multiplikation des Antriebsmagnetfeldes um einen Faktor von mehreren zehn bis sogar tausenden. Das resultierende Magnetfeld bei 150 ist ein einheitliches, homogenes Magnetfeld, das sich von dem Ferritkern 146 durch den Hall-Sensor 142 erstreckt.
Der Hall-Sensor 142 umfasst eine erste Hall-Platte 152, eine zweite Hall-Platte 154 und einen Verstärker (nicht gezeigt). Die erste und die zweite Hall-Platte 152 und 154 sind in demselben homogenen Magnetfeld 150 positioniert. Der Hall-Sensor 142 kann in dem homogenen Magnetfeld bei 150 in dem normalen Modus oder in dem Testmodus sein.
In Betrieb steuert die Steuerung 22 den Magnetfelderzeuger 140, um das homogene Magnetfeld bei 150 bereitzustellen. Die erste und die zweite Hall-Platte 152 und 154 sind in demselben homogenen Magnetfeld 150 positioniert und Messungen werden von dem Hall-Sensor 142 in dem normalen Modus und/oder dem invertierten Modus genommen.
5 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors 200 darstellt, der in einem homogenen Magnetfeld getestet werden kann. Der Hall-Sensor 200 ist ähnlich zu dem Hall-Sensor 26 (gezeigt in 1) und kann in dem System 20 aus 1 getestet werden.
Der Hall-Sensor 200 umfasst eine linke Hall-Platte 202, eine rechte Hall-Platte 204, eine linke Stromquelle 206 und eine rechte Stromquelle 208. Die linke Hall-Platte 202 ist elektrisch mit der linken Stromquelle 206 über einen linken Stromquellenweg 210 gekoppelt, und die rechte Hall-Platte 204 ist elektrisch mit der rechten Stromquelle 208 über einen rechten Stromquellenweg 212 gekoppelt. Die linke Stromquelle 206 ist elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse, bei 214, und die rechte Stromquelle 208 ist elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse, bei 216. Die linke Hall-Platte 202 und die rechte Hall-Platte 204 sind elektrisch mit der Leistung VDD über den Leistungsversorgungsweg 218 gekoppelt. Die linke Stromquelle 206 liefert einen linken Hall-Platten-Strom durch die linke Hall-Platte 202, und die rechte Stromquelle 208 liefert einen rechten Hall-Platten-Strom durch die rechte Hall-Platte 204. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Größe und Richtung des linken Hall-Platten-Stroms die gleiche wie die Größe und Richtung des rechten Hall-Platten-Stroms.
Die linke Hall-Platte 202 und die rechte Hall-Platte 204 sind in einem Magnetfeld positioniert, um Hall-Spannungen zu liefern. Die linke Hall-Platte 202 liefert eine erste Hall-Spannung und umfasst eine Positivspannungsseite einer linken Hall-Platte HLP und eine Negativspannungsseite einer linken Hall-Platte HLN. Die rechte Hall-Platte 204 liefert eine zweite Hall-Spannung und umfasst eine Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP und eine Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Die linke Hall-Platte 202 und die rechte Hall-Platte 204 sind in dem Hall-Sensor 200 derart positioniert, dass die Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und die Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP in dieselbe Richtung gewandt sind, und die Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und die Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN in dieselbe und entgegengesetzte Richtung gewandt sind.
Der Hall-Sensor 200 umfasst einen Vier-Eingangs-Verstärker 220, der eine erste Eingangsstufe 222, eine zweite Eingangsstufe 224, eine erste Lastimpedanz 226 und eine zweite Lastimpedanz 228 umfasst. Die erste Eingangsstufe 222 ist elektrisch mit der linken Hall-Platte 202 gekoppelt, um die erste Hall-Spannung zu empfangen, und die zweite Eingangsstufe 224 ist elektrisch mit der rechten Hall-Platte 204 gekoppelt, um die zweite Hall-Spannung zu empfangen.
Die erste Eingangsstufe 222 umfasst ein erstes differentielles Paar aus Eingangstransistoren 230 und 232, einen ersten und zweiten Überkreuzungstransistor 234 und 236, einen ersten und einen zweiten Sperrtransistor 238 und 240 und eine erste Eingangsstufenstromquelle 242. Jeder des ersten differentiellen Paars aus Eingangstransistoren 230 und 232 ist ein Bipolartransistor. Jeder des ersten und des zweiten Überkreuzungstransistors 234 und 236 und jeder des ersten und des zweiten Sperrtransistors 238 und 240 ist ein p-Kanal-Metalloxidhalbleiter-(PMOS; p-channel metal oxide semiconductor) Transistor.
Die Basis des Eingangstransistors 230 ist elektrisch mit der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP über einen linken positiven Seitenweg 244 gekoppelt, und die Basis des Eingangstransistors 232 ist elektrisch mit der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN über den linken negativen Seitenweg 246 gekoppelt. Die Emitter der Eingangstransistoren 230 und 232 sind elektrisch miteinander und mit der ersten Eingangsstufenstromquelle 242 über einen ersten Stromquellenweg 248 gekoppelt. Die erste Eingangsstufenstromquelle 242 ist elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse, bei 250.
Der Kollektor des Eingangstransistors 230 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Überkreuzungstransistors 234 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Sperrtransistors 238 über den ersten Kollektorweg 252 gekoppelt. Der Kollektor des Eingangstransistors 232 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Überkreuzungstransistors 236 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Sperrtransistors 240 über den zweiten Kollektorweg 254 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Sperrtransistors 238 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Überkreuzungstransistors 236 und mit einer Seite der ersten Lastimpedanz 226 über den ersten Ausgangsweg 256 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Sperrtransistors 240 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain- Source-Wegs des ersten Überkreuzungstransistors 234 und mit einer Seite der zweiten Lastimpedanz 228 über einen zweiten Ausgangsweg 258 gekoppelt. Jedes der Gates des ersten und zweiten Überkreuzungstransistors 234 und 236 ist elektrisch mit einem Testmodus- oder Inversmodussignal INV bei 260 gekoppelt. Jedes der Gates des ersten und zweiten Sperrtransistors 238 und 240 ist elektrisch mit einem Normalmodus-Signal NORM bei 262 gekoppelt.
Die zweite Eingangsstufe 224 umfasst ein zweites differentielles Paar aus Eingangstransistoren 264 und 266, einen dritten und vierten Überkreuzungstransistor 268 und 270, einen dritten und vierten Sperrtransistor 272 und 274 und eine zweite Eingangsstufenstromquelle 276. Jeder des zweiten differentiellen Paars aus Eingangstransistoren 264 und 266 ist ein Bipolartransistor. Jeder des dritten und des vierten Überkreuzungstransistors 268 und 270 und jeder des dritten und des vierten Sperrtransistors 272 und 274 ist ein PMOS-Transistor.
Die Basis des Eingangstransistors 264 ist elektrisch mit der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN über den rechten negativen Seitenweg 2784 gekoppelt, und die Basis des Eingangstransistors 266 ist elektrisch mit der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP über den rechten positiven Seitenweg 280 gekoppelt. Die Emitter der Eingangstransistoren 264 und 266 sind elektrisch miteinander und mit einer zweiten Eingangsstufenstromquelle 276 über einen zweiten Stromquellenweg 282 gekoppelt. Die zweite Eingangsstufenstromquelle 276 ist elektrisch bei 284 mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse.
Der Kollektor des Eingangstransistors 264 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des dritten Überkreuzungstransistors 268 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des dritten Sperrtransistors 272 über den dritten Kollektorweg 286 gekoppelt. Der Kollektor des Eingangstransistors 266 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des vierten Überkreuzungstransistors 270 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des vierten Sperrtransistors 2740 über den vierten Kollektorweg 288 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des dritten Sperrtransistors 272 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des vierten Überkreuzungstransistors 270 und mit einer Seite der ersten Lastimpedanz 226 über den ersten Ausgangsweg 256 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des vierten Sperrtransistors 274 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des dritten Überkreuzungstransistors 268 und mit einer Seite der zweiten Lastimpedanz 228 über den zweiten Ausgangsweg 258 gekoppelt. Die anderen Seiten der ersten und der zweiten Lastimpedanz 226 und 228 sind elektrisch mit einer Leistung VDD über den Leistungsversorgungsweg 218 gekoppelt. Ferner ist jedes der Gates des dritten und vierten Überkreuzungstransistors 268 und 270 elektrisch mit einer Leistung VDD über einen Leistungsversorgungsweg 218 gekoppelt, und jedes der Gates des dritten und vierten Sperrtransistors 272 und 274 ist elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse, bei 290.
In dem normalen Modus ist das Inversmodussignal INV bei 260 auf einem Hochspannungspegel, der die Überkreuzungstransistoren 234 und 236 ausschaltet, und das Normalmodussignal NORM bei 262 ist auf einem Niedrigspannungspegel, der die Sperrtransistoren 238 und 240 einschaltet. Überkreuzungstransistoren 268 und 270 werden über die Leistung VDD bei 218 ausgeschaltet, und Sperrtransistoren 272 und 274 werden über die Referenz bei 290 eingeschaltet.
In dem normalen Modus und in einem Differenz-Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 230 bzw. 264 vor. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 232 bzw. 266 vor. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen von demselben Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
Der Strom durch die Eingangstransistoren 230 und 264 fließt durch die erste Lastimpedanz 226, und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 226. Der Strom durch die Eingangstransistoren 232 und 266 fließt durch die zweite Lastimpedanz 228 und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 228. Die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Die Spannung an den zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Dies ist der normale Operationsmodus des Hall-Sensors 200.
In dem normalen Modus und in einem homogenen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechte Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungs seite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN.
Da die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN auf die Eingangstransistoren 230 bzw. 264 vorspannen, und die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP auf die Eingangstransistoren 232 bzw. 266 vorspannen, ist der Strom durch die Eingangstransistoren 230 und 264 derselbe Betrag wie der Strom durch die Eingangstransistoren 232 und 266. Wenn die erste Lastimpedanz 226 gleich der zweiten Lastimpedanz 228 ist, ist die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA dieselbe wie die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB, derart, dass die Differenz null ist. Ferner entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN, und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
In dem invertierten Modus ist das Inversmodussignal INV bei 260 auf einem Niedrigspannungspegel, der die Überkreuzungstransistoren 234 und 236 einschaltet, und das Normalmodus-Signal NORM bei 262 ist auf einem hohen Spannungspegel, der die Sperrtransistoren 238 und 240 ausschaltet. Die Überkreuzungstransistoren 268 und 270 werden über die Leistung VDD bei 218 abgeschaltet, und die Sperrtransistoren 272 und 274 werden über die Referenz bei 290 eingeschaltet.
In dem invertierten Modus und in einem homogenen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 230 bzw. 266 vor. Ferner sind die Span nungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 232 bzw. 264 vor. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechte Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN.
Der Strom durch die Eingangstransistoren 232 und 264 fließt durch die erste Lastimpedanz 226 und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 226. Der Strom durch die Eingangstransistoren 230 und 266 fließt durch die zweite Lastimpedanz 228 und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 228. Die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Dies ist der Testoperationsmodus des Hall-Sensors 200 in einem homogenen Magnetfeld.
In dem invertierten bzw. umgekehrten Modus und in einem Differenz-Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall- Platte HRN im Wesentlichen derselbe Betrag und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
Da die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP auf die Eingangstransistoren 230 bzw. 266 vorspannen, und die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN auf die Eingangstransistoren 232 bzw. 264 vorspannen, ist der Strom durch die Eingangstransistoren 230 und 266 derselbe Betrag wie der Strom durch die Eingangstransistoren 232 und 264. Wenn die erste Lastimpedanz 226 gleich der zweiten Lastimpedanz 228 ist, ist die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA dieselbe wie die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB, derart, dass die Differenz null ist. Ferner entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN, und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Dies ist die Testmodusoperation des Hall-Sensors 200 in einem Differenz-Magnetfeld.
6 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors 300 darstellt, der Hall-Platten-Ausgänge aus einer Hall-Platte mit Eingängen eines Verstärkers in einem Testmodus kreuzt. Der Hall-Sensor 300 kann ein einem homogenen Magnetfeld getestet werden. Der Hall-Sensor 300 ist ähnlich zu dem Hall-Sensor 26 (gezeigt in 1) und kann in dem System 20 aus 1 getestet werden.
Der Hall-Sensor 300 umfasst eine linke Hall-Platte 302 und eine rechte Hall-Platte 304, eine linke Stromquelle 306 und eine rechte Stromquelle 308. Die linke Hall-Platte 302 ist elektrisch mit der linken Stromquelle 306 und mit der rechten Stromquelle 308 über einen Stromquellenweg 310 gekoppelt. Die rechte Hall-Platte 304 ist elektrisch mit der linken Stromquelle 306 und mit der rechten Stromquelle 308 über einen Stromquellenweg 310 gekoppelt. Die linke Stromquelle 306 ist elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. mit Masse, bei 312, und die rechte Stromquelle 308 ist elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse, bei 314. Die linke Hall-Platte 302 und die rechte Hall-Platte 304 sind elektrisch mit Leistung VDD über einen Leistungsversorgungsweg 316 gekoppelt. Die linke und die rechte Stromquelle 306 und 308 stellen einen linken Hall-Plattenstrom durch die linke Hall-Platte 302 und einen rechten Hall-Plattenstrom durch die rechte Hall-Platte 304 bereit. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Betrag und die Richtung des linken Hall-Plattenstroms dasselbe wie der Betrag und die Richtung des rechten Hall-Plattenstroms.
Die linke Hall-Platte 302 und die rechte Hall-Platte 304 sind in einem Magnetfeld positioniert, um Hall-Spannungen zu liefern. Die linke Hall-Platte 302 liefert eine erste Hall-Spannung und umfasst eine Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und eine Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN. Die rechte Hall-Platte 304 liefert eine zweite Hall-Spannung und umfasst eine Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP und eine Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Die linke Hall-Platte 302 und die rechte Hall-Platte 304 sind in dem Hall-Sensor 300 derart positioniert, dass die Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und die Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP in dieselbe Richtung gewandt sind, und die Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und die Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN in dieselbe und entgegengesetzte Richtung gewandt sind.
Der Hall-Sensor 300 umfasst einen Vier-Eingangs-Verstärker 318, der eine erste Eingangsstufe 320, eine zweite Eingangs stufe 322, eine erste Lastimpedanz 324 und eine zweite Lastimpedanz 326 umfasst.
Die erste Eingangsstufe 320 umfasst ein erstes differentielles Paar aus Eingangstransistoren 328 und 330, einen ersten und einen zweiten Normalmodus-Durchlasstransistor 332 und 334, einen ersten und einen zweiten Überkreuzungstransistor (cross-over transistor) 336 und 338, einen ersten Eingangslasttransistor 340 und eine erste Eingangsstufenstromquelle 342. Jeder des ersten differentiellen Paars aus Eingangstransistoren 328 und 330 ist ein Bipolartransistor. Jeder des ersten und des zweiten Normalmodus-Durchlasstransistors 332 und 334 und jeder des ersten und des zweiten Überkreuzungstransistors 336 und 338 ist ein 1× PMOS-Transistor. Der erste Eingangslasttransistor 340 ist ein 2× PMOS-Transistor.
Die Basis des Eingangstransistors 328 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Durchlasstransistors 332 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Überkreuzungstransistor 338 über den Eingangsweg 344 gekoppelt. Die Basis des Eingangstransistors 330 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Eingangslasttransistors 340 über den Eingangsweg 346 gekoppelt. Die Emitter der Eingangstransistoren 328 und 330 sind elektrisch miteinander und mit einer ersten Eingangsstufenstromquelle 342 über einen ersten Stromquellenweg 348 gekoppelt. Die erste Eingangsstufenstromquelle 342 ist bei 350 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. mit Masse.
Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Durchlasstransistors 332 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Überkreuzungstransistors 336 und mit der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP über den linken positiven Seitenweg 352 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Überkreuzungstransistors 338 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Durchlasstransistors 334 und mit der Negativspan nungsseite der linken Hall-Platte HLN über den linken, negativen Seitenweg 354 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Durchlasstransistors 334 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Überkreuzungstransistors 336 über einen Eingangsweg 356 gekoppelt. Jedes der Gates des ersten und zweiten Durchlasstransistors 332 und 334 ist elektrisch mit dem Normalmodus-Signal NORM bei 358 gekoppelt. Jedes der Gates des ersten und des zweiten Überkreuzungstransistors 336 und 338 ist elektrisch mit einem Testmodus – oder Inversmodussignal (inverted mode signal) INV bei 360 gekoppelt. Die andere Seite des ersten Eingangslasttransistors 340 ist elektrisch mit der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP über den rechten, positiven Seitenweg 362 gekoppelt, und das Gate des ersten Eingangslasttransistors 340 ist bei 364 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse.
Die zweite Eingangsstufe 322 umfasst ein zweites differentielles Paar aus Eingangstransistoren 366 und 368, einen zweiten Eingangslasttransistor 370 und eine zweite Eingangsstufenstromquelle 372. Jeder des zweiten differentiellen Paars aus Eingangstransistoren 366 und 368 ist ein Bipolartransistor, und der zweite Eingangslasttransistor 370 ist ein 2× PMOS-Transistor.
Die Basis des Eingangstransistors 366 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Eingangslasttransistors 370 über den Eingangsweg 374 gekoppelt. Die Basis des Eingangstransistors 368 ist elektrisch mit dem Drain-Source-Weg des zweiten Durchlasstransistors 334 und mit dem Drain-Source-Weg des ersten Überkreuzungstransistors 336 über den Eingangsweg 356 gekoppelt. Die Emitter der Eingangstransistoren 366 und 368 sind elektrisch miteinander und mit einer zweiten Eingangsstufenstromquelle 372 über einen zweiten Stromquellenweg 376 gekoppelt. Die zweite Eingangsstufenstromquelle 372 ist bei 378 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse. Die andere Seite des zweiten Eingangslasttransistors 370 ist elektrisch mit der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN über den rechten, negativen Seitenweg 380 gekoppelt, und das Gate des zweiten Eingangslasttransistors 370 ist bei 382 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse.
Der Kollektor des Eingangstransistors 328 ist elektrisch mit dem Kollektor des Eingangstransistors 366 und mit einer Seite der ersten Lastimpedanz 324 über einen ersten Ausgangsweg 384 gekoppelt. Der Kollektor des Eingangstransistors 330 ist elektrisch mit dem Kollektor des Eingangstransistors 368 und mit einer Seite der zweiten Lastimpedanz 326 über einen zweiten Ausgangsweg 386 gekoppelt. Die anderen Seiten der ersten und der zweiten Lastimpedanz 324 und 326 sind elektrisch mit Leistung VDD über einen Leistungsversorgungsweg 316 gekoppelt.
In dem normalen Modus ist das Inversmodussignal (inverted mode signal) INV bei 360 auf einem hohen Spannungspegel, der die Überkreuzungstransistoren 336 und 338 abschaltet, und das Normalmodus-Signal NORM bei 358 ist auf einem niedrigen Spannungspegel, der die Durchlasstransistoren 332 und 334 einschaltet. Der erste und der zweite Eingangslasttransistor 340 und 370 werden über die Referenzen bei 364 und 382 eingeschaltet.
In dem normalen Modus und in einem differentiellen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 328 bzw. 366 vor. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 330 bzw. 368 vor. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
Der Strom durch die Eingangstransistoren 328 und 366 fließt durch die erste Lastimpedanz 324, und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA bei 384 ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 324. Der Strom durch die Eingangstransistoren 330 und 368 fließt durch die zweite Lastimpedanz 326 und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB bei 386 ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 326. Die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Dies ist der normale Operationsmodus des Hall-Sensors 300.
In dem normalen Modus und in einem homogenen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechte Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN.
Da die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN auf die Eingangstransistoren 328 bzw. 366 vorspannen, und die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP auf die Eingangstransistoren 330 bzw. 368 vorspannen, ist der Strom durch die Eingangstransistoren 328 und 366 derselbe Betrag wie der Strom durch die Eingangstransistoren 330 und 368. Wenn die erste Lastimpedanz 324 gleich der zweiten Lastimpedanz 326 ist, ist die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA dieselbe wie die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB, derart, dass die Differenz null ist. Ferner entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN, und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
In dem invertierten Modus ist das Inversmodussignal INV bei 360 auf einem Niedrigspannungspegel, der die Überkreuzungstransistoren 336 und 338 einschaltet, und das Normalmodus-Signal NORM bei 358 ist auf einem hohen Spannungspegel, der die Durchlasstransistoren 332 und 334 ausschaltet. Der erste und der zweite Eingangslasttransistor 340 und 370 werden über die Referenzen bei 364 und 382 eingeschaltet.
In dem invertierten Modus und in einem homogenen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 330 bzw. 368 vor. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 328 bzw. 366 vor. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechte Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Betrag und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN.
Der Strom durch die Eingangstransistoren 328 und 366 fließt durch die erste Lastimpedanz 324 und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 324. Der Strom durch die Eingangstransistoren 330 und 368 fließt durch die zweite Lastimpedanz 326 und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 326. Die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Dies ist der Testoperationsmodus des Hall-Sensors 300 in einem homogenen Magnetfeld.
In dem invertierten Modus und in einem Differenz-Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
Da die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP auf die Eingangstransistoren 330 bzw. 368 vorspannen, und die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN auf die Eingangstransistoren 328 bzw. 366 vorspannen, ist der Strom durch die Eingangstransistoren 330 und 368 derselbe Betrag wie der Strom durch die Eingangstransistoren 328 und 366. Wenn die erste Lastimpedanz 324 gleich der zweiten Lastimpedanz 326 ist, ist die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA dieselbe wie die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB, derart, dass die Differenz null ist. Ferner entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN, und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Dies ist die Testmodusoperation des Hall-Sensors 300 in einem Differenzmagnetfeld.
7 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors 400 darstellt, der konfiguriert ist, um die Hall-Spannungen einer linken Hall-Platte 402 und/oder einer rechten Hall-Platte 404 kurzzuschließen. Der Hall-Sensor 400 kann in einem homogenen Magnetfeld getestet werden. Der Hall-Sensor 400 ist ähnlich zu dem Hall-Sensor 26 (gezeigt in 1) und kann in dem System 20 aus 1 getestet werden.
Der Hall-Sensor 400 umfasst eine linke Hall-Platte 402 und eine rechte Hall-Platte 404, eine linke Stromquelle 406 und eine rechte Stromquelle 408. Die linke Hall-Platte 402 ist elektrisch mit der linken Stromquelle 406 und mit der rechten Stromquelle 408 über einen Stromquellenweg 410 gekoppelt. Die rechte Hall-Platte 404 ist elektrisch mit der linken Stromquelle 406 und mit der rechten Stromquelle 408 über den Stromquellenweg 410 gekoppelt. Die linke Stromquelle 406 ist bei 412 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. mit Masse, und eine rechte Stromquelle 408 ist bei 414 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse. Die linke Hall-Platte 402 und die rechte Hall-Platte 404 sind elektrisch mit Leistung VDD über einen Leistungsversorgungsweg 416 gekoppelt. Die linke und die rechte Stromquelle 406 und 408 liefern einen linken Hall-Plattenstrom durch die linke Hall-Platte 402 und einen rechten Hall-Plattenstrom durch die rechte Hall-Platte 404. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Betrag und die Richtung des linken Hall-Plattenstroms dasselbe wie der Betrag und die Richtung des rechten Hall-Plattenstroms.
Die linke Hall-Platte 402 und die rechte Hall-Platte 404 sind in einem Magnetfeld positioniert, um Hall-Spannungen zu liefern. Die linke Hall-Platte 402 liefert eine erste Hall-Spannung und umfasst eine Positivspannungsseite einer linken Hall-Platte HLP und eine Negativspannungsseite einer linken Hall-Platte HLN. Die rechte Hall-Platte 404 liefert eine zweite Hall-Spannung und umfasst eine Positivspannungsseite einer rechten Hall-Platte HRP und eine Negativspannungsseite einer rechten Hall-Platte HRN. Die linke Hall-Platte 402 und die rechte Hall-Platte 404 sind in dem Hall-Sensor 400 positioniert, derart, dass die Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und die Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP in dieselbe Richtung gewandt sind, und die Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und die Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN in dieselbe und entgegengesetzte Richtung gewandt sind.
Der Hall-Sensor 400 umfasst einen Vier-Eingangs-Verstärker 418, der eine erste Eingangsstufe 420, eine zweite Eingangsstufe 422, eine erste Lastimpedanz 424 und eine zweite Lastimpedanz 426 umfasst. Die erste Eingangsstufe 420 umfasst ein erstes differentielles Paar aus Eingangstransistoren 428 und 430, einen ersten Kurzschlusstransistor 432 und eine erste Eingangsstufenstromquelle 434. Die zweite Eingangsstufe 422 umfasst ein zweites differentielles Paar aus Eingangstransistoren 436 und 438, einen zweiten Kurzschlusstransistor 440 und eine zweite Eingangsstufenstromquelle 442. Jeder des ersten differentiellen Paars aus Eingangstransistoren 428 und 430 und jeder des zweiten differentiellen Paars aus Eingangstransistoren 436 und 438 ist ein Bipolartransistor. Jeder des ersten und des zweiten Kurzschlusstransistors 432 und 440 ist ein PMOS-Transistor.
Die Basis des Eingangstransistors 428 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Kurzschlusstransistors 432 und mit der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP über den linken, positiven Seitenweg 444 gekoppelt. Die Basis des Eingangstransistors 430 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Kurzschlusstransistors 440 und mit der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP über den rechten positiven Seitenweg 446 gekoppelt. Die Emitter der Eingangstransistoren 428 und 430 sind elektrisch miteinander und mit einer ersten Eingangsstufenstromquelle 434 über den ersten Stromquellenweg 448 gekoppelt. Die erste Eingangsstufenstromquelle 434 ist bei 450 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. mit Masse.
Die Basis des Eingangstransistors 436 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Kurzschlusstransistors 440 und mit der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN über den rechten, negativen Seitenweg 452 gekoppelt. Die Basis des Eingangstransistors 438 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Kurzschlusstransistors 432 und mit der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN über den linken, negativen Seitenweg 454 gekoppelt. Die Emitter der Eingangstransistoren 436 und 438 sind elektrisch miteinander und mit der zweiten Eingangsstufenstromquelle 442 über den zweiten Stromquellenweg 456 gekoppelt. Die zweite Eingangsstufenstromquelle 442 ist bei 458 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. mit Masse.
Das Gate des ersten Kurzschlusstransistors 432 empfängt ein linkes Testmodus- oder linkes Inversmodussignal INVL bei 460, und das Gate des zweiten Kurzschlusstransistors 440 empfängt das rechte Testmodus- oder rechte Inversmodussignal INVR bei 462.
Der Kollektor des Eingangstransistors 428 ist elektrisch mit dem Kollektor des Eingangstransistors 436 und mit einer Seite der ersten Lastimpedanz 424 über den ersten Ausgangsweg 464 gekoppelt. Der Kollektor des Eingangstransistors 430 ist elektrisch mit dem Kollektor des Eingangstransistors 438 und mit einer Seite der zweiten Lastimpedanz 426 über einen zweiten Ausgangsweg 466 gekoppelt. Die anderen Seiten der ersten und der zweiten Lastimpedanz 424 und 426 sind elektrisch mit Leistung VDD über den Leistungsversorgungsweg 416 gekoppelt.
In dem normalen Modus sind das linke Inversmodussignal INVL bei 460 und das rechte Inversmodussignal INVR bei 462 auf hohen Spannungspegeln, die die Kurzschlusstransistoren 432 und 440 abschalten.
In dem normalen Modus und in einem Differenzmagnetfeld (differential magnetic field) sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 428 bzw. 436 vor. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen dieselben und spannen auf Eingangstransistoren 430 bzw. 438 vor. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
Der Strom durch die Eingangstransistoren 428 und 436 fließt durch die erste Lastimpedanz 424, und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA bei 464 ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 424. Der Strom durch die Eingangstransistoren 430 und 438 fließt durch die zweite Lastimpedanz 426 und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB bei 466 ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 426. Die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Dies ist der normale Operationsmodus des Hall-Sensors 400.
In dem normalen Modus und in einem homogenen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN.
Da die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN auf die Eingangstransistoren 428 bzw. 436 vorspannen, und die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP auf die Eingangstransistoren 430 bzw. 438 vorspannen, ist der Strom durch die Eingangstransistoren 428 und 436 derselbe Betrag wie der Strom durch die Eingangstransistoren 430 und 438. Wenn die erste Lastimpedanz 424 gleich der zweiten Lastimpedanz 426 ist, ist die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA dieselbe wie die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB, derart, dass die Differenz null ist. Ferner entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN, und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
In dem invertierten Modus ist eines der Inversmodussignale INVL bei 460 und INVR bei 462 auf einem niedrigen Spannungspegel, und das andere der Inversmodussignale INVL bei 460 und INVR bei 462 ist auf einem hohen Spannungspegel.
In einem ersten invertierten Modus und in einem homogenen oder differentiellen Magnetfeld ist das linke Inversmodussignal INVL bei 460 auf einem niedrigen Spannungspegel, der einen ersten Kurzschlusstransistor 432 einschaltet, und das rechte Inversmodussignal INVR ist auf einem hohen Spannungspegel, der den zweiten Kurzschlusstransistor 440 ausschaltet. Die erste Hall-Spannung über die erste Hall-Platte 402 wird auf null Volt kurzgeschlossen, und die Spannung auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP ist im Wesentlichen gleich der Spannung auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Spannung auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP null, und die Spannung auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN ist null.
Die Spannung auf der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP spannt auf den Eingangstransistor 430 vor, und die Spannung auf der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN spannt auf den Eingangstransistor 436 vor. Ein Strom durch den Eingangstransistor 436 fließt durch die erste Lastimpedanz 424 und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 424. Der Strom durch den Eingangstransistor 430 fließt durch die zweite Lastimpedanz 426 und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 426. Die Differenz zwischen dem ersten Ausgang OUTA bei 464 und dem zweiten Ausgang OUTB bei 466 entspricht der Magnetfeldstärke und -richtung. Bei einem Aspekt entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA bei 464 den Spannungen auf der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN und entweder der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN oder der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP. Bei einem Aspekt entspricht die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB bei 466 den Spannungen auf der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP und entweder der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP oder der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN.
In einem zweiten invertierten Modus und in einem homogenen oder differentiellen Magnetfeld ist das rechte Inversmodussignal INVR bei 462 auf einem niedrigen Spannungspegel, was den zweiten Kurzschlusstransistor 440 einschaltet, und das linke Inversmodussignal INVL ist auf einem hohen Spannungspegel, was den ersten Kurzschlusstransistor 432 ausschaltet. Die zweite Hall-Spannung über die zweite Hall-Platte 404 wird auf null Volt kurzgeschlossen, und die Spannung auf der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP ist im Wesentlichen gleich zu der Spannung auf der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Spannung auf der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP null, und die Spannung auf der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HLN ist null.
Die Spannung auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP spannt auf den Eingangstransistor 428 vor, und die Spannung auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN spannt auf den Eingangstransistor 438 vor. Strom durch den Eingangstransistor 428 fließt durch die erste Lastimpedanz 424 und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 424. Strom durch den Eingangstransistor 438 fließt durch die zweite Lastimpedanz 426 und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 426. Die Differenz zwischen dem ersten Ausgang OUTA und dem zweiten Ausgang OUTB entspricht der Magnetfeldstärke und -richtung. Bei einem Aspekt entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA bei 464 den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN oder der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Bei einem Aspekt entspricht die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB bei 466 den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und entweder der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN oder der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Der Hall-Sensor 400 kann in einem homogenen Magnetfeld oder einem differentiellen Magnetfeld über den ersten und zweiten invertierten Modus getestet werden.
8 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Differenz-Hall-Effekt-Sensors 500 darstellt, der konfiguriert ist, Ausgänge aus Eingangsstufen in dem invertierten Modus zu kreuzen. Der Hall-Sensor 500 ist ähnlich zu dem Hall-Sensor 26 (gezeigt in 1) und kann in dem System 20 aus 1 getestet werden.
Der Hall-Sensor 500 umfasst eine linke Hall-Platte 502 und eine rechte Hall-Platte 504, eine linke Stromquelle 506 und eine rechte Stromquelle 508. Die linke Hall-Platte 502 ist elektrisch mit der linken Stromquelle 506 und mit der rechten Stromquelle 508 über den Stromquellenweg 510 gekoppelt, und die rechte Hall-Platte 504 ist elektrisch mit der linken Stromquelle 506 und der rechten Stromquelle 508 über den Stromquellenweg 510 gekoppelt. Die linke Stromquelle 506 ist bei 512 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. mit Masse, und die rechte Stromquelle 508 ist bei 514 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse. Die linke Hall-Platte 502 und die rechte Hall-Platte 504 sind elektrisch mit Leistung VDD über den Leistungsversorgungsweg 516 gekoppelt. Die linke und die rechte Stromquelle 506 und 508 liefern einen linken Hall-Plattenstrom durch die linke Hall-Platte 502 und einen rechten Hall-Plattenstrom durch die rechte Hall-Platte 504. Bei einem Ausführungsbeispiel sind der Betrag und die Richtung des linken Hall-Plattenstroms die gleichen wie der Betrag und die Richtung des rechten Hall-Plattenstroms.
Die linke Hall-Platte 502 und die rechte Hall-Platte 504 sind in einem Magnetfeld positioniert, um Hall-Spannungen zu liefern. Die linke Hall-Platte 502 liefert eine erste Hall-Spannung und umfasst eine Positivspannungsseite einer linken Hall-Platte HLP und eine Negativspannungsseite einer linken Hall-Platte HLN. Die rechte Hall-Platte 504 liefert eine zweite Hall-Spannung und umfasst eine Positivspannungsseite einer rechten Hall-Platte HRP und eine Negativspannungsseite einer rechten Hall-Platte HRN. Die linke Hall-Platte 502 und die rechte Hall-Platte 504 sind in dem Hall-Sensor 500 derart positioniert, dass die Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und die Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP in dieselbe Richtung gewandt sind, und die Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und die Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN in dieselbe und entgegengesetzte Richtung gewandt sind.
Der Hall-Sensor 500 umfasst einen Vier-Eingangs-Verstärker 518, der eine erste Eingangsstufe 520, eine zweite Eingangsstufe 522, eine erste Lastimpedanz 524 und eine zweite Lastimpedanz 526 und einen Stromquellentransistor 528 umfasst. Das Gate des Stromquellentransistors 528 empfängt ein Normalmodus-Signal NORM bei 602.
Die erste Eingangsstufe 520 umfasst ein erstes differentielles Paar aus Eingangstransistoren 530 und 532, einen ersten und zweiten Überkreuzungstransistor 534 und 536, einen ersten und zweiten Sperrtransistor 538 und 540 und eine erste Eingangsstufenstromquelle 542. Jeder des ersten differentiellen Paars aus Eingangstransistoren 530 und 532 ist ein Bipolartransistor. Jeder des ersten und des zweiten Überkreuzungstransistors 534 und 536 und jeder des ersten und des zweiten Sperrtransistors 538 und 540 ist ein PMOS-Transistor. Ferner ist der Stromquellentransistor 528 ein PMOS-Transistor.
Die Basis des Eingangstransistors 530 ist elektrisch mit der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP über den linken, positiven Seitenweg 544 gekoppelt und die Basis des Eingangstransistors 532 ist elektrisch mit der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP über den rechten positiven Seitenweg 546 gekoppelt. Die Emitter der Eingangstransistoren 530 und 532 sind elektrisch miteinander und mit der ersten Eingangsstufenstromquelle 542 gekoppelt, und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des Stromquellentransistors 528, über den ersten Stromquellenweg 548. Die erste Eingangsstufenstromquelle 542 ist bei 550 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. mit Masse.
Der Kollektor des Eingangstransistors 530 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Überkreuzungstransistors 534 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Sperrtransistors 538 über den ersten Kollektorweg 552 gekoppelt. Der Kollektor des Eingangstransistors 532 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Überkreuzungstransistors 536 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Sperrtransistors 540 über den zweiten Kollektorweg 554 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Sperrtransistors 538 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Überkreuzungstransistors 536 und mit einer Seite der ersten Lastimpedanz 524 über den ersten Ausgangsweg 556 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Sperrtransistors 540 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Überkreuzungstransistors 534 und mit einer Seite der zweiten Lastimpedanz 526 über den zweiten Ausgangsweg 558 gekoppelt. Das Gate des ersten Überkreuzungstransistors 534 ist elektrisch mit Leistung VDD bei 560 gekoppelt, und das Gate des zweiten Überkreuzungstransistors 536 ist elektrisch mit dem Testmodus- oder Inversmodussignal INV bei 562 gekoppelt. Das Gate des ersten Sperrtransistors 538 ist bei 564 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse, und das Gate des zweiten Sperrtransistors 540 ist bei 566 elektrisch mit einem Normalmodus-Signal NORM gekoppelt.
Die zweite Eingangsstufe 522 umfasst ein zweites, differentielles Paar aus Eingangstransistoren 568 und 570, einen dritten und einen vierten Überkreuzungstransistor 572 und 574, einen dritten und einen vierten Sperrtransistor 576 und 578 und eine zweite Eingangsstufenstromquelle 580. Jeder des zweiten differentiellen Paars aus Eingangstransistoren 568 und 570 ist ein Bipolartransistor. Jeder des dritten und des vierten Überkreuzungstransistors 572 und 574 und jeder des dritten und des vierten Sperrtransistors 576 und 578 ist ein PMOS-Transistor.
Die Basis des Eingangstransistors 560 ist elektrisch mit der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN über einen rechten negativen Seitenweg 582 gekoppelt, und die Basis des Eingangstransistors 570 ist elektrisch mit der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN über einen linken, negativen Seitenweg 584 gekoppelt. Die Emitter der Eingangstransistoren 568 und 570 sind elektrisch miteinander und mit einer zweiten Eingangsstufenstromquelle 580 und der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des Stromquellentransistors 528 über den zweiten Stromquellenweg 586 gekoppelt. Die zweite Eingangsstufenstromquelle 580 ist bei 588 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse.
Der Kollektor des Eingangstransistors 568 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des dritten Überkreuzungstransistors 572 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des dritten Sperrtransistors 576 über den dritten Kollektorweg 590 gekoppelt. Der Kollektor des Eingangstransistors 570 ist elektrisch mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des vierten Überkreuzungstransistors 574 und mit einer Seite des Drain-Source-Wegs des vierten Sperrtransistors 578 über den vierten Kollektorweg 592 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des dritten Sperrtransistors 576 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des vierten Überkreuzungstransistors 574 und mit einer Seite der ersten Lastimpedanz 524 über den ersten Ausgangsweg 556 gekoppelt. Die andere Seite des Drain-Source-Wegs des vierten Sperrtransistors 578 ist elektrisch mit der anderen Seite des Drain-Source-Wegs des dritten Überkreuzungstransistors 572 und mit einer Seite der zweiten Lastimpedanz 526 über den zweiten Ausgangsweg 558 gekoppelt. Die anderen Seiten der ersten und der zweiten Lastimpedanz 524 und 526 sind elektrisch mit Leistung VDD über einen Leistungsversorgungsweg 516 gekoppelt. Ferner ist das Gate des dritten Überkreuzungstransistors 572 elektrisch mit dem Inversmodussignal INV bei 594 gekoppelt, und das Gate des vierten Überkreuzungstransistors 574 ist elektrisch mit der Leistung VDD bei 596 gekoppelt. Das Gate des dritten Sperrtransistors 576 ist elektrisch mit dem Normalmodus-Signal NORM bei 598 gekoppelt, und das Gate des vierten Sperrtransistors 578 ist bei 600 elektrisch mit einer Referenz gekoppelt, wie z. B. Masse.
In dem normalen Modus ist das Inversmodussignal INV bei 562 und 594 auf einem hohen Spannungspegel, der die Überkreuzungstransistoren 536 und 572 ausschaltet, und das Normalmodus-Signal NORM bei 566, 598 und 602 ist auf einem niedrigen Spannungspegel, der die Sperrtransistoren 540 und 576 und den Stromquellentransistor 528 einschaltet. Die Überkreuzungstransistoren 534 und 574 werden über Leistung VDD bei 560 und 596 eingeschaltet, und die Sperrtransistoren 538 und 578 werden über die Referenz bei 564 und 600 eingeschaltet.
In dem normalen Modus und in einem differentiellen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 530 bzw. 568 vor. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen dieselben und spannen auf Eingangstransistoren 532 bzw. 570 vor. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
Der Strom durch die Eingangstransistoren 530 und 568 fließt durch die erste Lastimpedanz 524, und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 524. Der Strom durch die Eingangstransistoren 532 und 570 fließt durch die zweite Lastimpedanz 526 und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 526. Die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Dies ist der normale Operationsmodus des Hall-Sensors 500.
In einem normalen Modus und in einem homogenen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Betrag wie und das Negative der Spannungen der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN.
Da die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN auf die Eingangstransistoren 530 bzw. 568 vorspannen, und die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP auf die Eingangstransistoren 532 bzw. 570 vorspannen, ist der Strom durch die Eingangstransistoren 530 und 568 derselbe Betrag wie der Strom durch die Eingangstransistoren 532 und 570. Wenn die erste Lastimpedanz 524 gleich der zweiten Lastimpedanz 526 ist, ist die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA dieselbe wie die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB, derart, dass die Differenz null ist. Ferner entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN, und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
In dem invertierten Modus ist das Inversmodussignal INV bei 562 und 594 auf einem niedrigen Spannungspegel, der die Überkreuzungstransistoren 536 und 572 einschaltet, und das Normalmodus-Signal NORM bei 566, 598 und 602 ist auf einem hohen Spannungspegel, der die Sperrtransistoren 540 und 576 und den Stromquellentransistor 528 ausschaltet. Die Überkreuzungstransistoren 534 und 574 werden über die Leistung VDD bei 560 und 596 ausgeschaltet, und die Sperrtransistoren 538 und 578 werden über die Referenz bei 564 und 600 eingeschaltet.
In dem invertierten Modus und in einem homogenen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 530 bzw. 532 vor. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen dieselben und spannen auf die Eingangstransistoren 568 bzw. 570 vor. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Betrag und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN.
Der Strom durch die Eingangstransistoren 530 und 532 fließt durch die erste Lastimpedanz 524 und die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA ist VDD minus die Spannung über die erste Lastimpedanz 524. Der Strom durch die Eingangstransistoren 568 und 570 fließt durch die zweite Lastimpedanz 526, und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB ist VDD minus die Spannung über die zweite Lastimpedanz 526. Die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA entspricht den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP. Die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Dies ist der Testoperationsmodus des Hall-Sensors 500 in einem homogenen Magnetfeld.
In dem invertierten Modus und in einem differentiellen Magnetfeld sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Ferner sind die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP im Wesentlichen derselbe Spannungswert. Zusätzlich dazu sind die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN im Wesentlichen derselbe Betrag und das Negative der Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP.
Da die Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP auf die Eingangstransistoren 530 bzw. 532 vorspannen und die Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN auf die Eingangstransistoren 568 bzw. 570 vorspannen, ist der Strom durch die Eingangstransistoren 530 und 532 derselbe Betrag wie der Strom durch die Eingangstransistoren 568 und 570. Wenn die erste Lastimpedanz 524 gleich der zweiten Lastimpedanz 526 ist, ist die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA dieselbe wie die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB, derart, dass die Differenz null ist. Ferner entspricht die Spannung an dem ersten Ausgang OUTA den Spannungen auf der Positivspannungsseite der linken Hall-Platte HLP und der Positivspannungsseite der rechten Hall-Platte HRP, und die Spannung an dem zweiten Ausgang OUTB entspricht den Spannungen auf der Negativspannungsseite der linken Hall-Platte HLN und der Negativspannungsseite der rechten Hall-Platte HRN. Dies ist die Testmodusoperation des Hall-Sensors 500 in einem differentiellen Magnetfeld.
Die Differenz-Hall-Effekt-Sensoren, wie z. B. der Hall-Sensor 26, können in einem homogenen Magnetfeld getestet werden anstelle eines differentiellen Magnetfeldes. Das homogene Magnetfeld ist leichter zu erzeugen als das differentielle Magnetfeld und mechanische Positionierungstoleranzen sind nicht so eng, was Messfehler verringert und Produkterträge erhöht. Ferner muss der Hall-Sensor nicht in engem Kontakt mit dem Magnetfelderzeuger sein, was die Verschlechterung des Magnetfelderzeugers reduziert und stabile Messungen fördert.
Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hierin dargestellt und beschrieben wurden, werden Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet erkennen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder entsprechenden Implementierungen für die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Abweichungen der spezifischen Ausführungsbeispiele umfassen, die hierin erörtert wurden. Daher soll diese Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Entsprechungen eingeschränkt sein.

Claims

Schaltung, die folgende Merkmale aufweist: Hall-Platten (134, 136), die konfiguriert sind, um Hall-Spannungen in einem homogenen Magnetfeld zu liefern, derart, dass eine erste Hall-Platte (134) eine erste positive Spannung und eine erste negative Spannung aufweist, und eine zweite Hall-Platte (136) eine zweite positive Spannung und eine zweite negative Spannung aufweist; und einen Verstärker, der konfiguriert ist, um die Hall-Spannungen zu empfangen und eine erste Ausgangsspannung, die der ersten positiven Spannung und der zweiten positiven Spannung entspricht, und eine zweite Ausgangsspannung, die der ersten negativen Spannung und der zweiten negativen Spannung entspricht, zu liefern.
Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der der Verstärker folgende Merkmale aufweist: eine erste Impedanz (524); eine zweite Impedanz (526); ein erstes Paar aus differentiellen Eingangstransistoren (230, 232); und ein zweites Paar aus differentiellen Eingangstransistoren (264, 266), wobei der Verstärker konfiguriert ist, um selektiv eine erste Ausgabe des ersten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren zu sowohl der ersten Impedanz als auch der zweiten Impedanz zu liefern.
Schaltung gemäß Anspruch 2, bei der der Verstärker konfiguriert ist, um selektiv eine zweite Ausgabe des ersten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren (230, 232) sowohl zu der ersten Impedanz als auch der zweiten Impedanz zu liefern.
Schaltung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der der Verstärker konfiguriert ist, um selektiv eine zweite Ausgabe des zweiten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren (264, 266) sowohl zu der ersten Impedanz als auch der zweiten Impedanz zu liefern.
Schaltung gemäß Anspruch 4, bei der der Verstärker konfiguriert ist, um selektiv eine erste Stromquelle (206), die mit dem ersten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren gekoppelt ist, und eine zweite Stromquelle (208), die mit dem zweiten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren gekoppelt ist, zu koppeln.
Schaltung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der das erste Paar aus differentiellen Eingangstransistoren (230, 232) die erste positive Spannung und die erste negative Spannung empfängt.
Schaltung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der das erste Paar aus differentiellen Eingangstransistoren (230, 232) die erste positive Spannung und die zweite positive Spannung empfängt.
Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Verstärker folgende Merkmale aufweist: ein erstes Paar aus differentiellen Eingangstransistoren (230, 232); und ein zweites Paar aus differentiellen Eingangstransistoren (264, 266), wobei der Verstärker konfiguriert ist, um selektiv die erste positive Spannung sowohl zu dem ersten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren als auch zu dem zweiten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren zu liefern, und um selektiv die erste negative Spannung sowohl zu dem ersten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren als auch zu dem zweiten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren zu liefern.
Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Verstärker konfiguriert ist, um die Hall-Spannungen von sowohl der ersten Hall-Platte (134) als auch der zweiten Hall-Platte (136) selektiv kurzzuschließen.
System, das folgende Merkmale aufweist: Hall-Platten, die die konfiguriert sind, um Hall-Spannungen über Positivspannungsseiten und Negativspannungsseiten zu liefern; und einen Verstärker, der konfiguriert ist, um die Hall-Spannungen zu empfangen und selektiv eine erste Ausgangsspannung, die über erste Ströme von ersten Transistoren erhalten wird, die durch Spannungen auf den Positivspannungsseiten getrieben werden, und eine zweite Ausgangsspannung, die über zweite Ströme von zweiten Transistoren erhalten wird, die durch Spannungen auf einer der Positivspannungsseiten und einer der Negativspannungsseiten getrieben werden, zu liefern.
System gemäß Anspruch 10, bei dem der Verstärker konfiguriert ist, um die erste Ausgangsspannung mit den Hall-Platten in einem homogenen Magnetfeld und die zweite Ausgangsspannung mit den Hall-Platten in einem differentiellen Magnetfeld zu liefern.
System gemäß Anspruch 10 oder 11, bei dem der Verstärker folgende Merkmale aufweist: eine erste Impedanz (324); eine zweite Impedanz (326); und ein Paar aus differentiellen Eingangstransistoren, wobei der Verstärker konfiguriert ist, um selektiv eine Ausgabe des Paars aus differentiellen Eingangstransistoren sowohl zu der ersten Impedanz (324) als auch der zweiten Impedanz (326) zu liefern.
System gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem der Verstärker folgende Merkmale aufweist: ein erstes Paar aus differentiellen Eingangstransistoren (328, 330); und ein zweites Paar aus differentiellen Eingangstransistoren (366, 368), wobei der Verstärker konfiguriert ist, um selektiv eine erste Spannung von einer der Positivspannungsseiten zu jedem des ersten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren und des zweiten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren zu liefern, und um selektiv eine zweite Spannung von einer der Negativspannungsseiten zu jedem des ersten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren und des zweiten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren zu liefern.
System gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem der Verstärker konfiguriert ist, um die Hall-Spannungen von jeder der Hall-Platten selektiv kurzzuschließen.
Schaltung, die folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Liefern von Hall-Spannungen über Positivspannungsseiten und Negativspannungsseiten; eine Einrichtung zum Empfangen der Hall-Spannungen; und eine Einrichtung zum selektiven Liefern einer ersten Ausgangsspannung, die Spannungen auf den Positivspannungsseiten entspricht, und einer zweiten Ausgangsspannung, die Spannungen auf einer der Positivspannungsseiten und einer der Negativspannungsseiten entspricht.
Schaltung gemäß Anspruch 15, bei der die Einrichtung zum selektiven Liefern folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung zum selektiven Liefern der ersten Ausgangsspannung in einem homogenen Magnetfeld.
Schaltung gemäß Anspruch 15 oder 16, bei der die Einrichtung zum selektiven Liefern folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung zum selektiven Liefern der zweiten Ausgangsspannung in einem differentiellen Magnetfeld.
Verfahren zum Testen einer Schaltung, das folgende Schritte aufweist: Liefern von Hall-Spannungen in einem homogenen Magnetfeld, das folgende Schritte aufweist: Erzeugen einer ersten positiven Spannung und einer ersten negativen Spannung auf einer ersten Hall-Platte; und Erzeugen einer zweiten positiven Spannung und einer zweiten negativen Spannung auf einer zweiten Hall-Platte; Empfangen der Hall-Spannungen; Liefern einer ersten Ausgangsspannung, die der ersten positiven Spannung und der zweiten positiven Spannung entspricht; und Liefern einer zweiten Ausgangsspannung, die der ersten negativen Spannung und der zweiten negativen Spannung entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 18, das folgenden Schritt aufweist: Schalten eines ersten Ausgangs eines ersten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren von einer ersten Impedanz auf eine zweite Impedanz.
Verfahren gemäß Anspruch 19, das folgenden Schritt aufweist: Schalten eines zweiten Ausgangs des ersten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren von der zweiten Impedanz auf die erste Impedanz.
Verfahren gemäß Anspruch 19 oder 20, das folgenden Schritt aufweist: Schalten eines zweiten Ausgangs eines zweiten Paars aus differentiellen Eingangstransistoren von der zweiten Impedanz auf die erste Impedanz.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, das folgende Schritte aufweist: Schalten der ersten positiven Spannung von einem ersten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren zu einem zweiten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren; und Schalten der ersten negativen Spannung von dem zweiten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren zu dem ersten Paar aus differentiellen Eingangstransistoren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, das folgende Schritte aufweist: Kurzschließen einer ersten Hall-Spannung der ersten Hall-Platte; und Kurzschließen einer zweiten Hall-Spannung der zweiten Hall-Platte.
Verfahren zum Testen einer Schaltung, das folgende Schritte aufweist: Liefern von Hall-Spannungen über Positivspannungsseiten und Negativspannungsseiten; Empfangen der Hall-Spannungen; und Schalten eines Verstärkers vom Liefern einer ersten Ausgangsspannung, die Spannungen auf einer der Positivspannungsseiten und einer der Negativspannungsseiten entspricht, zum Liefern einer zweiten Ausgangsspannung, die Spannungen auf den Positivspannungsseiten entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 24, das folgenden Schritt aufweist: Liefern der zweiten Ausgangsspannung in einem homogenen Magnetfeld.