DE102012212594A1 - Elektronische vorrichtung mit ringverbundenen hall-effekt-regionen - Google Patents

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Abstract

Eine elektronische Vorrichtung umfasst eine Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen, wobei n > 1, wobei die n Hall-Effekt-Regionen voneinander isoliert sind. Die elektronische Vorrichtung umfasst ferner zumindest acht Kontakte in den oder auf Oberflächen der n Hall-Effekt-Regionen, wobei die Kontakte Folgende umfassen: einen ersten und einen zweiten Kontakt jeder Hall-Effekt-Region. Ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis n – 1 verbunden, und der erste Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der n.ten Hall-Effekt-Region verbunden. Die zumindest acht Kontakte umfassen zumindest zwei Versorgungskontakte und zumindest zwei Erfassungskontakte. Jede Hall-Effekt-Region umfasst einen der zumindest zwei Versorgungskontakte und höchstens einen der zumindest zwei Erfassungskontakte.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung ähnelt der US Seriennummer 13/187,970 mit dem Titel „VERTICAL HALL SENSOR WITH HIGH ELECTRICAL SYMMETRY” (Anwaltsaktenzeichen: Nr. SZP189US).
  • Beschreibung
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine elektronische Vorrichtung und auf ein Erfassungsverfahren. Insbesondere kann die elektronische Vorrichtung eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe wie beispielsweise eines Magnetfeldes oder einer mechanischen Beanspruchung in einem Objekt sein.
  • Elektronische Vorrichtungen können dazu verwendet werden, physikalische Größen zu erfassen oder zu messen. Um die Stärke und Richtung eines Magnetfeldes zu erfassen oder zu messen, das parallel zu der Oberfläche z. B. eines Halbleiterchips ist, können vertikale Hall-Vorrichtungen verwendet werden. Die meisten vertikalen Hall-Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass das Spinning-Current-Verfahren, das zum Ausheben des Nullpunktfehlers der Hall-Vorrichtungen verwendet wird, nicht sehr gut funktioniert. Bei bekannten Verfahren des Spinning-Current-Schemas ist es möglich, Restnullpunktfehler von etwa 1 mT zu erhalten. Ein Grund für dieses ziemlich ungünstige Proportionalveralten ist in der Asymmetrie der vertikalen Hall-Vorrichtung zu finden. Obwohl bekannt ist, wie man vier vertikale Hall-Vorrichtungen verbindet, um die Symmetrie zu verbessern, bewirken die Kontaktwiderstände trotzdem Restasymmetrien.
  • Eine weitere physikalische Größe, die erfasst oder gemessen werden kann, ist eine mechanische Beanspruchung bei einem Objekt wie beispielsweise einem Substrat, insbesondere einem Halbleitersubstrat. Zu diesem Zweck kann eine elektronische Vorrichtung verwendet werden, die eine ähnliche Struktur aufweist wie eine Hall-Vorrichtung. Tatsächlich kann es genügen, einige innere Verbindungen in einer geeigneten Hall-Vorrichtung leicht zu modifizieren, um einen Sensor für mechanische Beanspruchungen zu erhalten.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, elektronische Vorrichtungen sowie ein Erfassungsverfahren mit verbesserten Charakteristika zu liefern.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liefern eine elektronische Vorrichtung, die eine Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen aufweist, wobei n > 1, wobei die n Hall-Effekt-Regionen voneinander isoliert sind. Die elektronische Vorrichtung weist zumindest acht Kontakte in den oder auf Oberflächen der n Hall-Effekt-Regionen auf. Die Kontakte weisen einen ersten und einen zweiten Kontakt jeder Hall-Effekt-Region auf. Ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis n – 1 verbunden, und der erste Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der n.ten Hall-Effekt-Region verbunden. Die zumindest acht Kontakt weisen zumindest zwei Versorgungskontakte und zumindest zwei Erfassungskontakte auf. Jede Hall-Effekt-Region weist höchstens einen der zumindest zwei Versorgungskontakte auf. Ferner weist jede Hall-Effekt-Region höchstens einen der zumindest zwei Erfassungskontakte auf.
  • Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liefern eine elektronische Vorrichtung, die eine erste elektronische Vorrichtung und eine zweite elektronische Vorrichtung, wie oben definiert, einen Erfassungssignalauswerter, der dazu konfiguriert ist, mit einem Erfassungskontakt der ersten elektronischen Vorrichtung und mit einem Erfassungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung verbunden zu sein, aufweist. Der Erfassungssignalauswerter ist ferner dazu konfiguriert, ein differenzielles Erfassungssignal zu verarbeiten, das auf einem ersten und einem zweiten Erfassungssignal (Sense-Signal), die an den Erfassungskontakten bereitgestellt werden, beruht.
  • Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liefern eine elektronische Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: eine erste Hall-Effekt-Region, eine zweite Hall-Effekt-Region, eine dritte Hall-Effekt-Region und eine vierte Hall-Effekt-Region, die voneinander isoliert sind. Jede Hall-Effekt-Region weist einen ersten Kontakt, einen zweiten Kontakt, einen Versorgungskontakt und einen Erfassungskontakt in der oder auf Oberflächen der Hall-Effekt-Region auf. Der erste Kontakt der zweiten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region verbunden, und der erste Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der zweiten Hall-Effekt-Region verbunden, sodass zwischen dem Versorgungskontakt der ersten Hall-Effekt-Region und dem Versorgungskontakt der zweiten Hall-Effekt-Region zwei Strompfade existieren. Der erste Kontakt der vierten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der dritten Hall-Effekt-Region verbunden, und der erste Kontakt der dritten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der vierten Hall-Effekt-Region verbunden, sodass zwischen dem Versorgungskontakt der dritten Hall-Effekt-Region und dem Versorgungskontakt der vierten Hall-Effekt-Region zwei Strompfade existieren. Die Versorgungskontakte und die Erfassungskontakte sind in einer Sequenz entlang jedes der Strompfade derart angeordnet, dass zwischen zwei der Versorgungskontakte ein Erfassungskontakt der Erfassungskontakte vorliegt. Ein erstes differenzielles Erfassungssignal wird zwischen den Erfassungskontakten der ersten und der dritten Hall-Effekt-Region abgegriffen, und ein zweites differenzielles Erfassungssignal wird zwischen den Erfassungskontakten der zweiten und der vierten Hall-Effekt-Region abgegriffen.
  • Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liefern eine elektronische Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: vier Hall-Effekt-Regionen, die voneinander isoliert sind, wobei jede der vier Hall-Effekt-Regionen einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt in der oder auf einer Oberfläche der Hall-Effekt-Region aufweist, wobei ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis 3 verbunden ist, und ein erster Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der vierten Hall-Effekt-Region verbunden ist. Jede der vier Hall-Effekt-Regionen weist ferner entweder einen Versorgungskontakt oder einen Erfassungskontakt in der oder auf der Oberfläche der Hall-Effekt-Region auf, wobei der Versorgungskontakt oder der Erfassungskontakt zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt der Hall-Effekt-Region angeordnet ist. Eine Hall-Effekt-Region, in der oder auf deren Oberfläche ein Versorgungskontakt gebildet ist, ist über ihren ersten und zweiten Kontakt mit zwei Hall-Effekt-Regionen verbunden, in denen oder auf deren Oberflächen jeweils ein Erfassungskontakt gebildet ist, sodass die Versorgungskontakte und die Erfassungskontakte in einer Sequenz entlang eines Strompfades zwischen zumindest zwei Versorgungskontakten derart angeordnet sind, dass zwischen den zumindest zwei Versorgungskontakten ein Erfassungskontakt vorliegt. Jede Hall-Effekt-Region weist höchstens einen der zumindest zwei Versorgungskontakte auf.
  • Weitere Ausführungsbeispiele gemäß den hierin offenbarten Lehren liefern eine elektronische Vorrichtung, die eine erste Hall-Effekt-Region und eine zweite Hall-Effekt-Region, zumindest vier Spinning-Current-Kontakte und zumindest vier Ringkontaktierungskontakte aufweist. Die erste und die zweite Hall-Effekt-Region sind voneinander isoliert. Zumindest ein Kontakt der zumindest vier Spinning-Current-Kontakte ist in oder auf einer Oberfläche sowohl der ersten als auch der zweiten Hall-Effekt-Region gebildet und dazu konfiguriert, während verschiedener Betriebsphasen eines Spinning-Current-Schemas als Versorgungskontakt und als Erfassungskontakt zu fungieren. Zwei der zumindest vier Ringkontaktierungskontakte sind in oder auf der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region gebildet, und zwei der zumindest vier Ringkontaktierungskontakte sind in oder auf der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region gebildet. Die zumindest vier Ringkontaktierungskontakte sind über zwei Verbindungen, die nicht die erste und die zweite Halbleiter-Hall-Effekt-Region sind, paarweise elektrisch verbunden und bilden somit zumindest zwei Paare. Jedes Paar weist einen Ringkontaktierungskontakt der ersten Hall-Effekt-Region und einen Ringkontaktierungskontakt der zweiten Hall-Effekt-Region auf, sodass die erste Hall-Effekt-Region und die zweite Hall-Effekt-Region ringartig elektrisch miteinander verbunden sind. Die zumindest vier Ringkontaktierungskontakte und die zwei Verbindungen sind so konfiguriert, dass ein Gesamtstrom, der einem Versorgungskontakt der ersten Hall-Effekt-Region zugeführt wird und an einem anderen Versorgungskontakt an der zweiten Hall-Effekt-Region extrahiert wird, in zwei im Wesentlichen gleiche Teile aufgeteilt wird, die über die zwei Verbindungen fließen.
  • Außerdem liefern Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Erfassungsverfahren, das ein Anschließen einer Leistungsversorgung zwischen einem ersten Versorgungskontakt, der in einer oder auf der Oberfläche einer ersten Hall-Effekt-Region gebildet ist, und einem zweiten Versorgungskontakt, der in einer oder auf der Oberfläche einer anderen Hall-Effekt-Region gebildet ist, aufweist, wobei die erste Hall-Effekt-Region und die andere Hall-Effekt-Region Bestandteil einer Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen sind, wobei ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis n – 1 verbunden ist und der erste Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region mit dem zweiten Kontakt der n.ten Hall-Effekt-Region verbunden ist, sodass ein durch die Leistungsversorgung bereitgestellter elektrischer Strom über zwei Strompfade von dem ersten Versorgungskontakt zu dem zweiten Versorgungskontakt fließt.
  • Das Verfahren weist ferner ein Erfassen von Erfassungssignalen an einem ersten Erfassungskontakt, der in einer oder auf der Oberfläche einer der n Hall-Effekt-Regionen gebildet ist, und an einem zweiten Erfassungskontakt, der in oder auf einer Oberfläche einer anderen der n Hall-Effekt-Regionen gebildet ist, auf, wobei jede Hall-Effekt-Region höchstens einen der zumindest zwei Erfassungskontakte aufweist. Ferner weist das Verfahren ein Austauschen vorübergehender Funktionen des ersten Versorgungskontaktes und des ersten Erfassungskontaktes und ein Austauschen vorübergehender Funktionen des zweiten Versorgungskontaktes und des zweiten Erfassungskontaktes auf, sodass die Leistungsversorgung anschließend zwischen dem früheren ersten Erfassungskontakt und dem früheren zweiten Erfassungskontakt angeschlossen ist, wobei der elektrische Strom über die n Hall-Effekt-Regionen von dem früheren ersten Erfassungskontakt zu dem früheren zweiten Erfassungskontakt fließt. Schließlich umfasst das Verfahren ein Erfassen von Erfassungssignalen an dem früheren ersten und dem früheren zweiten Versorgungskontakt, und ein Ermitteln eines Ausgangssignals auf der Basis von Erfassungssignalen an dem ersten Erfassungskontakt, dem zweiten Erfassungskontakt, dem früheren ersten Versorgungskontakt und dem früheren zweiten Versorgungskontakt.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung und einen entsprechenden Grundriss der elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren;
  • 2 einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung, die ähnlich der in 1 gezeigten elektronischen Vorrichtung ist;
  • 3 einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren;
  • 4 einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung gemäß einem wieder anderen Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren;
  • 5 einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren;
  • 6 zwei schematische Grundrisse einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren während einer ersten Phase und einer zweiten Phase eines Messzyklus, wobei die elektronische Vorrichtung vier Hall-Effekt-Regionen aufweist;
  • 7 einen Graphen, der in einer Querschnittsansicht das elektrische Potential und die Stromströmungslinien in den vier Hall-Effekt-Regionen des in 6 gezeigten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
  • 8 einen Graphen, der für drei verschiedene Magnetfeldwerte das elektrische Potential an einer Oberfläche der vier Hall-Effekt-Regionen der elektronischen Vorrichtung gemäß dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel veranschaulicht und der in 7 gezeigten Querschnittsansicht des elektrischen Potentials entspricht;
  • 9 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier in einer Linie angeordneten Hall-Effekt-Regionen;
  • 10 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier in einem Viereck angeordneten Hall-Effekt-Regionen;
  • 11 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit vier in einem Viereck angeordneten Hall-Effekt-Regionen;
  • 12 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier in einem Viereck angeordneten Hall-Effekt-Regionen und mit diagonalen Ringstrukturen;
  • 13 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit vier in einem Viereck angeordneten Hall-Effekt-Regionen;
  • 14 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier Hall-Effekt-Regionen, von denen zwei in einem ersten Ring verbunden sind und in einem Winkel von 90 Grad zu den anderen zwei Hall-Effekt-Regionen, die in einem zweiten Ring verbunden sind, angeordnet sind;
  • 15 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier Hall-Effekt-Regionen, ähnlich dem in 14 gezeigten Ausführungsbeispiel;
  • 16 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der jede Ringstruktur zwei Hall-Effekt-Regionen aufweist, die in einem Winkel von 90 Grad zueinander angeordnet sind;
  • 17 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das ähnlich dem in 16 gezeigten Ausführungsbeispiel ist;
  • 18 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die vier in einem Viereck angeordnete Hall-Effekt-Regionen aufweist;
  • 19 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das ähnlich dem in 18 gezeigten ist;
  • 20 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das die in 2 und 19 gezeigten Ausführungsbeispiele kombiniert;
  • 21 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das ähnlich dem in 19 gezeigten ist;
  • 22 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die vier in einer Säule angeordnete Hall-Effekt-Regionen aufweist;
  • 23 einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, die vier in einer Säule angeordnete Hall-Effekt-Regionen aufweist;
  • 24 zwei schematische Grundrisse einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren während einer ersten Phase und einer zweiten Phase eines Messzyklus, wobei die elektronische Vorrichtung vier Hall-Effekt-Regionen aufweist, von denen jede einen einzelnen Spinning-Current-Kontakt aufweist;
  • 25 eine Querschnittsansicht der elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren und einen Graphen, der in einer Querschnittsansicht das elektrische Potential und die Stromdichte in den vier Hall-Effekt-Regionen veranschaulicht;
  • 26 einen Graphen, der das elektrische Potential an zwei verschiedenen Kontakten über die Magnetfeldstärke veranschaulicht; und
  • 27 ein schematisches Flussdiagramm eines Erfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der offenbarten Lehren.
  • Gleiche oder äquivalente Elemente oder Elemente mit gleicher oder äquivalenter Funktionalität sind in der folgenden Beschreibung mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen.
  • In der folgenden Beschreibung sind eine Mehrzahl von Einzelheiten dargelegt, um eine gründlichere Erläuterung von Ausführungsbeispielen der hierin offenbarten Lehren zu liefern. Jedoch wird Fachleuten einleuchten, dass Ausführungsbeispiele der hierin offenbarten Lehren ohne diese spezifischen Einzelheiten praktiziert werden können. Merkmale der hiernach beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, wenn nicht speziell etwas anderes angegeben ist. Meist sind die Begriffe „Hall-Effekt-Region” und „Wanne” hierin austauschbar verwendet. Demgemäß kann eine Hall-Effekt-Region eine Wanne oder Mulde eines ersten Leitfähigkeitstyps, die in einem Substrat eingebettet ist, oder eine Wanne eines entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps sein. Diese Struktur kann eine elektrische Isolierung der Wanne von dem Substrat bewirken, insbesondere dann, wenn der resultierende pn-Übergang in Sperrrichtung vorgespannt ist. Jedoch kann es auch möglich sein, dass eine Wanne zwei oder mehr Hall-Effekt-Regionen aufweist, insbesondere dann, wenn zwei oder mehr relativ ausgeprägte Stromflüsse in der Hall-Effekt-Region erzeugt werden können (wodurch effektiv eine gewisse Isolation der zwei Hall-Effekt-Regionen bewirkt wird).
  • Wenn die elektronische Vorrichtung zwei oder mehr Hall-Effekt-Regionen aufweist, können diese voneinander isoliert sein. Die elektrische Isolierung zweier Hall-Effekt-Regionen voneinander kann mehrere Formen aufweisen. Gemäß einer ersten Form von Isolierung sind die zwei oder mehr Hall-Effekt-Regionen unverbunden, d. h. zwei benachbarte Hall-Effekt-Regionen laufen nicht an einer oder mehreren Stellen zusammen, sondern sind durch ein Material, das nicht das Hall-Effekt-Region-Material ist, getrennt. Als eine mögliche Option kann die Wanne in lateraler Richtung anhand von Gräben isoliert sein, die üblicherweise mit einem dünnen Oxid ausgekleidet und/oder gefüllt sind. Als weitere Option kann die Wanne nach unten hin mittels einer SOI-Struktur (SOI = silicon an insulator, Silizium auf Isolator) isoliert sein. Obwohl die Wanne üblicherweise einen einzigen Leitfähigkeitstyp aufweist, kann es vorteilhaft sein, die Dotierungskonzentration auf inhomogen Weise, d. h. räumlich variabel, zu konfigurieren. Auf diese Weise kann in dem Bereich der Kontakte eine hohe Konzentration des Dotierungsmittels auftreten, wie dies bei tiefen CMOS-Wannen-Kontakten üblich ist. Alternativ dazu kann man eine Schichtenbildung aus unterschiedlich stark dotierten Schichten anstreben, wie dies z. B. bei einer vergrabenen Schicht der Fall ist. Eine derartige Schichtenbildung kann sich bis zu einem gewissen Grad aus technologischen Gründen in Bezug auf andere elektronische Strukturen, die in dem Substrat gebildet sind, ergeben. Der Entwurf der elektronischen Vorrichtung, der Hall-Vorrichtung oder des Sensors für mechanische Beanspruchungen muss dann eventuell mit diesen Umständen in Einklang gebracht werden, obwohl die Schichtenbildung für die elektronische Vorrichtung, die Hall-Vorrichtung oder den Sensor für mechanische Beanspruchungen in der Tat ungünstig sein kann.
  • Eine weitere Form von Isolierung kann anhand von Maßnahmen erzielt werden, die einen elektrischen Strom reduzieren oder im Wesentlichen daran hindern, dass er in einer oder mehreren Teilregionen einer Wanne oder Mulde fließt. Beispielsweise kann man dem elektrischen Strom einen alternativen Strompfad bieten, der einen (möglicherweise um mehrere Größenordnungen) geringeren ohmschen Widerstand aufweist, als ein im Wesentlichen paralleler Strompfad hätte, der durch die Wanne verläuft. Der Strompfad mit dem geringeren ohmschen Widerstand kann ein Leiter sein, der in oder auf der Oberfläche der Wanne gebildet ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Hall-Effekt-Region ein n-dotierter Halbleiter sein, da dies eine dreimal höhere Mobilität und folglich einen höheren Hall-Faktor liefert als mit einem p-dotierten Halbleiter. Die Dotierungskonzentration in dem funktionellen Teil der Hall-Effekt-Region liegt bei einem Ausführungsbeispiel üblicherweise im Bereich von 1015 cm–3 bis 1017 cm–3.
  • Ein weiteres mögliches Material für die Hall-Effekt-Region ist Permalloy, das eine Nickel-Eisen-Magnetlegierung ist, oder ein Material, das Permalloy ähnelt. Permalloy weist eine geringe Koerzitivkraft, eine bei nahezu null liegende Magnetostriktion, eine hohe magnetische Permeabilität und einen beträchtlichen anisotropen magnetischen Widerstand auf. Üblicherweise kann eine Schwankung des elektrischen Widerstands von Permalloy in einem Bereich von ungefähr 5% beobachtet werden, je nach der Stärke und der Richtung eines angelegten Magnetfeldes. Dieser Effekt kann auf ähnliche Weise wie der bei einem Halbleiter auftretende Hall-Effekt zum Erfassen und/oder Messen eines Magnetfeldes genutzt werden und ist in der Literatur als anomaler Hall-Effekt bekannt.
  • Die hierin offenbarten Lehren sind auf die Verwendung des Spinning-Current-Prinzips bezogen, bei dem Versorgungs- und Erfassungsanschlüsse in aufeinanderfolgenden Taktphasen/Betriebsphasen vertauscht werden. Ein Erfassungsanschluss bei einer vertikalen Hall-Vorrichtung spricht auf einen elektrischen Strom an, der unter derselben verläuft. Ein Magnetfeld (das parallel zu der Chipoberfläche und senkrecht zu den Stromströmungslinien ist) kann das Potential an dem Kontakt (der üblicherweise an der Oberfläche des Chips liegt) effizient anheben oder absenken. Man kann sich das so vorstellen, dass der Begriff „vertikaler Hall-Effekt” oder „vertikale Hall-Vorrichtung” von der Tatsache abgeleitet ist, dass der Hall-Effekt bei einer vertikalen Hall-Vorrichtung in einer vertikalen Richtung wirkt (falls man per definitionem annimmt, dass die Oberfläche des Substrats horizontal ist). Kontakte an dem Ende einer Wanne (oder einer Halbleiter-Hall-Effekt-Region) sind üblicherweise nicht oder nur in vernachlässigbarem Umfang Stromströmungslinien unterworfen, die unter denselben verlaufen. Deshalb werden Kontakte an den Enden einer Wanne üblicherweise weniger häufig als Erfassungskontakte verwendet. Zusätzlich zu einer Einteilung von Hall-Vorrichtungen in „horizontale Hall-Vorrichtungen” und „vertikale Hall-Vorrichtungen” können sie auch bezüglich der Richtung unterschieden werden, in die der Strom in einer Region, in der er den Hall-Effekt erfährt, fließt. Bei einer Hall-Vorrichtung, die den „vertikalen Strommodus” verwendet, fließt der elektrische Strom im Wesentlichen in einer bezüglich der Oberfläche (die als horizontal angenommen wird) senkrechten Richtung. Bei einer Hall-Vorrichtung, die den „horizontalen Strommodus” verwendet, fließt der elektrische Strom im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung, d. h. parallel zu der (horizontalen) Substratoberfläche, zumindest in einer Region, in der der Hall-Effekt auf den elektrischen Strom einwirkt und erfasst werden kann. Die elektronischen Vorrichtungen gemäß den hierin offenbarten Lehren verwenden üblicherweise (jedoch nicht notwendigerweise) einen im Wesentlichen horizontalen Strommodus. Gemäß den offenbarten Lehren wird vorgeschlagen, dass das elektrische Äquivalent der Vorrichtung ein elektrischer Ring ist. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass sich der Abstand der Versorgungskontakte von dem Ende der Hall-Effekt-Region während eines Spintaktzyklus beträchtlich ändert, da ein Ring keine Außenkante aufweist.
  • Wie in der Zusammenfassung beschrieben ist, weist eine elektronische Vorrichtung eine Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen auf, wobei n > 1, wobei die n Hall-Effekt-Regionen voneinander isoliert sind. Die elektronische Vorrichtung weist ferner zumindest acht Kontakte in den oder auf einer Oberfläche der n Hall-Effekt-Regionen aufweist, wobei die Kontakte einen ersten und einen zweiten Kontakt jeder Hall-Effekt-Region aufweisen. Ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis n – 1 verbunden, und der erste Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region ist mit dem zweiten Kontakt der n.ten Hall-Effekt-Region verbunden. Die zumindest acht Kontakte weisen zumindest zwei Versorgungskontakte und zumindest zwei Erfassungskontakte auf. Jede Hall-Effekt-Region weist höchstens einen der zumindest zwei Versorgungskontakte und höchstens einen der zumindest zwei Erfassungskontakte auf.
  • Die Hall-Effekt-Regionen sind auf eine voneinander isolierte Weise gebildet (beispielsweise in demselben Substrat, wobei sie eine isolierende Struktur oder zumindest eine im Wesentlichen stromfreie Region zwischen denselben aufweisen, oder in zwei gesonderten Substraten), sie sind jedoch galvanisch mit einem Ring verbunden und bilden somit eine Ringstruktur. Ein elektrischer Strom tritt an einem ersten Versorgungskontakt in die Ringstruktur ein und verlässt die Ringstruktur an einem zweiten Versorgungskontakt. Aufgrund der Ringstruktur stehen zwischen dem ersten Versorgungskontakt und dem zweiten Versorgungskontakt zwei Strompfade für den elektrischen Strom zur Verfügung. Die zwei Strompfade beginnen an dem ersten Versorgungskontakt und vereinigen sich an dem zweiten Versorgungskontakt. Üblicherweise wird darauf abgezielt, dass die zwei Strompfade bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften wie beispielsweise Widerstand, Kapazität, Induktanz usw. im Wesentlichen gleich oder symmetrisch sind. Der elektrische Strom verzweigt sich in zwei im Wesentlichen gleiche Teilströme, falls die zwei Strompfade im Wesentlichen gleich oder symmetrisch sind. Der Begriff „Ring” beschreibt somit die Topologie des Stromflusses. Um an dem Ring entlang ein Rundumfließen zu ermöglichen, würde man zunächst dem ersten Strompfad von dem ersten Versorgungskontakt zu dem zweiten Versorgungskontakt folgen. Dann würde man dem zweiten Strompfad von dem zweiten Versorgungskontakt zurück zu dem ersten Versorgungskontakt folgen. Man beachte, dass die Reiserichtung bei dem zweiten Teil des Rundumfließens entgegengesetzt zu der Richtung des Stromflusses ist, was der Definition einer Ringstruktur gemäß den offenbarten Lehren entspricht.
  • Ein Spinning-Current-Schema kann insbesondere verwendet werden, falls die elektronische Vorrichtung eine vertikale Hall-Effekt-Vorrichtung ist. Während der Ausführung eines Zyklus des Spinning-Current-Schemas wird während einer ersten Betriebsphase des Spinning-Current-Zyklus ein erster Ring gebildet, und während einer zweiten Betriebsphase des Spinning-Current-Zyklus wird ein zweiter Ring gebildet. Die zwei Ringe der zwei Betriebsphasen unterscheiden sich insbesondere in Bezug auf die Kontakte, an denen der elektrische Strom in den Ring eintritt und denselben verlässt. In jeder Betriebsphase sind in dem Ring üblicherweise zumindest sechs Kontakte vorhanden: die zwei Versorgungskontakte und vier Ringkontaktierungskontakte, die dazu dienen, die n (d. h. zwei oder mehr) Hall-Effekt-Regionen miteinander zu verbinden. Bezüglich jeglicher Erfassungskontakte, die in oder den auf der Oberfläche der Hall-Effekt-Regionen gebildet sind, kann man sagen, dass sie, obwohl ein Hauptzweck der Erfassungskontakte darin besteht, nicht von dem elektrischen Strom durchlaufen zu werden, trotzdem den Stromfluss durch das Substrat beeinflussen. Da die Erfassungskontakte üblicherweise einen niedrigeren Widerstand aufweisen als das umgebende Substrat, kann tatsächlich ein Teil des elektrischen Stroms quer durch die Erfassungskontakte fließen.
  • Die vorgeschlagene Ringverbindung (Ringschaltung) unterscheidet sich von einer Parallelschaltung zweier oder mehrerer Hall-Effekt-Regionen, wie im Folgenden erläutert wird. Bei einer Parallelschaltung sind zwei oder mehr Knoten einer Hall-Effekt-Region elektrisch mit zwei oder mehr entsprechenden Knoten der anderen Hall-Effekt-Region verbunden. Auf diese Weise ist das elektrische Potential an diesen Knoten zwischen den zwei oder mehr Hall-Effekt-Regionen ausgerichtet. Die zwei oder mehr Hall-Effekt-Regionen einer parallel geschalteten Konfiguration sind nicht Teil eines gemeinsamen Hauptstrompfades, d. h. ein elektrischer Strom, der an einem ersten Versorgungskontakt der ersten Hall-Effekt-Region zugeführt wird, fließt nicht hauptsächlich durch die zweite Hall-Effekt-Region, sondern verlässt die erste Hall-Effekt-Region üblicherweise an einem zweiten Versorgungskontakt mit im Wesentlichen derselben Größe. Im Gegensatz dazu wird bei der Ringverbindung, die hierin vorgeschlagen wird, ein elektrischer Gesamtstrom innerhalb einer der Hall-Effekt-Regionen, d. h. derjenigen Hall-Effekt-Region, in der oder auf deren Oberfläche derzeit der erste Versorgungskontakt gebildet wird, in zwei (im Wesentlichen gleiche) Teile aufgeteilt. Die Teile des elektrischen Gesamtstroms fließen zu zumindest einer weiteren Hall-Effekt-Region. Anschließend fließen die Teile des elektrischen Gesamtstroms durch die zumindest eine weitere Hall-Effekt-Region und vereinigen sich schließlich kurz bevor sie die Ringstruktur an dem zweiten Versorgungskontakt verlassen. Auf diese Weise tritt der Teil des elektrischen Gesamtstroms, der eine der Hall-Effekt-Regionen über den ersten Kontakt oder den zweiten Kontakt der Hall-Effekt-Region verlässt, in die andere Hall-Effekt-Region ein, sodass beide Hall-Effekt-Regionen an dem Kontakt, über den die Verbindung erfolgt wird, denselben Teil des elektrischen Gesamtstroms aufweisen.
  • Bei manchen Konfigurationen kann neben einer zweiten Oberfläche der Hall-Effekt-Regionen gegenüber der ersten Oberfläche eine leitfähige Region wie z. B. eine vergrabene n+-Schicht (nBL – n+ buried layer) vorliegen. Gemäß den hierin offenbarten Lehren sind die Kontakte, die in der ersten Oberfläche bzw. den ersten Oberflächen oder auf der ersten Oberfläche bzw. den ersten Oberflächen der Hall-Effekt-Region(en) gebildet sind, von der leitfähigen Region elektrisch getrennt. Insbesondere liegt zwischen einem der zumindest acht Kontakte und der leitfähigen Region (z. B. der nBL) keine niederohmige Verbindung wie zum Beispiel ein oder mehrere n+-Sinker vor. Vielmehr sind die Kontakte und die leitfähige Region durch zumindest einen Teil der relativ hochohmigen Hall-Effekt-Region getrennt. Mit anderen Worten durchläuft eine elektrische Verbindung zwischen einem der zumindest acht Kontakte und der leitfähigen Region die entsprechende Hall-Effekt-Region oder einen Teil derselben (üblicherweise in einer vertikalen Richtung).
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren und, unterhalb des schematischen Querschnitts, einen schematischen Grundriss derselben elektronischen Vorrichtung. Die elektronische Vorrichtung 10 weist eine erste Hall-Effekt-Region 11 und eine zweite Hall-Effekt-Region 12 auf. Die Hall-Effekt-Regionen 11 und 12 können in einem Halbleitersubstrat gebildet werden, indem das Halbleitersubstrat lokal dotiert wird, um z. B. ein Halbleitermaterial vom n-Typ zu erhalten (ein Halbleiter vom n-Typ weist mehr Elektronen als Löcher auf). Ein Versorgungskontakt 21 und ein Erfassungskontakt 23 sind auf einer Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region 11 gebildet. Ein Versorgungskontakt 22 und ein Erfassungskontakt 24 sind ebenfalls auf einer Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region 12 gebildet. Die Versorgungskontakte 21, 22 und die Erfassungskontakte 23, 24 sind Spinning-Current-Kontakte, die dazu konfiguriert sind, während einer ersten Betriebsphase eines Spinning-Current-Zyklus als Versorgungskontakte zu fungieren und während einer zweiten Betriebsphase des Spinning-Current-Zyklus als Erfassungskontakte zu fungieren, oder umgekehrt. 1 zeigt die elektronische Vorrichtung in einer Konfiguration, die einer ersten Taktphase des Spinning-Current-Zyklus entspricht. Ein elektrischer Strom tritt an dem Spinning-Current-Kontakt 21 (erster Versorgungskontakt) in die erste Hall-Effekt-Region 11 ein und verlässt die zweite Hall-Effekt-Region 12 an dem Spinning-Current-Kontakt 22 (zweiter Versorgungskontakt), der bei der gezeigten Konfiguration mit einem Massepotential verbunden ist. Die zwei Spinning-Current-Kontakte 23 und 24 sind dazu konfiguriert, während der ersten Taktphase als Erfassungskontakte zu fungieren. In einer zweiten Taktphase sind die zwei Spinning-Current-Kontakte 23 und 24 dazu konfiguriert, als Versorgungskontakte zu fungieren, und die vorherigen Versorgungskontakte 21 und 22 sind dazu konfiguriert, als Erfassungskontakte zu fungieren. Deshalb kann es vorteilhaft sein, zwischen den Kontakten 21 und 23 sowie zwischen den Kontakten 22 und 24 ein hohes Maß an Symmetrie aufzuweisen.
  • Die in 1 gezeigte elektronische Vorrichtung 10 weist ferner vier Ringkontaktierungskontakte 31, 32, 33 und 34 auf. In anderen Teilen oder Textpassagen der vorliegenden Offenbarung werden die Ringkontaktierungskontakte auch als „erster Kontakt” und „zweiter Kontakt” einer entsprechenden Hall-Effekt-Region bezeichnet. Die Ringkontaktierungskontakte 31 und 34 sind mittels einer elektrisch leitenden Verbindung 41 elektrisch verbunden. Die Ringkontaktierungskontakte 32 und 33 sind mittels einer anderen elektrisch leitenden Verbindung 42 elektrisch miteinander verbunden. Auf diese Weise sind die zwei Hall-Effekt-Regionen 11 und 12 ringartig verbunden. Die Ringkontaktierungskontakte unterscheiden sich von den Spinning-Current-Kontakten. In 1 liegen die Ringkontaktierungskontakte 31 bis 34 näher bei einem Ende einer der Hall-Effekt-Regionen 11, 12 als die Spinning-Current-Kontakte 21 bis 24. Dies bewirkt, dass der während der ersten Taktphase an dem Spinning-Current-Kontakt 21 eingegebene elektrische Strom entlang eines ersten Strompfades des Ringes und entlang eines zweiten Strompfades des Ringes fließt, bis er den Ring an dem Spinning-Current-Kontakt 22 verlässt. Eine weitere Beobachtung, die man machen kann, ist, dass der elektrische Strom an denselben Kontakten in die zwei Hall-Effekt-Regionen 11, 12 eintritt und dieselben verlässt, an denen er in die elektrische Ringstruktur eintritt und dieselbe verlässt. Mit anderen Worten wird der elektrische Strom, der zwischen den zwei Versorgungskontakten 21, 22 durch die elektronische Vorrichtung fließt, an der Ringstruktur entlang geleitet. Üblicherweise liegen zwischen den zwei Versorgungskontakten 21 und 22 zwei Leiterbahnen (Strompfade) vor, und der elektrische Strom nimmt eine Stromverteilung an, die den Widerständen der zwei Leiterbahnen entspricht. Die erste Leiterbahn führt von dem Versorgungskontakt 21 nach rechts, über die Ringkontaktierungskontakte 32 und 33 und die Verbindung 42 zu der zweiten Halbleiterregion 12, unter dem (und möglicherweise teilweise durch den) Erfassungskontakt 24 und schließlich zu dem Versorgungskontakt 22. Die zweite Leiterbahn führt von dem Versorgungskontakt 21 nach links, unter dem (und möglicherweise teilweise durch den) Erfassungskontakt 23, über die Ringkontaktierungskontakte 31 und 34 und die Verbindung 41 zu der zweiten Hall-Effekt-Region 12 und schließlich zu dem Versorgungskontakt 22. Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn weisen jeweils Segmente auf, die die Hall-Effekt-Regionen 11, 12 durchlaufen. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Gesamtlängen der Segmente in der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region für die erste und die zweite Leiterbahn ungefähr gleich. Die Verbindungen 41 und 42 können im Vergleich zu den Hall-Effekt-Regionen 11, 12 relativ niederohmig sein. All dies führt zu einer im Wesentlichen ausgeglichenen Stromverteilung zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn. Ferner können die Ringkontaktierungskontakte 31 bis 34 relativ groß sein, um die Verbindung mit dem Ring niederohmig zu machen und um den Spannungsabfall an den Ringkontaktierungskontakten 31 bis 34 zu verringern. Zumindest einer der zwei Ringkontaktierungskontakte kann eine große wirksame Oberfläche zum Zweck einer niederohmigen Verbindung zwischen dem zumindest einen Ringkontaktierungskontakt und der Hall-Effekt-Region aufweisen.
  • Die elektrischen Ströme fließen in derselben Richtung über die Verbindungen 41 und 42, d. h. von der ersten Hall-Effekt-Region 11 zu der zweiten Hall-Effekt-Region 12. Der Versorgungskontakt 21, an dem der elektrische Strom in die Hall-Effekt-Regionen 11, 12 eintritt, ist an der ersten Hall-Effekt-Region 11 vorgesehen, während der Stromversorgungskontakt, an dem der elektrische Strom die Hall-Effekt-Regionen 11, 12 verlässt, an der zweiten Hall-Effekt-Region 12 vorgesehen ist. Die Richtung, in der der Strom durch die Halbleiter-Hall-Effekt-Vorrichtung-Regionen 11, 12 fließt, die Stelle, wo er in die elektronische Vorrichtung eintritt und wo er dieselbe verlässt, ist im Grunde eine Entwurfsoption und kann modifiziert werden. Überdies könnte die Richtung des Stroms z. B. während einer optionalen dritten Betriebsphase und einer optionalen vierten Betriebsphase des Spinning-Current-Schemas umgekehrt werden. Ein Effekt der Ringverbindung besteht darin, dass der elektrische Strom in entgegengesetzten Richtungen unter den Erfassungskontakten 23, 24 verläuft, sodass aufgrund des Hall-Effekts das elektrische Potential an einem der Erfassungskontakte in Folge des Vorhandenseins eines Magnetfeldes zunimmt, während das elektrische Potential an dem anderen Erfassungskontakt abnimmt. Jedoch liegen die zwei Erfassungskontakte auf verschiedenen Gleichtaktpotentialen. Das bedeutet, dass (sogar) dann, wenn kein Magnetfeld vorliegt, die elektrischen Potentiale an den Erfassungskontakten 23 und 24 allgemein nicht gleich sind: Das elektrische Potential an dem Erfassungskontakt 23 liegt näher bei einem elektrischen Potential eines positiven Pols der Leistungsversorgung (die mit dem Versorgungskontakt 21 verbunden ist), wohingegen das elektrische Potential an dem Erfassungskontakt 24 näher bei dem Massepotential liegt (das mit dem Versorgungskontakt 22 verbunden ist).
  • Die erste und die zweite Hall-Effekt-Region können bezüglich einer Symmetrieachse oder einer Symmetrieebene symmetrisch sein. Die zwei Ringkontaktierungskontakte der ersten Hall-Effekt-Region und die zwei Ringkontaktierungskontakte der zweiten Hall-Effekt-Region können ebenfalls bezüglich der Symmetrieachse oder der Symmetrieebene symmetrisch sein. In 1 kann sich beispielsweise eine erste Symmetrieachse oder Symmetrieebene für die elektronische Vorrichtung zwischen der ersten Hall-Effekt-Region 11 und der zweiten Hall-Effekt-Region 12 befinden, und eine zweite Symmetrieachse oder Symmetrieebene für lediglich die Hall-Effekt-Region 11 kann sich zwischen den Kontakten 21 und 23 befinden. Bezüglich der Symmetrie der elektronischen Vorrichtung 10 sollte man beachten, dass es üblicherweise nicht notwendig ist, zwischen Versorgungskontakten und Erfassungskontakten zu unterscheiden, da diese üblicherweise lediglich vorübergehende Funktionen der entsprechenden Spinning-Current-Kontakte sind. Zum Zweck eines Bewertens einer Symmetrie der elektronischen Vorrichtung sollte üblicherweise vielmehr zwischen Spinning-Current-Kontakten und Ringkontaktierungskontakten unterschieden werden.
  • Wie man in 1 und manchen der nachfolgenden Figuren erkennen kann, können die erste und die zweite Hall-Effekt-Region 11, 12 entlang einer Linie angeordnet sein. Die Linie kann sich entlang der Längsachsen der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region 11, 12 erstrecken, sodass die Längsachsen im Wesentlichen zusammenfallen. Die erste und die zweite Halbleiter-Hall-Effekt-Vorrichtung sind in diesem Fall der Länge nach versetzt. Somit sind bezüglich der Struktur der elektronischen Vorrichtungsstruktur das erste Ende der ersten Hall-Effekt-Region 11 und das zweite Ende der zweiten Hall-Effekt-Region 12 äußere Enden, und das zweite Ende der ersten Hall-Effekt-Region 11 und das erste Ende der zweiten Hall-Effekt-Region 12 sind innere Enden.
  • Die in 1 gezeigte elektronische Vorrichtung 10 weist zwei Hall-Effekt-Regionen auf, d. h. n = 2. Der Versorgungskontakt 21 der zumindest zwei Versorgungskontakte 21, 22 ist in oder auf der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region 11 gebildet, und der andere Versorgungskontakt 22 der zumindest zwei Versorgungskontakte 21, 22 ist in oder auf der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region 12 gebildet. Außerdem ist ein Erfassungskontakt 23 der zumindest zwei Erfassungskontakte 23, 24 in oder auf der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region 11 gebildet, und ein anderer Erfassungskontakt 24 der zumindest zwei Erfassungskontakte 23, 24 ist in oder auf der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region 12 gebildet.
  • Bei der in 1 gezeigten elektronischen Vorrichtung 10 weist die erste Hall-Effekt-Region 11 ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Desgleichen weist die zweite Hall-Effekt-Region 12 ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Die ersten Kontakte 31, 33 und die zweiten Kontakte 32, 34 liegen näher bei entweder dem ersten Ende oder dem zweiten Ende einer entsprechenden der ersten oder der zweiten Hall-Effekt-Region 11, 12 als der beliebige der Versorgungskontakte 21, 22 und der Erfassungskontakte 23, 24 (während der ersten Betriebsphase).
  • Eine andere Art und Weise, die in 1 gezeigte elektronische Vorrichtung 10 zu beschreiben, ist die Folgende: Die elektronische Vorrichtung weist zwei Hall-Effekt-Regionen 11, 12 auf. In der ersten Hall-Effekt-Region 11, oder auf einer Oberfläche derselben, ist zumindest ein Innenkontakt (oder innerer Kontakt) gebildet. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Innenkontakte 21, 23 auf der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region 11 gebildet. Die zweite Hall-Effekt-Region 12 weist ebenfalls zumindest einen inneren Kontakt auf, und insbesondere zwei innere Kontakte 22, 24, die an der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region 12 gebildet sind. Die inneren Kontakte 21 bis 24 sind dazu konfiguriert, als Versorgungskontakte und wechselweise als Erfassungskontakte zu fungieren. Die inneren Kontakte 21 bis 24 gehören zu zumindest vier Spinning-Current-Kontakten, von denen zumindest ein Kontakt in oder auf der Oberfläche der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region gebildet ist. Die inneren Kontakte 21 bis 24 sind dazu konfiguriert, während verschiedener Betriebsphasen des Spinning-Current-Schemas als Versorgungskontakt und als Erfassungskontakt zu fungieren. Ferner weist die erste Hall-Effekt-Region 11 zwei Randkontakte 31, 32 auf. Die zweite Hal1-Effekt-Region 12 weist zwei andere Randkontakte 33, 34 auf. Die Randkontakte 31 bis 34 gehören zu zumindest vier Ringkontaktierungskontakten (auch als erster Kontakt und zweiter Kontakt einer Hall-Effekt-Region bezeichnet), von denen zwei in oder auf der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region gebildet sind und von denen zwei in oder auf der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region gebildet sind. Die Verbindungen 41 und 42 verbinden die zwei zu verschiedenen Hall-Effekt-Regionen gehörenden Randkontakte paarweise, d. h. die Verbindung 41 verbindet die Randkontakte 31 und 34, während die Verbindung 42 die Randkontakte 32 und 33 verbindet. Somit weist jedes Paar einen Ringkontaktierungskontakt der ersten Hall-Effekt-Region und einen Ringkontaktierungskontakt der zweiten Hall-Effekt-Region auf, sodass die erste und die zweite Hall-Effekt-Region ringartig elektrisch verbunden sind. Die zumindest vier Ringkontaktierungskontakte und die zwei Verbindungen sind so konfiguriert, dass ein Gesamtstrom, der einem Versorgungskontakt der ersten Hall-Effekt-Region zugeführt wird und an einem anderen Versorgungskontakt an der zweiten Hall-Effekt-Region extrahiert wird (oder umgekehrt), in zwei im Wesentlichen gleiche Teile (in Bezug auf die Größe) aufgeteilt wird, die über die zwei Verbindungen fließen. Die Begriffe „Randkontakt” und „Innenkontakt” beziehen sich auf die relative Position der Kontakte, die in oder auf der Oberfläche der Hall-Effekt-Regionen 11 und 12 angeordnet sind: Ein „Innenkontakt” weist üblicherweise zumindest zwei Nachbarn auf, beispielsweise entweder (i) zwei andere Innenkontakte oder (ii) zwei Randkontakte oder (iii) einen anderen Innenkontakt und einen Randkontakt. Ein Randkontakt befindet sich üblicherweise näher bei einem bestimmten Ende der vorliegenden Hall-Effekt-Region als irgendein anderer Kontakt, und er weist üblicherweise lediglich einen benachbarten Innenkontakt auf.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren. Eine entsprechende Draufsicht lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Querschnitt in 2 ableiten. Die zwei Hall-Effekt-Regionen 11 und 12 sind in einer einzigen langen Wanne mit großen äußeren Kontakten 31, 34 und einem großen Kontakt 32 in der Mitte angeordnet. Obwohl sie sich in einer einzigen Wanne befinden, können die zwei Hall-Effekt-Regionen als voneinander isoliert angesehen werden, insbesondere wenn man die Art und Weise berücksichtigt, auf die ein elektrischer Strom durch die Wanne fließt. Der große Kontakt 32 kann einen geringeren Widerstand aufweisen als die Wanne, sodass der bei weitem größte Teil des elektrischen Stroms effektiv durch den Kontakt 32 fließt, insbesondere wenn der Kontakt 32 relativ lang ist und wenn keine vergrabene n+-Schicht (nBL) vorliegt. Gemäß dieser Definition sind die zwei Hall-Effekt-Regionen 11, 12 isoliert, obwohl sie physisch als eine große Wanne kombiniert sind. Mit anderen Worten wird ein niederohmiger Pfad in Form des Kontakts 32 (der den Kontakten 32, 33 und der Verbindung 42 in 1 entspricht) für den elektrischen Strom angeboten, was bewirkt, dass der elektrische Strom die Wanne unter dem Kontakt 32 im Wesentlichen vermeidet (und somit eine im Wesentlichen stromfreie Region erzeugt), was eine effektive Isolierung des linken und des rechten Teils der Wanne erzielt. Üblicherweise ist die elektrische Isolierung (gemäß der oben angegebenen Definition) zwischen der linken und der rechten Wanne umso besser, je länger der Kontakt 32 in der x-Richtung ist. Die Spinning-Current-Kontakte 21 bis 24 sind auf eine Weise verbunden, die der ersten Taktphase des Spinning-Current-Zyklus entspricht. Im Vergleich zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die in 2 gezeigte elektronische Vorrichtung 2 eine etwas verringerte Symmetrie auf, nimmt jedoch weniger Raum ein. Der Grund für die leicht verringerte Symmetrie besteht darin, dass eine der zwei Leiterbahnen entlang der Ringstruktur eine äußere Verbindung in Form der Verbindung 41 aufweist, während die andere Leiterbahn geschlossen wird, indem die zwei in 1 gezeigten Ringkontaktierungskontakte 32, 33 zu einem einzigen Ringkontaktierungskontakt 32 in 2 kombiniert werden. Die Länge der Ringkontaktierungskontakte 31, 32 und 34 sollte größer sein als die Tiefe der Mulde, d. h. der Hall-Effekt-Region 11. Der mittlere Ringkontaktierungskontakt 32 weist üblicherweise eine höhere elektrische Leitfähigkeit auf als das Material in der Hall-Effekt-Region 11, sodass der von dem Versorgungskontakt 21 zu dem Versorgungskontakt 22 fließende elektrische Strom hauptsächlich in dem Ringkontaktierungskontakt 32 statt unter demselben fließt. Die erste Hall-Effekt-Region 11 und die zweite Hall-Effekt-Region 12 laufen im Wesentlichen entweder jeweils an ihrem ersten Ende oder an ihrem zweiten Ende zusammen. In dem vorliegenden Fall laufen die erste und die zweite Hall-Effekt-Region 11 und 12 an ihren Enden zusammen, die einander in 1 zugewandt sind. Der erste Ringkontaktierungskontakt 32, der in oder auf der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region 11 gebildet ist, und der entsprechende erste Ringkontaktierungskontakt 33, der in oder auf der Oberfläche der zweiten Halbleiter-Hall-Effekt-Region 12 gebildet ist, laufen ebenfalls zusammen. Alternativ dazu könnte der in 2 gezeigte große Kontakt 32 in zwei kleinere Kontakte 32, 33 unterteilt werden, die den in 1 veranschaulichten ähneln. Diese zwei kleineren Kontakte könnten anschließend anhand eines Drahtes, d. h. der Verbindung 42, verbunden werden, d. h. die Verbindung 42. Dies bedeutet, dass die Konfiguration der 1 nur leicht modifiziert wird, indem man die Hall-Effekt-Regionen 11 und 12 aneinander annähert, bis sie zusammenlaufen. Jedoch sind die Kontakte 32 und 33 von dem Ende der Hall-Effekt-Regionen 11, 12 leicht zurückgenommen, sodass die Kontakte 32, 33 nicht zusammenlaufen. Die resultierende elektronische Vorrichtung hätte eine bessere Symmetrie als die in 2 gezeigte, da der Strom von der Hall-Effekt-Region über die Verbindungen 41 und 42 fließen muss. Je größer eine Beabstandung zwischen den Kontakten 32 und 33 ist, desto besser ist die Isolierung zwischen dem linken und dem rechten Teil der Wanne.
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren. Eine entsprechende Draufsicht lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Querschnitt in 3 ableiten. Im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel fluchten die Ringkontaktierungskontakte 31 bis 34 (die an anderer Stelle auch als erste und zweite Kontakte bezeichnet werden) nicht mit Enden der Wannen 11, 12. Die zwei Ringkontaktierungskontakte, z. B. Ringkontaktierungskontakte 31 und 32 oder 33 und 34 oder alle vier Kontakte 31 bis 34 zumindest entweder der ersten und/oder der zweiten Hall-Effekt-Region 11, 12 sind in einem Abstand von dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Hall-Effekt-Region, in der oder auf deren Oberfläche sie gebildet sind, angeordnet. Bei der in 2 gezeigten elektronischen Vorrichtung 2 fluchten die äußeren Kontakte 31 und 34 ebenfalls nicht mit den Enden der Wanne 11, das könnten sie aber. Indem man die Ringkontaktierungskontakte 31 bis 34 etwas von den Enden der Hall-Effekt-Region(en) 11, 12 wegbewegt, kann man davon ausgehen, dass Grenzeffekte, die auf die Stromverteilung in der bzw. den Hall-Effekt-Region(en) 11, 12 einwirken, verringert werden. Die Grenzeffekte können aufgrund von Herstellungsungenauigkeiten an einem ersten Ende und an einem zweiten Ende unterschiedlich sein und sind somit eine potentielle Asymmetriequelle. Besonders wenn die Hall-Effekt-Regionen 11, 12 anhand eines lokalen Dotierens eines Halbleitersubstrats gebildet werden, können die Enden der Hall-Effekt-Regionen 11, 12 Herstellungstoleranzen unterworfen sein, die die Stromverteilung möglicherweise beeinträchtigen. Aufgrund der nichtlinearen Spannung/Strom-Beziehung bei Halbleitern können diese Asymmetrien zu einem Restversatz des Spinning-Current-Prinzips führen. Mit Restversatz meinen wir, dass die Kombination gemessener Ausgangsspannungen in jeweiligen Betriebsphasen der Spinning-Current-Sequenz nicht gänzlich frei von einem Nullpunktfehler ist. Deshalb sollten Asymmetrien bei der elektronische Vorrichtung soweit wie möglich verringert werden.
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren. Eine entsprechende Draufsicht lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Querschnitt in 4 ableiten. Zumindest einer der zwei Ringkontaktierungskontakte (oder Randkontakte) 31, 32, 33, 34 pro Hall-Effekt-Region 11, 12 weist zwei oder mehr Kontaktsegmente auf, die durch einen Zwischenraum getrennt sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 wurden die in 1 bis 3 gezeigten großen Kontakte 31 bis 34 durch mehrere kleinere ersetzt, die teilweise floaten (potentialmäßig schweben) oder anhand von Drähten kurzgeschlossen werden. Die mehreren kleineren Kontakte sind üblicherweise durch einen Zwischenraum oder eine Lücke getrennt, der bzw. die gemäß dem Stand der Technik bei modernen CMOS/BiCMOS-Prozessen oder ähnlichen Technologien mit Oxid gefüllt sein kann. Somit wurden die in den vorherigen 1 bis 3 gezeigten großen Kontakte in mehrere kleinere aufgeteilt, die entweder floaten oder mit Drähten kurzgeschlossen sind. Die elektronische Vorrichtung 10 der 4 weist zwei kurzgeschlossene Ringkontaktierungskontakte 31 in der Nähe eines ersten Endes der ersten Hall-Effekt-Region 11, zwei kurzgeschlossene Ringkontaktierungskontakte 32 in der Nähe eines zweiten Endes der ersten Hall-Effekt-Region 11, zwei kurzgeschlossene Ringkontaktierungskontakte 33 in der Nähe eines ersten Endes der zweiten Hall-Effekt-Region 12 und zwei kurzgeschlossene Ringkontaktierungskontakte 34 in der Nähe eines zweiten Endes der zweiten Hall-Effekt-Region 12 auf. Ferner weist die elektronische Vorrichtung 10 eine Mehrzahl floatender Kontakte 51, 52, 53 und 54 auf, die man als Bestandteil der Ringkontaktierungskontakte (oder der Randkontakte) 31 bis 34 ansehen kann. Die floatenden Kontakte 51 bis 54 befinden sich an der Oberfläche einer der zwei Hall-Effekt-Regionen 11, 12 zwischen einem der Ringkontaktierungskontakte 31 bis 34 und einem Ende der einen der zwei Hall-Effekt-Regionen 11, 12, die am nächsten bei dem betreffenden Ringkontaktierungskontakt liegt. Die floatenden Kontakte können bewirken, dass die Stromverteilung in der Hall-Effekt-Region gleichmäßiger verteilt oder einheitlicher und somit symmetrischer ist. Zusätzliche floatende Kontakte können auch zwischen Randkontakten und inneren Kontakten oder zwischen inneren Kontakten platziert werden. Sie können dazu verwendet werden, den Strom näher an die Oberfläche zu ziehen, was besonders vorteilhaft sein kann, wenn der Halbleiterprozess eine stark leitende vergrabene Schicht aufweist. Die elektronische Vorrichtung 10 kann zumindest einen floatenden Kontakt aufweisen, der in oder auf der Oberfläche zumindest entweder der ersten und/oder der zweiten Hall-Effekt-Region 11, 12 gebildet ist.
  • Die elektronische Vorrichtung 10 kann eine n+-dotierte vergrabene Schicht (nBL) aufweisen, die in einer Mehrzahl der Figuren nicht gezeigt ist. Trotzdem kann allgemein jegliche elektronische Vorrichtung gemäß den hierin offenbarten Lehren eine n+-dotierte vergrabene Schicht aufweisen, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine elektronische Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren. Eine entsprechende Draufsicht lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Querschnitt der 5 ableiten. Die elektronische Vorrichtung 10 weist eine vergrabene Schicht 71, 72 unter der ersten und zweiten Hallq-Effekt-Region 11, 12 auf. Floatende Kontakte 61, 62, 63, 64, 65 und 66 sind eingeführt, um zu verhindern, dass eine übergroße Menge des Stroms nach unten in die vergrabene Schicht 71, 72 fließt.
  • An der ersten Hall-Effekt-Region 11 und von links beginnend ist der floatende Kontakt 63 zwischen dem Ringkontaktierungskontakt 31 und dem Spinning-Current-Kontakt 23 angeordnet. Der floatende Kontakt 61 ist zwischen dem Spinning-Current-Kontakt 23 (Erfassungskontakt) und dem Spinning-Current-Kontakt 21 (Versorgungskontakt) angeordnet. Der floatende Kontakt 65 ist zwischen dem Spinning-Current-Kontakt (Versorgungskontakt) 21 und dem Ringkontaktierungskontakt 32 angeordnet.
  • An der zweiten Halbleiter-Hall-Effekt-Region 12 und von links beginnend ist der floatende Kontakt 66 zwischen dem Ringkontaktierungskontakt 33 und dem Spinning-Current-Kontakt (Erfassungskontakt) 24 angeordnet. Der floatende Kontakt 64 ist zwischen dem Spinning-Current-Kontakt 24 (Erfassungskontakt) und dem Spinning-Current-Kontakt 22 (Versorgungskontakt) angeordnet. Der floatende Kontakt 62 ist zwischen dem Spinning-Current-Kontakt (Versorgungskontakt) 22 und dem Ringkontaktierungskontakt 34 angeordnet.
  • Während der ersten Betriebsphase befinden sich die zwei Stromversorgungskontakte 21 und 22 in zwei verschiedenen Hall-Effekt-Regionen. Dasselbe gilt während der zweiten Betriebsphase auch für die zwei Versorgungskontakte 23 und 24. Ein Vorteil dieser Konfiguration wird offensichtlich, wenn die Hall-Effekt-Regionen eine vergrabene Schicht aufweisen oder zu einer vergrabenen Schicht benachbart sind: Jede Hall-Effekt-Region kann ihre eigene vergrabene Schicht aufweisen, sodass zwischen den zwei Versorgungskontakten 21 und 22 oder 23 und 24 kein direkter Kurzschluss über eine gemeinsame vergrabene Schicht erzeugt wird. Falls dagegen beide Versorgungskontakte 21 und 22 oder 23 und 24 an derselben Hall-Effekt-Region angeordnet wären oder wenn zwei Hall-Effekt-Regionen eine vergrabene Schicht gemeinsam haben, könnte über die vergrabene Schicht ein Kurzschluss zwischen den zwei Versorgungskontakten auftreten: Die vergrabene Schicht läge dann üblicherweise auf einem elektrischen Potential, das ungefähr die Hälfte der Versorgungsspannung beträgt (auf das negative Leistungsversorgungspotential der Leistungsversorgung bezogen). Bei der vorgeschlagenen Struktur, bei der die Versorgungskontakte in oder auf der Oberfläche verschiedener Hall-Effekt-Regionen sind (und bei der keine gemeinsame kontinuierliche vergrabene Schicht vorliegt), wird der Kurzschluss zumindest stark verringert, da die vergrabene Schicht der mit dem positiven Leistungsversorgungspotential verbundenen Hall-Effekt-Region auf etwa 2/3 der Versorgungsspannung gezogen wird und die andere vergrabene Schicht der anderen Hall-Effekt-Region, die mit dem negativen Leistungsversorgungspotential verbunden ist, auf etwa 1/3 der Versorgungsspannung gezogen wird (wobei beide auf das negative Leistungsversorgungspotential der Leistungsversorgung bezogen sind). Somit wird der Kurzschlusseffekt der vergrabenen Schicht verringert, indem die vergrabene Schicht in zwei nichtverbundene vergrabene Schichten zerteilt wird. Üblicherweise versucht man den Kurzschluss über die vergrabene Schicht zu vermeiden, da ein derartiger Kurzschluss viel Strom verbraucht und doch wenig zu dem Hall-Effekt beiträgt.
  • 6 zeigt zwei schematische Draufsichten bzw. Grundrisse einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren während einer ersten Phase (oben) und einer zweiten Phase (unten) eines Messzyklus, wobei die elektronische Vorrichtung 100 vier Hall-Effekt-Regionen 11, 12, 13, 14 aufweist. Entsprechende Querschnittsansichten lassen sich analog zu 1 leicht von den schematischen Grundrissen der 6 ableiten. Dieses Ausführungsbeispiel erfüllt unter anderem die folgenden zwei Anforderungen:
  • (1) Es wird ermöglicht, dass ein Strom unter einem Erfassungskontakt verläuft. Demgemäß kann ein Magnetfeld (das parallel zu der Chipoberfläche und senkrecht zu den Stromströmungslinien ist) das elektrische Potential an dem Erfassungskontakt (der sich an der Oberfläche des Chips befindet) effizient nach oben ziehen oder nach unten ziehen.
  • (2) Das elektrische Äquivalent der Vorrichtung ist ein elektrischer Ring. Somit wird vermieden oder zumindest verringert, dass sich der Abstand von äußersten Versorgungskontakten zu dem Ende der Vorrichtung während eines Spinning-Current-Taktzyklus ändert.
  • Wie man in 6 sehen kann, weist die elektronische Vorrichtung 100 ferner eine dritte Hall-Effekt-Region 13 und eine vierte Hall-Effekt-Region 14 auf, die auf ähnliche Weise wie die erste Hall-Effekt-Region 11 und die zweite Hall-Effekt-Region 12 ringartig elektrisch verbunden sind. In der Tat bilden die erste und die zweite Hall-Effekt-Region 11, 12 und deren zugeordneten Kontakte und Verbindungen eine erste grundlegende elektronische Vorrichtung 10-1, die der in 1 gezeigten entspricht und die in Verbindung damit beschrieben ist. Desgleichen bilden die dritte und die vierte Hall-Effekt-Region 13, 14 und deren zugeordneten Kontakte und Verbindungen eine zweite grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2, die der in 1 gezeigten ähnelt. Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1, 10-2 besteht darin, dass bei der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 (die in der rechten Hälfte der 6 veranschaulicht ist) die Versorgungskontakte 25, 26 und die Erfassungskontakte 27, 28 im Vergleich zu der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1, die in der linken Hälfte der 6 veranschaulicht ist, vertauscht sind. Die erste und die zweite Hall-Effekt-Region 11, 12, zugeordnete Spinning-Current-Kontakte 21 bis 24 und zugeordnete Ringkontaktierungskontakte 31 bis 34 bilden eine erste Ringstruktur. Die dritte und die vierte Hall-Effekt-Region 13, 14, zugeordnete Spinning-Current-Kontakte 25 bis 28 und zugeordnete Ringkontaktierungskontakte 35 bis 38 bilden eine zweite Ringstruktur. Ein Ausgangssignal der elektronischen Vorrichtung 100 wird auf der Basis eines ersten elektrischen Potentials in der ersten Ringstruktur oder grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 (beispielsweise während der ersten Betriebsphase an dem Erfassungskontakt 23) und eines zweiten elektrischen Potentials in der zweiten Ringstruktur oder grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 (beispielsweise während der ersten Betriebsphase an dem Erfassungskontakt 27) ermittelt. Die in 6 gezeigte Konfiguration kann als Längskonfiguration angesehen werden.
  • Die in 6 gezeigte elektronische Vorrichtung 100 weist vier Wannen oder Hall-Effekt-Regionen 11, 12, 13 und 14 auf. Die Wannen 11 bis 14 sind voneinander isoliert. Jede Wanne weist vier Kontakte auf: zwei äußere Kontakte 31 und 32, 33 und 34, 35 und 36, 37 und 38 sowie zwei innere Kontakte 23 und 21, 24 und 22, 27 und 25, 28 und 26. Die Wannen sind über ihre äußeren Kontakte (Ringkontaktierungskontakte) 31 bis 38 in einer elektrischen Ringform jeweils paarweise mit Drähten 41, 42 bzw. 43, 44 verbunden. Beide Ringe sind voneinander isoliert. Das obere Bild veranschaulicht, wie die elektronische Vorrichtung 100 während einer ersten Taktphase des spinning-Current-Zyklus mit einer elektrischen Versorgung verbunden ist. Bei dem linken Ring oder der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 (die die Wannen 11 und 12 aufweist) sind die Versorgungsanschlüsse 21 und 22 die rechten der inneren Kontakte, und die Erfassungsanschlüsse 23 und 24 sind die linken der inneren Kontakte. Bei dem rechten Ring oder der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 sind die Versorgungsanschlüsse 25 und 26 die linken der inneren Kontakte, und die Erfassungsanschlüsse 27 und 28 sind die rechten der inneren Kontakte. Somit sind die Versorgungs- und Erfassungsanschlüsse 21 bis 28 innere Kontakte, während die Wannen 11 bis 14 über die äußeren Kontakte 31 bis 38 in einem Ring verbunden sind – deshalb kann der Strom unter jedem der inneren Kontakte 21 bis 28 verlaufen, falls er derzeit als Erfassungskontakt verwendet wird.
  • Die zwei Ringe oder grundlegenden elektronischen Vorrichtungen 10-1, 10-2 können mit Kurzschlusselementen 81 und 82, die als gestrichelte Linien gezeigt sind, miteinander verbunden sein: Die äußeren Kontakte 31, 34 und 36, 37, die sich bei beiden grundlegenden elektronischen Vorrichtungen 10-1, 10-2 näher bei den Masseanschlüssen 22 und 26 befinden, sind verbunden. Desgleichen sind die äußeren Kontakte 32, 33 und 35, 38, die sich bei beiden grundlegenden elektronischen Vorrichtungen 10-1, 10-2 näher bei den Versorgungsanschlüssen 21 und 25 befinden, verbunden. Somit kann eine elektronische Vorrichtung 100 ferner zumindest eine elektrische Kreuzverbindung zwischen einem der Ringkontaktierungskontakte der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 und einem äquivalenten Ringkontaktierungskontakt der Ringkontaktierungskontakte der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 aufweisen. Man beachte, dass, solange die Vorrichtungen identisch sind (keine Fehlanpassung vorliegt), kein Strom über die Linien 81, 82 fließt. Deshalb kann man die Anordnung immer noch als zwei separate Ringstrukturen aufweisend ansehen.
  • Die Versorgungsanschlüsse 21, 22, 25 und 26 können mit Spannungsversorgungen oder Stromversorgungen verbunden sein – im letzteren Fall können die zwei Anschlüsse miteinander verbunden sein oder nicht.
  • Das untere Bild in 6 zeigt, wie die elektronische Vorrichtung 100 während einer zweiten Taktphase des Spinning-Current-Zyklus verbunden (angeschlossen) sein kann. Die Spinning-Current-Kontakte 23, 24, 27 und 28 fungieren nun als Versorgungskontakte, während die Spinning-Current-Kontakte 21, 22, 25 und 26 als Erfassungskontakte fungieren.
  • Gemäß dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wird bzw. werden die Ausgangsspannung(en) oder das bzw. die Signal(e) nicht zwischen den zwei Wannen derselben grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1, 10-2 abgegriffen, sondern zwischen Wannen, die zu verschiedenen grundlegenden elektronischen Vorrichtungen 10-1, 10-2 gehören.
  • Insbesondere werden die Differenzausgangsspannungen/-signale üblicherweise bei verschiedenen Gleichtaktpotentialen abgegriffen. Die zwei zusätzlichen Wannen 13, 14 der zweiten Ringstruktur erfüllen eine Funktion des Erzeugens von Differenzausgangsspannungen.
  • 7 zeigt einen Graphen, der in einer Querschnittsansicht das elektrische Potential und die Stromströmungslinien in den vier Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14 des in 6 gezeigten Ausführungsbeispiels mit Verbindungen wie in Phase 1 und ohne Kurzschlusselemente 81 und 82 veranschaulicht. Der in 7 gezeigte Graph beruht auf einem Simulationsergebnis für ein elektrisches Potential und eine Stromdichte für eine derartige Struktur bei einer Magnetfeldstärke von 0 T. Andere Parameter, die zu Simulationszwecken ausgewählt wurden, lauten: die Wanne ist 6,5 μm tief, 9,7 μm breit (senkrecht zur Zeichenebene) und 9 μm lang. Jeder Kontakt ist 1 μm lang und 9,7 μm breit. Der Boden jeder Wanne ist stark leitfähig (z. B. n+-dotierte vergrabene Schicht, nBL). Man beachte, dass die elektronische Vorrichtung (z. B. vertikale Hall-Vorrichtung) gemäß den hierin offenbarten Lehren auch funktioniert, wenn der Boden der Wanne isoliert ist.
  • Während der ersten Taktphase des Spinning-Current-Zyklus, für den eine Simulation eines elektrischen Potentials an einer Oberfläche der Hall-Effekt-Regionen und der Stromdichte in 7 gezeigt ist, wird eine Spannung von 1 V sowohl zwischen den Versorgungskontakten 21 und 22 der ersten Ringstruktur als auch zwischen den Versorgungskontakten 25 und 26 der zweiten Ringstruktur angelegt. An den Ringkontaktierungskontakten 31 bis 38 kann eine moderate Spannung, die zwischen etwa 0,4 V und 0,6 V liegt, beobachtet werden. Die Stromströmungslinien geben an, dass die Stromverteilung für die Zwecke einer Anwendung des Spinning-Current-Schemas im Wesentlichen symmetrisch ist.
  • 8 zeigt einen Graphen, der für drei verschiedene Magnetfeldwerte das elektrische Potential an einer Oberfläche der vier Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14 der elektronischen Vorrichtung gemäß dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Man beachte, dass das Potential an den Kontakten 23 und 28 an der Position x = +/– 1,7 × 10–5 m (+/– 17 μm) mit einem positiven Magnetfeld zunimmt, wohingegen das Potential an den Kontakten 24 und 27 an der Position x = +/– 0,7 × 10–5 m (+/– 7 μm) mit einem positiven Magnetfeld abnimmt. Es können zwei Differenzspannungen (differenzielle Spannungen) abgegriffen werden. Die eine bei einem Gleichtaktpotential von etwa 0,75 V, und die andere bei dem Gleichtaktpotential von etwa 0,25 V. Die magnetische Empfindlichkeit beträgt ungefähr 27,5 mV/V/T. Jede Ringstruktur weist einen Widerstand von etwa 4,22 kOhm bei einer Breite von 9,7 μm auf.
  • Wenn wir die Kurzschlusselemente 81, 82 (= dicke gestrichelte Linien oben in 6) einbringen, sind die Potentiale ziemlich ähnlich zu der Darstellung in 8, jedoch nimmt die magnetische Empfindlichkeit auf 25,5 mV/V/T etwas ab, wohingegen der höhere Grad an Symmetrie bei der Vorrichtung den Restversatz (= Versatz, der aufgrund der Nichtlinearität der Vorrichtung und Unvollkommenheiten der Schaltung nach einer Spinning-Current-Sequenz verbleibt) verringert.
  • Die in den folgenden 9 bis 23 gezeigten Ausführungsbeispiele veranschaulichen verschiedene Anordnungen bezüglich des Layouts der Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14, wobei sich die verschiedenen Anordnungen in Bezug auf Effekte 2. Ordnung unterscheiden, beispielsweise Umfang der Verdrahtung/Verkabelung, benötigter Raum, thermoelektrische Effekte, Eigenfeld, Anpassung (matching) usw.
  • 9 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier in einer Linie angeordneten Hall-Effekt-Regionen, d. h. eine Längskonfiguration. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 9 ableiten. 9 zeigt die Konfiguration während der ersten Taktphase des Spinning-Current-Zyklus. Die Konfiguration kann in kondensierter Form wie folgt beschrieben werden: Beide Wannen jedes Rings sind auf einer einzelnen Achse hintereinander angeordnet, und beide Ringe sind auf derselben Achse hintereinander angeordnet. Die erste grundlegende elektronische Vorrichtung oder Ringstruktur 10-1, die die Hall-Effekt-Regionen 11 und 12 aufweist, ist im Wesentlichen identisch mit der ersten Ringstruktur der in 6 gezeigten elektronischen Vorrichtung. Die zweite grundlegende elektronische Vorrichtung oder Ringstruktur 10-2, die die Hall-Effekt-Regionen 13 und 14 aufweist, unterscheidet sich von der zweiten Ringstruktur der elektronischen Vorrichtung 10 der 6 darin, dass die Versorgungskontakte 25, 26 und die Erfassungskontakte 27, 28 ihre Positionen getauscht haben, d. h. in 9 sind die Versorgungskontakte 25, 26 die rechten Kontakte der inneren Kontakte der Hall-Effekt-Regionen 13 und 14. Zwei differenzielle Erfassungssignale, insbesondere zwei Differenzspannungen, können gemessen werden. Eine erste Differenzspannung wird zwischen i) dem Erfassungskontakt 23, der an der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region 11 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 gebildet ist, und ii) dem Erfassungskontakt 27, der an der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region 13 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 gebildet ist, gemessen. Somit wird die Differenzspannung auf eine die grundlegende(n) elektronische(n)Vorrichtung(en) überspannende Weise gemessen. Eine zweite Differenzspannung wird zwischen iii) dem Erfassungskontakt 24, der an der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region 11 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 gebildet ist, und iv) dem Erfassungskontakt 28, der an der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region 13 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 gebildet ist, gemessen.
  • Man beachte, dass die in 9 gezeigte Konfiguration nicht ausgeprägt auf ein Magnetfeld in der y-Richtung, d. h. der Richtung in der Zeichenebene, die zu der Längsachse der elektronischen Vorrichtung 10 senkrecht ist, anspricht. Der Grund besteht darin, dass ein homogenes Magnetfeld in der y-Richtung bewirkt, dass die elektrischen Potentiale an den Erfassungskontakten, die zum Ermitteln jeweiliger Hall-Differenzsignale (differenzieller Hall-Signale) verwendet werden (beispielsweise: Erfassungskontakte 23 und 27 oder Erfassungskontakte 24 und 28), auf dieselbe Weise zunehmen oder abnehmen. Jedoch ist die in 9 gezeigte Struktur in der Lage, mechanische Beanspruchungen in dem Halbleiterkristall, in dem die Struktur gebildet ist, zu erfassen. Durch Umpolen der Leistungsversorgung an lediglich einem der Ringe kann die elektronische Vorrichtung in der Tat dazu konfiguriert werden, entweder das Magnetfeld oder die mechanische Beanspruchung zu messen. Eine elektronische Vorrichtung 10, 100, wie sie hierin offenbart ist, schließt also auch einen Sensor für mechanische Beanspruchungen mit ein. Merkmale, die in Verbindung mit der elektronischen Vorrichtung zum Erfassen eines Magnetfeldes beansprucht und/oder beschrieben werden, sind üblicherweise auch auf den Sensor für mechanische Beanspruchungen anwendbar, vorausgesetzt, dass die oben erwähnte Bedingung bezüglich der Polarität der Leistungsversorgung erfüllt ist.
  • Die vier Wannen 11 bis 14 können wie oben in einer einzigen Linie angeordnet sein, sie können jedoch auch in einer 2×2-Matrix, wie sie in 10 bis 12 gezeigt ist, angeordnet sein. Die Zeichnungen in den 10 bis 12 zeigen die Grundrisse der verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 100 in ihren Konfigurationen während der Betriebsphase 1; in der Phase 2 muss man einfach Versorgungsanschlüsse mit Erfassungsanschlüssen vertauschen. Alle in 10 bis 12 gezeigten Anordnungen sind bezüglich des Hall-Signals im Wesentlichen äquivalent, sie unterscheiden sich jedoch bezüglich thermoelektrischer und piezoelektrischer Störungen. Diese in 10 bis 12 gezeigten Anordnungen werden durch eine bloße Translationsbewegung der Wannen erzeugt – es wurde keine Drehung oder spiegelsymmetrische Platzierung durchgeführt.
  • 10 zeigt einen schematische Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier in einem Viereck angeordneten Hall-Effekt-Regionen. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 10 ableiten. Die in 10 gezeigte Konfiguration kann als laterale Konfiguration angesehen werden. Die erste grundlegende elektronische Vorrichtung oder Ringstruktur 10-1 weist zwei Wannen 11, 12 auf, die auf einer Linie angeordnet sind. Die zweite grundlegende elektronische Vorrichtung oder Ringstruktur 10-2 weist zwei weitere Wannen 13, 14 auf, die auf einer weiteren Linie angeordnet sind, die parallel zu der Linie der ersten Ringstruktur ist. Die Wannen 11 und 13 sind in einer Richtung, die zu der oben erwähnten Linie und der weiteren Linie senkrecht ist, im Wesentlichen zueinander ausgerichtet. Desgleichen sind die Wannen 12 und 14 in der Richtung, die zu der Linie und der weiteren Linie senkrecht ist, im Wesentlichen zueinander ausgerichtet. Eine erste Differenzspannung wird zwischen den ausgerichteten Wannen 11 und 13 abgegriffen, insbesondere zwischen dem Erfassungskontakt 23 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 und einem Erfassungskontakt 27 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2. Eine zweite Differenzspannung wird zwischen den ausgerichteten Wannen 12 und 14 abgegriffen, insbesondere zwischen dem Erfassungskontakt 24 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 und dem Erfassungskontakt 28 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2. Die Differenzspannungen werden bei einem Ausführungsbeispiel auf eine die grundlegende(n) elektronische(n)Vorrichtung(en) überspannende Weise gemessen.
  • 11 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit vier in einem Viereck angeordneten Hall-Effekt-Regionen. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 11 ableiten. Die in 11 gezeigte Konfiguration kann als laterale Konfiguration angesehen werden. Das in 11 gezeigte Ausführungsbeispiel ist ähnlich dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel, mit folgenden Unterschieden: Bei der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 sind die Versorgungskontakte umgepolt, und die Differenzspannungen werden diagonal zwischen der ersten Wanne 11 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 und der zweiten Wanne 14 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 sowie zwischen der zweiten Wanne 12 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 und der ersten Wanne 13 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 abgegriffen. Die Differenzspannungen werden auf eine die grundlegende(n) elektronische(n)Vorrichtung(en) überspannende Weise gemessen.
  • 12 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14, die in einem Viereck angeordnet sind, und mit diagonalen Ringstrukturen. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 12 ableiten. Die in 12 gezeigte Konfiguration kann als diagonal versetzte Konfiguration angesehen werden. Die erste grundlegende elektronische Vorrichtung 10-1 bildet eine diagonale Ringstruktur und weist die obere linke Wanne 11 und die untere rechte Wanne 12 auf. Die zweite grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2 bildet eine weitere Ringstruktur und weist die obere rechte Wanne 13 und die untere linke Wanne 14 auf. Die Differenzspannungen auf eine die grundlegende(n) elektronische(n)Vorrichtung(en) überspannende Weise gemessen. Die zweite Hall-Effekt-Region 12 ist bezüglich der ersten Hall-Effekt-Region 11 der Länge nach und lateral versetzt. Bezüglich der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 ist die Hall-Effekt-Region 14 bezüglich der Hall-Effekt-Region 13 der Länge nach und lateral versetzt.
  • Optional können die in 10 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiele Kurzschlussschaltungen (bzw. „Kurzschlusselemente” bzw. Überbrückungsschaltungen) 81 und 82 aufweisen.
  • Gemäß der grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10, die lediglich eine einzige Ringstruktur aufweist, können die erste und die zweite Hall-Effekt-Region 11, 12 der einzigen Ringstruktur nebeneinander oder lateral versetzt angeordnet sein. Demgemäß können das erste Ende der ersten Hall-Effekt-Region und das zweite Ende der zweiten Hall-Effekt-Region benachbart sein und umgekehrt. Üblicherweise sind die erste und die zweite Hall-Effekt-Region 11, 12 länglich und weisen eine Längsachse auf. Bei einer nebeneinander vorliegenden Anordnung der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region 11, 12 ist die zweite Hall-Effekt-Region 12 bezüglich der ersten Hall-Effekt-Region 11 im Wesentlichen translatorisch in eine Richtung bewegt, die senkrecht zu der Längsachse der ersten Hall-Effekt-Region 11 und parallel zu deren Oberfläche ist.
  • 13 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, die auf eine mechanische Beanspruchung in dem Halbleiterkristall, in dem die Hall-Effekt-Regionen gebildet sind, anspricht. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 13 ableiten. Die elektronische Vorrichtung bzw. der Sensor für mechanische Beanspruchungen weist zwei grundlegende elektronische Vorrichtungen 10-1, 10-2 auf, die kollektiv vier Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14 aufweisen, die in einem Viereck angeordnet sind. Dieses Ausführungsbeispiel hat einige Merkmale mit dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel gemeinsam. Abweichend von 10 sind die zwei Ringstrukturen bei dem Ausführungsbeispiel der 13 im Wesentlichen identisch. Zwei Differenzspannungen werden zwischen der ersten und der zweiten Ringstruktur zwischen Erfassungskontakten an im Wesentlichen denselben Stellen in der Ringstruktur abgegriffen: an dem linken der inneren Kontakte jeder Wanne 11 bis 14. Man beachte, dass ein Magnetfeld die elektrischen Potentiale an den Erfassungskontakten 23, 24 aufgrund des Hall-Effekts beeinflussen kann. Jedoch werden die elektrischen Potentiale an diesen Erfassungskontakten 23, 24 im Wesentlichen auf dieselbe Weise beeinflusst, sodass die auf den Hall-Effekt bezogenen Teile der elektrischen Potentiale einander im Wesentlichen aufheben, wenn auf der Basis der an den Erfassungskontakten vorliegenden zwei elektrischen Potentiale 23, 24 ein Differenzsignal ermittelt wird. Das Magnetfeld beeinflusst das Differenzsignal nicht oder nur in vernachlässigbarem Ausmaß. Stattdessen ist das Differenzsignal weitgehend eine Funktion der mechanischen Beanspruchung in dem Halbleiterkristall. Auf diese Weise kann der Einfluss des Hall-Effekts und eines Magnetfelds auf das Ausgangssignal eines Sensors für mechanische Beanspruchungen verringert werden. Aus diesem Grund weisen die Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14, die auf einen vertikalen Hall-Effekt ansprechen, den Effekt auf, einen Einfluss eines Magnetfeldes auf das Ausgangssignal des Sensors für mechanische Beanspruchungen im Wesentlichen aufzuheben.
  • Auch ist es möglich, die vier Wannen 11 bis 14 in einer einzigen Säule anzuordnen, und es gibt auch mehrere Kombinationen einer sequentiellen Reihenfolge (von oben nach unten), wie nachstehend ausführlicher erläutert wird (22 und 23).
  • 14 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 14 ableiten. Die in 14 gezeigte Konfiguration kann als winkelige Konfiguration angesehen werden und spricht auf mechanische Beanspruchungen an. Die zwei Hall-Effekt-Regionen 11 und 12 sind auf derselben Linie angeordnet und gehören zu einer ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1, die eine Ringstruktur bildet. Die zwei Hall-Effekt-Regionen 13 und 14 sind auf einer weiteren, nicht parallelen Linie angeordnet und gehören zu einer zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2, die eine Ringstruktur bildet. Insbesondere sind die Hall-Effekt-Regionen 13, 14 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 in einem Winkel von 90 Grad (andere Winkel sind möglich) bezüglich der Hall-Effekt-Regionen 11, 12 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 angeordnet. Zwei Differenzspannungen werden auf eine die grundlegende(n) elektronische(n) Vorrichtung(en) überspannende Weise gemessen. Üblicherweise sind die Ausgangssignale lineare Kombinationen beider Magnetfeldkomponenten, die parallel zu der Oberfläche des Chips sind. Die Koeffizienten dieser linearen Kombinationen hängen von den Winkeln zwischen den Linien ab, entlang derer beide Ringe angeordnet sind.
  • 15 zeigt einen schematischen Grundriss (eine schematische Draufsicht) einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier Hall-Effekt-Regionen 11, 14, ähnlich dem in 14 gezeigten Ausführungsbeispiel, d. h. einer winkeligen Konfiguration. Jedoch weisen die Spinning-Current-Kontakte der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 in 15 während der ersten Taktphase andere Funktionen auf als in 14. Insbesondere sind die Versorgungskontakte bei der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 während der ersten Betriebsphase des Spinning-Current-Schemas die zweiten Kontakte von oben in der jeweiligen Hall-Effekt-Region 13, 14. Eine erste Differenzspannung U1 wird zwischen einem Erfassungskontakt der ersten Wanne 11 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 und einem Erfassungskontakt der ersten Wanne 13 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 gemessen. Eine zweite Differenzspannung U2 wird zwischen einem Erfassungskontakt der zweiten Wanne 12 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 und einem Erfassungskontakt der zweiten Wanne 14 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 gemessen. Die erste Differenzspannung U1 ist proportional zu –Bx + By, d. h. einer ersten linearen Kombination der Magnetfeldkomponenten in der x-Richtung und in der y-Richtung. Die zweite Differenzspannung U2 ist proportional zu Bx – By, d. h. einer zweiten linearen Kombination der Magnetfeldkomponenten in der x-Richtung und in der y-Richtung. Man beachte, dass U2 im Wesentlichen gleich der Inversen von U1 ist, d. h. U2 = –U1 (wenn Ungenauigkeiten vernachlässigt werden). Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 15 ableiten.
  • 16 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der jede grundlegende elektronische Vorrichtung 10-1, 10-2 zwei Hall-Effekt-Regionen aufweist, die in einem Winkel von 90 Grad (andere Winkel sind möglich) zueinander angeordnet sind. Somit verwendet dieses Ausführungsbeispiel eine Anordnung, bei der die zwei Wannen jedes Rings oder jeder grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1, 10-2 in dem Layout um z. B. 90 Grad zueinander gedreht sind. Es können zwei Differenzspannungen U1 und U2 gemessen werden. In dem in 16 gezeigten Fall wird die erste Differenzspannung U1 zwischen der Wanne 11, die zu der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 gehört, und der Wanne 13, die zu der zweiten elektronischen Vorrichtung 10-2 gehört, gemessen. Die zweite Differenzspannung U2 wird zwischen der Wanne 12, die zu der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 gehört, und der Wanne 14, die zu der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 gehört, gemessen. Die erste Differenzspannung U1 ist proportional zu dem Term –2By. Die zweite Differenzspannung ist proportional zu dem Term 2Bx. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 16 ableiten.
  • Der zweite Ring kann auch bezüglich des ersten um einen bestimmten Winkel als Ganzes gedreht werden: Dann ist U2 nicht proportional zu 2Bx, sondern zu einer linearen Kombination der Magnetfeldkomponenten Bx und By, je nach der genauen Winkelposition des zweiten Rings (der grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2) bezüglich des ersten Rings (der grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1). Wenn das System mehrere Anordnungen wie diese in verschiedenen Winkelpositionen aufweist, kann es Bx und By durch ordnungsgemäße lineare Kombinationen der durch diese Systeme gelieferten Signale rekonstruieren. Bei all diesen Anordnungen ist es möglich, die Position jeder Wanne als reine Translationsbewegung zu verschieben, um sie in Säulen oder Linien oder sogar in einer Interdigitalanordnung anzuordnen. Dies kann eine Anpassung (matching) und Fehler, die auf thermoelektrische Spannungen zurückzuführen sind, verbessern.
  • Man beachte, dass die Ausgangssignale in einem Spannungsbereich liegen können (wie in 15 und 16 angegeben ist, z. B. U1, U2, ...) – jedoch kann man auch die Erfassungsanschlussstifte kurzschließen und die Kurzschlussströme I1, I2, ... messen, die dieselben Informationen wie die Spannung aufweisen, gemäß U1 = Ri1·I1, U2 = Ri2·I2, ..., wobei Ri1, Ri2 die Innenwiderstände der Vorrichtungen bei den jeweiligen elektrischen Konfigurationen angeben. Falls die Strom/Spannung-Charakteristika der Vorrichtungen (bei einem Magnetfeld von null) linear sind, entsprechen U1 und I1 einander, und sie ergeben über einen vollständigen Spinning-Current-Zyklus hinweg denselben Restversatz. Falls die Strom/Spannung-Charakteristika der Vorrichtungen jedoch nichtlinear sind, sollte der Restversatz der Signale in dem Strombereich üblicherweise genauer sein als in dem Spannungsbereich, da die nichtlinearen Strom/Spannung-Charakteristika den Nichtlinearitätseffekt verringern.
  • 17 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das ähnlich dem in 16 gezeigten Ausführungsbeispiel ist. Ein Unterschied zwischen den in 16 und 17 gezeigten Ausführungsbeispielen besteht darin, dass die ersten und die zweite Kontakte der Wannen 11 bis 14 größer sind als die Versorgungs-/Erfassungskontakte 21 bis 28. Bei beiden Ausführungsbeispielen gemäß 16 und 17 sind die zu derselben grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1, 10-2 gehörenden Wannen auf verschiedenen Achsen angeordnet, die einen Winkel von z. B. 90 Grad bilden. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 17 ableiten.
  • 18 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die vier in einem Viereck angeordnete Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14 aufweist. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 18 ableiten. Bezüglich der Anordnung der ersten und der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1, 10-2 weist das in 18 gezeigte Ausführungsbeispiel eine Längskonfiguration auf, da die rechte grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2 in einer Verlängerung der Längsachse der linken (ersten) grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 vorgesehen ist. Eine erste grundlegende elektronische Vorrichtung 10-1 weist die Wannen 11 und 12 auf, die in Bezug aufeinander lateral verschoben sind. Eine zweite grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2 weist die Wannen 13 und 14 auf, die ebenfalls in Bezug aufeinander lateral verschoben sind. Die zwei grundlegenden elektronischen Vorrichtungen 10-1, 10-2 sind auf einer Linie angeordnet, die sich entlang einer Längsrichtung der vier Wannen 11 bis 14 erstreckt, d. h. die zwei Ringstrukturen sind in der Längsrichtung der vier Wannen 11 bis 14 ausgerichtet. Das Ausführungsbeispiel der 18 kann kurz wie folgt beschrieben werden: Beide Wannen jeder grundlegenden elektronischen Vorrichtung (oder jedes Rings) 10-1, 10-2 sind parallel zueinander, jedoch auf unterschiedlichen Linien, und beide Ringe befinden sich nebeneinander. Eine ausführlichere Beschreibung des in 18 gezeigten Ausführungsbeispiels legt dar, dass die elektronische Vorrichtung eine erste Hall-Effekt-Region 11, eine zweite Hall-Effekt-Region 12, eine dritte Hall-Effekt-Region 13 und eine vierte Hall-Effekt-Region 14 aufweist, die voneinander isoliert sind. Jede Hall-Effekt-Region 11 bis 14 weist einen ersten Kontakt, einen zweiten Kontakt, einen Versorgungskontakt und einen Erfassungskontakt in oder auf Oberflächen der jeweiligen Hall-Effekt-Region 11 bis 14 auf. Der erste Kontakt 33 der zweiten Hall-Effekt-Region 12 ist mit dem zweiten Kontakt 32 der ersten Hall-Effekt-Region 11 verbunden, und der erste Kontakt 31 der ersten Hall-Effekt-Region 11 ist mit dem zweiten Kontakt 34 der zweiten Hall-Effekt-Region 12 verbunden, sodass zwei Strompfade zwischen dem Versorgungskontakt 21 der ersten Hall-Effekt-Region 11 und dem Versorgungskontakt 22 der zweiten Hall-Effekt-Region 12 existieren. Auf ähnliche Weise ist der erste Kontakt 37 der vierten Hall-Effekt-Region 14 mit dem zweiten Kontakt 36 der dritten Hall-Effekt-Region 13 verbunden, und der erste Kontakt 35 der dritten Hall-Effekt-Region 13 ist mit dem zweiten Kontakt 38 der vierten Hall-Effekt-Region verbunden, sodass zwei Strompfade zwischen dem Versorgungskontakt 25 der dritten Hall-Effekt-Region 13 und dem Versorgungskontakt 26 der vierten Hall-Effekt-Region 14 existieren. Die Versorgungskontakte 21, 22, 25 und 26 und die Erfassungskontakte 23, 24, 27, 28 sind (in der ersten Betriebsphase) in einer Sequenz entlang eines jeden der Strompfade derart angeordnet, dass einer der Erfassungskontakte zwischen zwei der Versorgungskontakte vorliegt. Ein erstes differenzielles Erfassungssignal wird zwischen den Erfassungskontakten 23 und 27 der ersten und der dritten Hall-Effekt-Region 11 bzw. 13 abgegriffen, und ein zweites differenzielles Erfassungssignal wird zwischen den Erfassungskontakten 24 und 28 der zweiten und der vierten Hall-Effekt-Region 12 bzw. 14 abgegriffen.
  • 19 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das dem in 18 gezeigten ähnelt. Wiederum ist die Konfiguration der elektronischen Vorrichtung 100 während der ersten Taktphase gezeigt. Die Konfiguration während der zweiten Taktphase ist in 21 gezeigt und kann abgeleitet werden, indem die Versorgungskontakte und die Erfassungskontakte vertauscht werden. Beide Mulden oder Wannen 11, 12 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 (linker Ring) sind zweidimensional angeordnet. Auf dieselbe Weise sind die Mulden oder Wannen 13, 14 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung (rechter Ring) 10-2 zweidimensional angeordnet. Die Potentialverteilung bei der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 ist im Wesentlichen eine gespiegelte Version der Potentialverteilung bei der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 bezüglich einer Spiegelachse (oder Symmetrieachse), die auf der rechten Seite der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 angeordnet ist, d. h. im Wesentlichen benachbart und parallel zu der zweiten Verbindung 42. Die Verbindungen 41 bis 44 weisen bei dem in 19 gezeigten Ausführungsbeispiel keine Drähte oder Streifenleitungen auf, sondern werden durch Erweiterungen oder Verlängerungen der Ringkontaktierungskontakte 31 bis 38 bereitgestellt, um eine Lücke zwischen der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region 11 und 12 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 und, mutatis mutandis, zwischen der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region 13 und 14 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 zu überbrücken. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 19 ableiten.
  • Ein Differenzsignal bei einem hohen Gleichtakt wird zwischen den Erfassungskontakten 23 und 27 abgegriffen. Der Erfassungskontakt 23 ist Bestandteil der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1, und der Erfassungskontakt 27 ist Bestandteil der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2. Überdies wird ein Differenzsignal bei einem niedrigen Gleichtakt zwischen den Erfassungskontakten 24 (Bestandteil der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1) und 28 (Bestandteil der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2) abgegriffen.
  • 20 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das die in 2 und 19 gezeigten Ausführungsbeispiele kombiniert. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 20 ableiten. Beginnend bei dem in 19 gezeigten Ausführungsbeispiel können die linke und die rechte Wanne kombiniert werden, um Raum zu sparen. Dies führt zu zwei langen Wannen 11, 12. Die erste grundlegende elektronische Vorrichtung 10-1 (linker Ring) und die zweite grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2 (rechter Ring) werden an den Ringkontaktierungskontakten 32, 33, 35 und 38 über die Verbindungen 42 und 43, die bei dem in 20 gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig gebildet sind, kurzgeschlossen. In diesem Fall werden die zwei äußeren Ringkontaktierungskontakte 31 und 36 eventuell kurzgeschlossen, müssen aber nicht. Auch können die zwei Spinning-Current-Kontakte oder Anschlüsse 21 und 25, bei denen in einer spezifischen Taktphase Strom eingespeist wird, kurzgeschlossen werden. (analog dazu können Spinning-Current-Kontakte 22 und 26 während der zweiten Taktphase kurzgeschlossen werden).
  • Das in 20 gezeigte Ausführungsbeispiel kann auch wie folgt beschrieben werden: Die erste Hall-Effekt-Region 11 und die dritte Hall-Effekt-Region 13 laufen entweder jeweils an ihrem ersten Ende oder an ihrem zweiten Ende zusammen. Auch die zweite Hall-Effekt-Region 12 und die vierte Hall-Effekt-Region 14 laufen entweder jeweils an ihrem ersten Ende oder an ihrem zweiten Ende zusammen.
  • 21 zeigt eine schematische Draufsicht auf die elektronischen Vorrichtung 100 gemäß dem in 19 gezeigten Ausführungsbeispiel während einer zweiten Taktphase. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 21 ableiten. Der Strom wird auf folgende Weise bereitgestellt: Der Strom tritt an den Spinning-Current-Kontakten 23 und 27 (die nun als Versorgungskontakte fungieren) ein. Die Spinning-Current-Kontakte 24 und 28, die während der zweiten Taktphase ebenfalls als Versorgungskontakte fungieren, sind mit einem Massepotential verbunden. Ein erstes Differenzsignal wird zwischen den Spinning-Current-Kontakten 21 und 25, die nun als Erfassungskontakte fungieren, abgegriffen. Die ersten Differenzkontakte 21 und 25 liegen beide bei einem hohen Gleichtakt. Ein zweites Differenzsignal wird zwischen den Spinning-Current-Kontakten 22 und 26, die nun als Erfassungskontakte fungieren, abgegriffen. Die zweiten Differenzkontakte 22 und 26 liegen beide bei einem niedrigen Gleichtakt.
  • 22 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das vier in einer Säule angeordnete Hall-Effekt-Regionen aufweist. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 22 ableiten. Eine erste grundlegende elektronische Vorrichtung 10-1 weist die Hall-Effekt-Regionen 11 und 12 auf. Eine zweite grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2 weist die Hall-Effekt-Regionen 13 und 14 auf. Die zweite grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2 ist bezüglich der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 lateral verschoben angeordnet. Zwei Differenzsignale werden auf eine die grundlegende(n) elektronische(n)Vorrichtung(en) überspannende Weise abgegriffen. Das erste Differenzsignal wird zwischen dem Erfassungskontakt 23 an der ersten Wanne 11 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 (oberer Ring in 22) und dem Erfassungskontakt 27 an der ersten Wanne 13 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 (unterer Ring in 22) gemessen. Das zweite Differenzsignal wird zwischen dem Erfassungskontakt 24 an der zweiten Wanne 12 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 (oberer Ring) und dem Erfassungskontakt 28 der zweiten Wanne der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 (unterer Ring) gemessen.
  • 23 zeigt einen schematischen Grundriss einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, die vier in einer Säule angeordnete Hall-Effekt-Regionen aufweist, wobei die grundlegenden elektronischen Vorrichtungen 10-1, 10-2 in Bezug aufeinander verschachtelt oder konzentrisch sind, d. h. eine konzentrische Konfiguration aufweisen. Ein entsprechender Querschnitt lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Grundriss der 23 ableiten. Eine erste grundlegende elektronische Vorrichtung 10-1 weist die Wannen 11 und 12 auf, und eine zweite grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2 weist die Wannen 13 und 14 auf. Die erste grundlegende elektronische Vorrichtung 10-1 ist ein äußerer Ring, der die zweite grundlegende elektronische Vorrichtung 10-2 umgibt, die folglich einen inneren Ring bildet. Ein erstes Differenzsignal wird zwischen einem Erfassungskontakt 23 an der ersten Wanne 11 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 (in 23 äußerer Ring) und dem Erfassungskontakt 27 an der ersten Wanne 13 der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 (in 23 innerer Ring) gemessen. Das zweite Differenzsignal wird zwischen dem Erfassungskontakt 24 an der zweiten Wanne 12 der ersten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-1 (äußerer Ring) und dem Erfassungskontakt 28 der zweiten Wanne der zweiten grundlegenden elektronischen Vorrichtung 10-2 (innerer Ring) gemessen.
  • 24 zeigt zwei schematische Draufsichten auf eine elektronische Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren während einer ersten Phase und einer zweiten Phase eines Messzyklus, wobei die elektronische Vorrichtung vier Hall-Effekt-Regionen aufweist, von denen jede einen einzigen Spinning-Current-Kontakt aufweist. Entsprechende Querschnitte lassen sich analog zu 1 leicht von den schematischen Grundrissen der 24 ableiten. Das Ausführungsbeispiel verwendet vier isolierte Wannen 11 bis 14, die jeweils drei Kontakte aufweisen: zwei äußere Kontakte pro Wanne und einen inneren Kontakt pro Wanne. Der innere Kontakt wird in aufeinanderfolgenden Phasen der Spinning-Current-Hall-Sonden-Sequenz als Erfassungsanschluss oder als Versorgungsanschluss verwendet. Die vier Wannen sind mit ihren äußeren Kontakten miteinander verdrahtet, um einen Ring zu bilden. Die erste Wanne 11 weist die zwei Ringkontaktierungskontakte 31 und 32 als die äußeren Kontakte und den Spinning-Current-Kontakt 23 als den inneren Kontakt auf. Die zweite Wanne 12 weist die zwei Ringkontaktierungskontakte 33 und 34 als die äußeren Kontakte und den Spinning-Current-Kontakt 21 als den inneren Kontakt auf. Die dritte Wanne 13 weist die zwei Ringkontaktierungskontakte 35 und 36 als die äußeren Kontakte und den Spinning-Current-Kontakt 24 als den inneren Kontakt auf. Die vierte Wanne 14 weist die zwei Ringkontaktierungskontakte 37 und 38 als die äußeren Kontakte und den Spinning-Current-Kontakt 22 als den inneren Kontakt auf. Ein Differenzsignal wird während der ersten Taktphase zwischen den Erfassungskontakten 23 und 24 gemessen.
  • In der zweiten Taktphase sind die Ringkontaktierungskontakte 31 bis 38 im Vergleich zu der ersten Taktphase nicht verändert. Jedoch ändern die Spinning-Current-Kontakte 21 bis 24 ihre jeweilige Funktion von Versorgungskontakt zu Erfassungskontakt und umgekehrt. Somit wird nun ein elektrischer Strom der ersten Wanne 11 an dem Spinning-Current-Kontakt 23 zugeführt, um durch die vier Wannen 11, 12, 13, 14 und die Verbindungen 41, 42 zu dem Versorgungskontakt 24 zu fließen, wo der Strom die Wanne 13 verlässt. Wie oben erläutert wurde, wird der Strom auf eine im Wesentlichen einheitliche Weise verteilt, um einer ersten Leiterbahn in einer im Uhrzeigersinn erfolgenden Richtung über die Verbindung 41 zu folgen und um einer anderen Leiterbahn in einer gegen den Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung über die Verbindung 42 zu folgen. Die Anordnung gewährleistet, dass Strom unter den Erfassungskontakten verlaufen kann, um den Hall-Effekt bestmöglich zu nutzen. Gleichzeitig ist die Struktur im Wesentlichen perfekt symmetrisch, wenn Erfassungs- und Versorgungsanschlüsse vertauscht werden, um den Versatz aufzuheben.
  • Bei dem in 24 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die zumindest zwei Versorgungskontakte 21, 22 und die zumindest zwei Erfassungskontakte 23, 24 zusätzlich zu den entsprechenden ersten Kontakten 31, 33, 35, 37 und den entsprechenden zweiten Kontakten 32, 34, 36, 38 in oder auf den Oberflächen der Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14 gebildet, sodass zumindest drei Kontakte in oder auf der Oberfläche jeder Hall-Effekt-Region 11 bis 14 gebildet sind. Eine Hall-Effekt-Region, in der oder auf deren Oberfläche ein Erfassungskontakt gebildet ist (d. h. Hall-Effekt-Regionen 11 und 13 in der ersten Betriebsphase des Spinning-Current-Zyklus) liegt zwischen zwei Hall-Effekt-Regionen in denen oder auf deren Oberflächen Versorgungskontakte gebildet sind (d. h. Hall-Effekt-Regionen 12 und 14 in der ersten Betriebsphase des Spinning-Current-Zyklus).
  • Wie man in 24 erkennen kann, weist die elektronische Vorrichtung 100 vier Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14 auf, die voneinander isoliert sind. Jede der vier Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14 weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt in der oder auf einer Oberfläche der jeweiligen Hall-Effekt-Region auf. Ein erster Kontakt 33, 35, 37 der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region ist mit einem zweiten Kontakt 32, 34 bzw. 36 der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis 3 verbunden. Ein erster Kontakt 31 der ersten Hall-Effekt-Region 11 ist mit einem zweiten Kontakt 38 der vierten Hall-Effekt-Region 14 verbunden. Jede der vier Hall-Effekt-Regionen 11 bis 14 weist in der oder auf der Oberfläche der Hall-Effekt-Region ferner entweder einen Versorgungskontakt 21, 22 oder einen Erfassungskontakt 23, 24 auf, wobei der Versorgungskontakt 21, 22 oder der Erfassungskontakt 23, 24 zwischen dem ersten Kontakt 31, 33, 35, 37 und dem zweiten Kontakt 32, 34, 36, 38 der jeweiligen Hall-Effekt-Region angeordnet ist. Eine Hall-Effekt-Region, in der oder auf deren Oberfläche ein Versorgungskontakt gebildet ist, ist über ihren ersten und zweiten Kontakt mit zwei Hall-Effekt-Regionen verbunden, in denen oder auf deren Oberflächen jeweils ein Erfassungskontakt gebildet ist, sodass die Versorgungskontakte und die Erfassungskontakte derart in einer Sequenz entlang eines Strompfades zwischen zumindest zwei Versorgungskontakten 21, 22 angeordnet sind, dass ein Erfassungskontakt 23 oder 24 zwischen den zumindest zwei Versorgungskontakten 21, 22 vorliegt. Jede Hall-Effekt-Region 11 bis 14 weist höchstens einen der zumindest zwei Versorgungskontakte 21, 22 auf. Ein Vorteil der in 24 gezeigten elektronischen Vorrichtung ist ihr hohes Maß an Symmetrie. Insbesondere sind die Gleichtaktspannungen in beiden Spinning-Current-Phasen im Wesentlichen identisch.
  • 25 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Lehren, die 2–Kontakt-Wannen aufweist, die mit einem Ring verbunden sind. Ferner zeigt 25 auch eine simulierte Verteilung eines elektrischen Potentials und eine simulierte Stromdichteverteilung. Eine entsprechende Draufsicht lässt sich analog zu 1 leicht von dem schematischen Querschnitt der 25 ableiten.
  • Bei dem schematischen Querschnitt kann man erkennen, dass ein elektrischer Strom über den Spinning-Current-Kontakt 21 der elektronischen Vorrichtung zugeführt wird. Der elektrische Strom verlässt die elektronische Vorrichtung an den Spinning-Current-Kontakten 22 der Wannen 13 und 14. Wenn man von einem bestimmten nicht null betragenden Magnetfeld in der y-Richtung (senkrecht zu der Zeichenebene) ausgeht, wird der Strom in Richtung des Bodens der Wannen geschoben, wenn er die jeweilige Wanne von rechts nach links durchläuft (wie bei den Wannen 11 und 13). Im Gegensatz dazu wird der Strom in Richtung auf das obere Ende der Wannen und somit in die Nähe der Erfassungskontakte geschoben, wenn er die jeweilige Wanne von links nach rechts durchläuft (wie bei den Wannen 12 und 14).
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel fallen die Erfassungskontakte und die Ringkontaktierungskontakte 23, 24 zusammen. Mit anderen Worten fällt jeder Versorgungskontakt der zumindest zwei Versorgungskontakte 21, 22 mit zumindest entweder dem ersten und/oder dem zweiten Kontakt zumindest einer Hall-Effekt-Region (d. h. den Ringkontaktierungskontakten) zusammen, und jeder Erfassungskontakt der zumindest zwei Erfassungskontakte 23, 24 fällt mit zumindest entweder dem ersten und/oder dem zweiten Kontakt zumindest einer Hall-Effekt-Region zusammen. Die elektronische Vorrichtung weist vier Hall-Effekt-Regionen auf, sodass jede der Hall-Effekt-Regionen zwei der zumindest acht in der Zusammenfassung erwähnten Kontakte aufweist. Üblicherweise weist jede Hall-Effekt-Region einen Versorgungskontakt und einen Erfassungskontakt auf. Somit befindet sich ein Erfassungskontakt zwischen zwei Versorgungskontakten, wenn die Sequenz von Kontakten entlang eines Strompfades betrachtet wird (ein Erfassungskontakt, der zwei Hall-Effekt-Regionen verbindet, zählt als ein Erfassungskontakt – d. h., der Erfassungskontakt 23 an der Hall-Effekt-Region 11 und der Erfassungskontakt 24 an der Hall-Effekt-Region 13 zählen als ein Erfassungskontakt). Deshalb wird während der ersten Betriebsphase des Spinning-Current-Schemas ein Differenzsignal zwischen der ersten Ringverbindung C1, die die Wannen 11 und 14 verbindet, und der zweiten Ringverbindung C3, die die Wannen 12 und 13 verbindet, gemessen.
  • Zu Simulationszwecken wurde ein linearisiertes Modell verwendet. Bei einer zwischen den Kontakten 21 und 22 angelegten Versorgungsspannung von 1 V ist die bei C1 (bezüglich eines Referenzpotentials) beobachtete Spannung im Wesentlichen gleich der bei C3 (bezüglich derselben Referenzpotentials) beobachteten Spannung, d. h. VC1 = VC3 = 488,483 mV bei By = 0, d. h. keinem Magnetfeld in der y-Richtung. Im Gegensatz dazu beträgt die Spannungsdifferenz bei C3 im Vergleich zu dem Fall des null betragenden Magnetfeldes bei einer Magnetfeldstärke in der y-Richtung von By = 1T VC3 – 488,483 mV = – 0,09626 mV. Gleichzeitig ist die Spannungsdifferenz bei C1 im Vergleich zu dem Fall des null betragenden Magnetfeldes VC1 – 488,483 mV = 0,1136 mV. Somit beträgt die magnetische Gesamtempfindlichkeit 113,6 μV – (–96,26 μV) = 210 μV/V/T, was eine relativ geringe magnetische Empfindlichkeit ist. Vermutlich liegt der Grund für die geringe magnetische Empfindlichkeit der zwei Kontakte pro Wanne aufweisenden elektronischen Vorrichtung darin, dass die Lorentz-Kraft nicht in der Lage ist, einen ausreichenden Einfluss auf das Signal auszuüben: Die Lorentz-Kraft ist lediglich in der Lage, die Stromströmungslinien etwas zur Tiefe hin zu erweitern oder sie etwas zur Oberfläche hin zu drängen; jedoch scheint die Lorentz-Kraft nicht in der Lage zu sein, eine Stromverteilung zwischen zwei Kontakten zu bewirken.
  • 26 zeigt einen Graphen, der das elektrische Potential an zwei verschiedenen Kontakten über die Magnetfeldstärke hinweg veranschaulicht. Die obere Linie gibt die Entwicklung der Spannung über die Magnetfeldstärke hinweg an dem Kontakt an, der sich bei x = 1,6 × 10–5 m, d. h. Kontakt 23, der mit der Verbindung C1 verbunden ist, befindet. Die untere Linie gibt die Entwicklung der Spannung über die Magnetfeldstärke hinweg an dem Kontakt an, der sich bei x = 1,0 × 10–6 m, d. h. Kontakt 24, der mit der Verbindung C3 verbunden ist, befindet. Man kann erkennen, dass bei einer Magnetfeldstärke von 1T die Spannungsdifferenz zwischen C1 und C3 etwa 2 × 10–4 V = 200 μV beträgt.
  • Bei allen obigen Schaltungen kann man auch das Vorzeichen der Versorgungsspannung ändern und gleichzeitig die Ausgangsspannung umkehren: Dies ergibt eine 3. und eine 4. Taktphase, wie es bei dem vollständigen Spinning-Current-Taktzyklus üblich ist. Überdies kann die elektronische Vorrichtung ferner eine Spinning-Current-Steuerung aufweisen, die dazu konfiguriert ist, den zumindest einen Spinning-Current-Kontakt bezüglich einer Funktion desselben als Leistungsversorgungskontakt oder Erfassungskontakt während eines bestimmten Zeitintervalls zu steuern.
  • 27 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Erfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der offenbarten Lehren. Das Verfahren weist einen Vorgang 92 auf, während dessen eine Leistungsversorgung zwischen einem ersten Versorgungskontakt, der in einer oder auf einer Oberfläche einer ersten Hall-Effekt-Region gebildet ist, und einem zweiten Versorgungskontakt, der in einer oder auf einer Oberfläche einer n.ten Hall-Effekt-Region gebildet ist, angeschlossen wird. Ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region ist mit einem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis n – 1 verbunden. Ferner ist der erste Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region mit dem zweiten Kontakt verbunden, sodass ein durch die Leistungsversorgung bereitgestellter elektrischer Strom über zwei Strompfade von dem ersten Versorgungskontakt zu dem zweiten Versorgungskontakt fließt. Vorläufig bleibt die Leistungsversorgung an den ersten und den zweiten Versorgungskontakt angeschlossen.
  • Wie durch das Kästchen mit dem Bezugszeichen 94 angegeben ist, werden anschließend Erfassungssignale an einem ersten Erfassungskontakt einer der n Hall-Effekt-Regionen und an einem zweiten Erfassungskontakt einer anderen der n Hall-Effekt-Regionen erfasst. Der erste Erfassungskontakt ist in der oder auf der Oberfläche der Hall-Effekt-Region der n Hall-Effekt-Regionen gebildet. Der zweite Erfassungskontakt ist in der oder auf der Oberfläche der anderen Hall-Effekt-Region der n Hall-Effekt-Regionen gebildet. Jede Hall-Effekt-Region weist höchstens einen der zumindest zwei Erfassungskontakte auf, d. h. eine Hall-Effekt-Region kann null oder einen Erfassungskontakt aufweisen (ein einzelner Erfassungskontakt kann in zwei oder mehr miteinander verbundene Teilkontakte aufgeteilt sein). Der Vorgang des Erfassens eines Erfassungssignals kann ein Abtasten eines Wertes eines elektrischen Potentials an dem Erfassungskontakt (als Referenzpotential bezeichnet) oder ein Messen eines elektrischen Stroms, der in den Erfassungskontakt hinein oder aus dem Erfassungskontakt heraus fließt, aufweisen. Das auf diese Weise erhaltene Erfassungssignal kann vorübergehend gespeichert oder einer Abtasten-und-Halten-Schaltung zugeführt werden, bis es während einer Weiterverarbeitung verwendet wird.
  • Das Verfahren fährt mit einem Vertauschen, bei einem Vorgang 96 des Erfassungsverfahrens, der vorübergehenden Funktionen des ersten Versorgungskontaktes und des ersten Erfassungskontaktes fort. Desgleichen werden die vorübergehenden Funktionen des zweiten Versorgungskontaktes und des zweiten Erfassungskontaktes vertauscht. Das Vertauschen der vorübergehenden Funktionen kann wie folgt zusammengefasst werden: Der (frühere) erste Versorgungskontakt wird zu dem neuen ersten Erfassungskontakt. Der (frühere) zweite Versorgungskontakt wird zu dem neuen zweiten Erfassungskontakt. Der (frühere) erste Erfassungskontakt wird zu dem neuen ersten Versorgungskontakt. Der (frühere) zweite Erfassungskontakt wird zu dem neuen zweiten Versorgungskontakt. Das Vertauschen führt dazu, dass die Leistungsversorgung zwischen dem früheren ersten Erfassungskontakt und dem früheren zweiten Erfassungskontakt angeschlossen wird. Der elektrische Strom fließt über die n Hall-Effekt-Regionen von dem früheren ersten Erfassungskontakt zu dem früheren zweiten Erfassungskontakt.
  • Bezüglich des Vertauschens der Versorgungskontakte und der Erfassungskontakte sollte man beachten, dass die Versorgungskontakte und die Erfassungskontakte üblicherweise Mehrzweckkontakte sind, die während einer ersten Betriebsphase eines Spinning-Current-Schemas eine vorübergehende Funktion als Versorgungskontakt und während einer zweiten Betriebsphase des Spinning-Current-Schemas eine weitere vorübergehende Funktion als Erfassungskontakt, oder umgekehrt, erfüllen können. Dieses Konzept gilt auch für eine Mehrzahl der Ausführungsbeispiele, die auf eine elektronische Vorrichtung, auf eine Hall-Effekt-Vorrichtung oder auf einen Sensor für mechanische Beanspruchungen bezogen sind. Mit anderen Worten bezieht sich die Bezeichnung eines Kontaktes als Versorgungskontakt oder als Erfassungskontakt auf eine vorübergehende Funktion des Kontakts. Die vorübergehende Funktion eines Versorgungs-/Erfassungskontakts kann sich im Verlauf eines Zyklus des Spinning-Current-Schemas ändern.
  • Bei einem Vorgang 98 werden Erfassungssignale an dem früheren ersten Versorgungskontakt (neuer erster Erfassungskontakt) und dem früheren zweiten Versorgungskontakt (neuer zweiter Erfassungskontakt erfasst.
  • Anschließend wird auf der Basis der Erfassungssignale an dem ersten Erfassungskontakt, dem zweiten Erfassungskontakt, dem früheren ersten Versorgungskontakt und dem früheren zweiten Versorgungskontakt ein Ausgangssignal ermittelt, wie in dem Flussdiagramm an dem Kästchen mit dem Bezugszeichen 99 angegeben ist. Das Ausgangssignal kann eine lineare Kombination der Erfassungssignale sein, die während der Vorgänge 94 und 97 gewonnen wurden. Auf diese Weise kann ein Effekt von Asymmetrien der n Hall-Effekt-Regionen auf das Ausgangssignal effektiv verringert werden, was wiederum zu einem verringerten Nullpunktfehler führt.
  • Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist klar, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei ein Block oder eine Vorrichtung einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschritts entspricht. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Postens oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
  • Manche der oder alle Verfahrensschritte können durch eine (oder unter Verwendung einer) Hardwarevorrichtung wie beispielsweise einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen können manche oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch eine derartige Vorrichtung ausgeführt werden.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen die Prinzipien der vorliegenden Erfindung lediglich veranschaulichen. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, lediglich durch den Schutzumfang der folgenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten beschränkt zu sein, die anhand einer Beschreibung und Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert werden.

Claims (33)

  1. Elektronische Vorrichtung (10; 100), die folgende Merkmale aufweist: eine ganzzahlige Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen (11, 12), wobei n > 1, wobei die n Hall-Effekt-Regionen voneinander isoliert sind; wobei die elektronische Vorrichtung zumindest acht Kontakte (21 bis 28) in den oder auf Oberflächen der n Hall-Effekt-Regionen aufweist, wobei die Kontakte einen ersten und einen zweiten Kontakt jeder Hall-Effekt-Region aufweisen; wobei ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis n – 1 verbunden ist und ein erster Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der n.ten Hall-Effekt-Region verbunden ist; wobei die zumindest acht Kontakte zumindest zwei Versorgungskontakte und zumindest zwei Erfassungskontakte aufweisen; wobei jede Hall-Effekt-Region einen der zumindest zwei Versorgungskontakte aufweist; und wobei jede Hall-Effekt-Region einen der zumindest zwei Erfassungskontakte aufweist.
  2. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß Anspruch 1, bei der n = 2, sodass die Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen eine erste Hall-Effekt-Region (11) und eine zweite Hall-Effekt-Region (12) aufweist, bei der einer der zumindest zwei Versorgungskontakte (21, 22) in oder auf der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region gebildet ist und ein anderer der zumindest zwei Versorgungskontakte in oder auf der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region gebildet ist, und bei der einer der zumindest zwei Erfassungskontakte (23, 24) in oder auf der Oberfläche der ersten Hall-Effekt-Region gebildet ist und ein anderer der zumindest zwei Erfassungskontakte in oder auf der Oberfläche der zweiten Hall-Effekt-Region gebildet ist.
  3. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß Anspruch 2, bei der die erste Hall-Effekt-Region (11) ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und bei der die zweite Hall-Effekt-Region (12) ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, bei der die ersten und die zweiten Kontakte der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region näher bei einem des ersten Endes und des zweiten Endes einer entsprechenden der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region liegen als die zumindest zwei Versorgungskontakte beziehungsweise die zumindest zwei Erfassungskontakte.
  4. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der die erste und die zweite Hall-Effekt-Region (11, 12) jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen und bei der die ersten und die zweiten Kontakte der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region von zumindest einem des ersten und des zweiten Endes einer entsprechenden einer ersten und einer zweiten Hall-Effekt-Region weiter entfernt sind als zumindest einer der Versorgungskontakte und der Erfassungskontakte.
  5. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der n = 4, bei der die zumindest zwei Versorgungskontakte (21, 22) und die zumindest zwei Erfassungskontakte (23, 24) zusätzlich zu den entsprechenden ersten und zweiten Kontakten in oder auf den Oberflächen der Hall-Effekt-Regionen gebildet sind, sodass in oder auf der Oberfläche jeder Hall-Effekt-Region zumindest drei Kontakte gebildet sind, und bei der eine Hall-Effekt-Region, in der oder auf deren Oberfläche ein Erfassungskontakt gebildet ist, anhand des ersten und des zweiten Kontakts elektrisch zwischen zwei Hall-Effekt-Regionen angeschlossen ist, in denen oder auf deren Oberflächen Versorgungskontakte gebildet sind.
  6. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der n = 4, bei der jeder Versorgungskontakt der zumindest zwei Versorgungskontakte mit zumindest einem des ersten und des zweiten Kontakts zumindest einer Hall-Effekt-Region zusammenfällt und bei der jeder Erfassungskontakt der zumindest zwei Erfassungskontakte mit zumindest einem des ersten und des zweiten Kontakts zumindest einer Hall-Effekt-Region zusammenfällt.
  7. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die zumindest zwei Versorgungskontakte und die zumindest zwei Erfassungskontakte einen Satz aus zumindest vier Spinning-Current-Kontakten bilden, wobei jeder der zumindest vier Spinning-Current-Kontakte dazu konfiguriert ist, während einer ersten Betriebsphase eines Spinning-Current-Schemas als einer der zumindest zwei Versorgungskontakte zu fungieren und während einer zweiten Betriebsphase des Spinning-Current-Schemas als einer der zumindest zwei Erfassungskontakte zu fungieren, oder umgekehrt.
  8. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die elektronische Vorrichtung bezüglich zumindest einer Mittelebene symmetrisch ist.
  9. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner zumindest einen floatenden Kontakt aufweist, der in oder auf der Oberfläche zumindest einer der Hall-Effekt-Regionen gebildet ist.
  10. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der jede Hall-Effekt-Region ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und bei der zumindest zwei der Hall-Effekt-Regionen nebeneinander angeordnet sind, sodass das erste Ende der einen der zumindest zwei Hall-Effekt-Regionen zu dem zweiten Ende einer benachbarten Hall-Effekt-Region benachbart ist, und umgekehrt.
  11. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der zumindest zwei der Hall-Effekt-Regionen entlang einer Linie angeordnet sind.
  12. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der zumindest zwei der Hall-Effekt-Regionen in Bezug aufeinander in einem nicht null betragenden Winkel angeordnet sind.
  13. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der zumindest eine der Hall-Effekt-Regionen bezüglich zumindest einer anderen Hall-Effekt-Region in Längsrichtung und lateral versetzt ist.
  14. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Hall-Effekt-Regionen in Bezug auf zumindest eine(s) der folgenden im Wesentlichen identisch sind: laterale Geometrie, vertikale Geometrie, Material und Materialeigenschaften.
  15. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der alle Kontakte in einer oder auf der Oberfläche einer Hall-Effekt-Region entlang einer Geraden angeordnet sind.
  16. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der jede Hall-Effekt-Region eine Länge und eine zu der Länge senkrechte Breite aufweist, wobei die Länge größer ist als die Breite.
  17. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der eine Beabstandung zwischen benachbarten Kontakten in einer Hall-Effekt-Region in der Größenordnung zwischen 1/5 und dem 5fachen einer Tiefe der Hall-Effekt-Region liegt.
  18. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der eine Größe jedes Kontaktes in einer Längenrichtung bezüglich einer entsprechenden Hall-Effekt-Region in der Größenordnung zwischen 1/5 und dem 5fachen einer Tiefe der entsprechenden Hall-Effekt-Region liegt.
  19. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, bei der zumindest ein Kontakt des ersten und des zweiten Kontakts, der zumindest zwei Versorgungskontakte und der zumindest zwei Erfassungskontakte ohmsche Kontakte sind.
  20. Elektronische Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, die ferner eine Spinning-Current-Steuerung aufweist, die dazu konfiguriert ist, die zumindest zwei Versorgungskontakte und die zumindest zwei Erfassungskontakte gemäß einem Spinning-Current-Schema bezüglich einer betriebsphasendefinierten Funktion eines einzelnen Kontakts als einen der zwei Versorgungskontakte oder einen der zwei Erfassungskontakte zu steuern.
  21. Elektronische Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: eine erste und eine zweite elektronische Vorrichtung, wobei die erste und die zweite elektronische Vorrichtung jeweils folgende Merkmale aufweisen: eine ganzzahlige Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen (11, 12), wobei n > 1, wobei die n Hall-Effekt-Regionen voneinander isoliert sind; wobei die elektronische Vorrichtung zumindest acht Kontakte (21 bis 28) in oder auf Oberflächen der n Hall-Effekt-Regionen aufweist, wobei die Kontakte einen ersten und einen zweiten Kontakt jeder Hall-Effekt-Region aufweisen; wobei ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis n – 1 verbunden ist und ein erster Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der n.ten Hall-Effekt-Region verbunden ist; wobei die zumindest acht Kontakte zumindest zwei Versorgungskontakte und zumindest zwei Erfassungskontakte aufweisen; wobei jede Hall-Effekt-Region einen der zumindest zwei Versorgungskontakte aufweist; und wobei jede Hall-Effekt-Region einen der zumindest zwei Erfassungskontakte aufweist; und einen Erfassungssignalauswerter, der dazu konfiguriert ist, mit einem Erfassungskontakt der ersten elektronischen Vorrichtung und mit einem Erfassungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung verbunden zu werden, und der ferner dazu konfiguriert ist, ein differenzielles Erfassungssignal zu verarbeiten, das auf einem ersten und einem zweiten Erfassungssignal, die an den Erfassungskontakten bereitgestellt werden, beruht.
  22. Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei die erste elektronische Vorrichtung und die zweite elektronische Vorrichtung gemäß einer der folgenden Konfigurationen relativ zueinander angeordnet sind: einer Längskonfiguration, einer lateralen Konfiguration, einer winkeligen Konfiguration, einer diagonal versetzten Konfiguration und einer konzentrischen Konfiguration.
  23. Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 21 oder 22, wobei die elektronische Vorrichtung eine Hall-Effekt-Vorrichtung ist und wobei die zumindest zwei Erfassungskontakte derart relativ zu den zumindest zwei Versorgungskontakten angeordnet sind, dass ein elektrischer Strom in einer Hall-Effekt-Region, der einen ersten der zumindest zwei Erfassungskontakte passiert, eine im Wesentlichen entgegengesetzte Richtung zu einem elektrischen Strom in einer anderen Hall-Effekt-Region aufweist, der einen zweiten der zumindest zwei Erfassungskontakte passiert, wodurch die Hall-Effekt-Vorrichtung empfindlich bezüglich eines Magnetfeldes ist, das parallel zu den Oberflächen der Hall-Effekt-Regionen und senkrecht zu den Flussrichtungen des elektrischen Stroms ist.
  24. Elektronische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die elektronische Vorrichtung ein Sensor für mechanische Beanspruchungen ist und wobei die zumindest zwei Erfassungskontakte derart relativ zu den zumindest zwei Versorgungskontakten angeordnet sind, dass ein elektrischer Strom in einer Hall-Effekt-Region, der einen ersten der zumindest zwei Erfassungskontakte passiert, im Wesentlichen dieselbe Richtung wie ein elektrischer Strom in einer anderen Hall-Effekt-Region aufweist, der einen zweiten der zumindest zwei Erfassungskontakte passiert, wodurch der Sensor für mechanische Beanspruchungen empfindlich bezüglich einer mechanischen Beanspruchung in den Hall-Effekt-Regionen ist.
  25. Elektronische Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: eine erste Hall-Effekt-Region, eine zweite Hall-Effekt-Region, eine dritte Hall-Effekt-Region und eine vierte Hall-Effekt-Region, die voneinander isoliert sind, wobei jede Hall-Effekt-Region einen ersten Kontakt, einen zweiten Kontakt, einen Versorgungskontakt und einen Erfassungskontakt in der oder auf Oberflächen der Hall-Effekt-Region aufweist; wobei der erste Kontakt der zweiten Hall-Effekt-Region mit dem zweiten Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region verbunden ist und der erste Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region mit dem zweiten Kontakt der zweiten Hall-Effekt-Region verbunden ist, sodass zwischen dem Versorgungskontakt der ersten Hall-Effekt-Region und dem Versorgungskontakt der zweiten Hall-Effekt-Region zwei Strompfade existieren; wobei der erste Kontakt der vierten Hall-Effekt-Region mit dem zweiten Kontakt der dritten Hall-Effekt-Region verbunden ist und der erste Kontakt der dritten Hall-Effekt-Region mit dem zweiten Kontakt der vierten Hall-Effekt-Region verbunden ist, sodass zwischen dem Versorgungskontakt der dritten Hall-Effekt-Region und dem Versorgungskontakt der vierten Hall-Effekt-Region zwei Strompfade existieren; wobei die Versorgungskontakte und die Erfassungskontakte in einer Sequenz entlang jedes der Strompfade derart angeordnet sind, dass zwischen zwei der Versorgungskontakte ein Erfassungskontakt der Erfassungskontakte vorliegt; und wobei ein erstes differenzielles Erfassungssignal zwischen den Erfassungskontakten der ersten und der dritten Hall-Effekt-Region abgegriffen wird und ein zweites differenzielles Erfassungssignal zwischen den Erfassungskontakten der zweiten und der vierten Hall-Effekt-Region abgegriffen wird.
  26. Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 25, bei der jeder der Strompfade einen Erfassungskontakt einer der ersten, der zweiten, der dritten oder der vierten Hall-Effekt-Region an einer Erfassungskontaktstelle passiert, bei der die Erfassungskontaktstelle in einem ersten Strompfad zwischen den Versorgungskontakten der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region in in Flussrichtung vor dem ersten Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region und dem zweiten Kontakt der zweiten Hall-Effekt-Region liegt; bei der die Erfassungskontaktstelle in einem zweiten Strompfad zwischen den Versorgungskontakten der ersten und der zweiten Hall-Effekt-Region in Flussrichtung nach dem zweiten Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region und dem ersten Kontakt der zweiten Hall-Effekt-Region liegt; bei der die Erfassungskontaktstelle in einem ersten Strompfad zwischen den Versorgungskontakten der dritten und der vierten Hall-Effekt-Region in Flussrichtung nach dem ersten Kontakt der dritten Hall-Effekt-Region und dem zweiten Kontakt der vierten Hall-Effekt-Region liegt; und bei der die Erfassungskontaktstelle in einem zweiten Strompfad zwischen den Versorgungskontakten der dritten und der vierten Hall-Effekt-Region in Flussrichtung vor dem zweiten Kontakt der dritten Hall-Effekt-Region und dem ersten Kontakt der vierten Hall-Effekt-Region liegt.
  27. Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 25 oder 26, bei der die erste und die zweite Hall-Effekt-Region nebeneinander angeordnet sind, sodass das erste Ende der ersten Hall-Effekt-Region zu dem zweiten Ende der zweiten Hall-Effekt-Region benachbart ist, und umgekehrt, und bei der die dritte und die vierte Hall-Effekt-Region nebeneinander angeordnet sind, sodass das erste Ende der dritten Hall-Effekt-Region zu dem zweiten Ende der vierten Hall-Effekt-Region benachbart ist, und umgekehrt.
  28. Elektronische Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: vier Hall-Effekt-Regionen, die voneinander isoliert sind, wobei jede der vier Hall-Effekt-Regionen einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt in der oder auf einer Oberfläche der Hall-Effekt-Region aufweist, wobei ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis 3 verbunden ist, und ein erster Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der vierten Hall-Effekt-Region verbunden ist; wobei jede der vier Hall-Effekt-Regionen ferner entweder einen Versorgungskontakt oder einen Erfassungskontakt in der oder auf der Oberfläche der Hall-Effekt-Region aufweist, wobei der Versorgungskontakt oder der Erfassungskontakt zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt der Hall-Effekt-Region angeordnet ist; wobei eine Hall-Effekt-Region, in der oder auf deren Oberfläche ein Versorgungskontakt gebildet ist, über ihren ersten und zweiten Kontakt mit zwei Hall-Effekt-Regionen verbunden ist, in denen oder auf deren Oberflächen jeweils ein Erfassungskontakt gebildet ist, sodass die Versorgungskontakte und die Erfassungskontakte in einer Sequenz entlang eines Strompfades zwischen zumindest zwei Versorgungskontakten derart angeordnet sind, dass zwischen den zumindest zwei Versorgungskontakten ein Erfassungskontakt vorliegt; und wobei jede Hall-Effekt-Region einen der zumindest zwei Versorgungskontakte aufweist.
  29. Erfassungsverfahren, das folgende Schritte aufweist: Anschließen einer Leistungsversorgung zwischen einem ersten Versorgungskontakt, der in einer oder auf der Oberfläche einer ersten Hall-Effekt-Region gebildet ist, und einem zweiten Versorgungskontakt, der in einer oder auf der Oberfläche einer anderen Hall-Effekt-Region gebildet ist, wobei die erste Hall-Effekt-Region und die andere Hall-Effekt-Region Bestandteil einer Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen sind, wobei ein erster Kontakt der (k + 1).ten Hall-Effekt-Region mit einem zweiten Kontakt der k.ten Hall-Effekt-Region für k = 1 bis n – 1 verbunden ist und der erste Kontakt der ersten Hall-Effekt-Region mit dem zweiten Kontakt der n.ten Hall-Effekt-Region verbunden ist, sodass ein durch die Leistungsversorgung bereitgestellter elektrischer Strom über zwei Strompfade von dem ersten Versorgungskontakt zu dem zweiten Versorgungskontakt fließt; Erfassen von Erfassungssignalen an einem ersten Erfassungskontakt, der in einer oder auf der Oberfläche einer der n Hall-Effekt-Regionen gebildet ist, und an einem zweiten Erfassungskontakt, der in oder auf einer Oberfläche einer anderen der n Hall-Effekt-Regionen gebildet ist, wobei jede Hall-Effekt-Region höchstens einen der zumindest zwei Erfassungskontakte aufweist; Austauschen vorübergehender Funktionen des ersten Versorgungskontaktes und des ersten Erfassungskontaktes und Austauschen vorübergehender Funktionen des zweiten Versorgungskontaktes und des zweiten Erfassungskontaktes, sodass die Leistungsversorgung zwischen dem früheren ersten Erfassungskontakt und dem früheren zweiten Erfassungskontakt angeschlossen ist, wobei der elektrische Strom über die n Hall-Effekt-Regionen von dem früheren ersten Erfassungskontakt zu dem früheren zweiten Erfassungskontakt fließt; Erfassen von Erfassungssignalen an dem früheren ersten und dem früheren zweiten Versorgungskontakt; und Ermitteln eines Ausgangssignals auf der Basis der Erfassungssignale an dem ersten Erfassungskontakt, dem zweiten Erfassungskontakt, dem früheren ersten Versorgungskontakt und dem früheren zweiten Versorgungskontakt.
  30. Erfassungsverfahren gemäß Anspruch 29, bei dem die n Hall-Effekt-Regionen, die entsprechenden Kontakte und die entsprechenden Verbindungen eine erste elektronische Vorrichtung bilden und bei dem eine zweite Anzahl von n Hall-Effekt-Regionen, entsprechende Kontakte und entsprechende Verbindungen eine zweite elektronische Vorrichtung, die der ersten elektronischen Vorrichtung ähnelt, bilden, wobei das Erfassungsverfahren ferner folgende Schritte aufweist: Anschließen der Leistungsversorgung oder einer anderen Leistungsversorgung zwischen einem ersten Versorgungskontakt und einem zweiten Versorgungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung; und Erfassen eines Erfassungssignals an einem Erfassungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung; Austauschen der Funktion des Erfassungskontaktes der zweiten elektronischen Vorrichtung und des ersten Versorgungskontaktes der zweiten elektronischen Vorrichtung, sodass der elektrische Strom über den früheren Erfassungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung bereitgestellt wird; Erfassen eines Erfassungssignals an dem früheren ersten Versorgungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung; wobei das Ermitteln des Ausgangssignals ferner die Erfassungssignale an dem Erfassungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung und an dem früheren ersten Versorgungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung berücksichtigt.
  31. Erfassungsverfahren gemäß Anspruch 30, bei dem das Ermitteln des Ausgangssignals folgende Schritte aufweist: Ermitteln eines Differenzsignals als Differenz zwischen den Erfassungssignalen an dem Erfassungskontakt der ersten elektronischen Vorrichtung und dem Erfassungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung; Ermitteln eines zweiten Differenzsignals als Differenz zwischen den Erfassungssignalen an dem früheren ersten Versorgungskontakt der ersten elektronischen Vorrichtung und dem früheren ersten Versorgungskontakt der zweiten elektronischen Vorrichtung; und Ermitteln des Ausgangssignals auf der Basis des ersten Differenzsignals und des zweiten Differenzsignals.
  32. Erfassungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31, wobei das Erfassungsverfahren ein Magneterfassungsverfahren zum Erfassen eines Magnetfeldes unter Verwendung des Hall-Effekts ist.
  33. Erfassungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 29 bis 32, wobei das Erfassungsverfahren ein Verfahren zum Erfassen mechanischer Beanspruchungen ist, wobei Flussrichtungen eines elektrischen Stroms in den Hall-Effekt-Regionen so gewählt werden, dass ein Hall-Effekt, der in den verschiedenen Hall-Effekt-Regionen auftritt, dafür verantwortlich ist, einen Einfluss eines Magnetfeldes auf das Ausgangssignal im Wesentlichen aufzuheben, wenn das Ausgangssignal anhand einer linearen Kombination der Erfassungssignale ermittelt wird, die an den Erfassungskontakten der ersten elektronischen Vorrichtung und der zweiten elektronischen Vorrichtung beobachtet werden.
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