HU202680B - Apparatus with element based on hall-effect integrable to integrated circuit - Google Patents

Apparatus with element based on hall-effect integrable to integrated circuit Download PDF

Info

Publication number
HU202680B
HU202680B HU862347A HU234786A HU202680B HU 202680 B HU202680 B HU 202680B HU 862347 A HU862347 A HU 862347A HU 234786 A HU234786 A HU 234786A HU 202680 B HU202680 B HU 202680B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
hali
layer
active zone
input
ring
Prior art date
Application number
HU862347A
Other languages
English (en)
Other versions
HUT44364A (en
Inventor
Radivoje Popovic
Original Assignee
Landis & Gyr Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Landis & Gyr Ag filed Critical Landis & Gyr Ag
Publication of HUT44364A publication Critical patent/HUT44364A/hu
Publication of HU202680B publication Critical patent/HU202680B/hu

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N52/00—Hall-effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N52/00—Hall-effect devices
    • H10N52/101—Semiconductor Hall-effect devices

Landscapes

  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

A találmány tárgya berendezés integrált áramkörbe integrálható Hali-elemmel, amely két szenzoros csatlakozóelemmel és legalább két áramvezető csatlakozóelemmel van ellátva, amelyek a Hall- elem felületén vannak elrendezve.
A találmány szerintivel azonos jellegű berendezéseket egyebek között elektromos teljesítményfogyasztást, elektromos áram erősségét mérő műszerekben alkalmaznak, amelyek alkalmasak ín elektromos áram mérésére, továbbá az Ínxun áram-feszültség szorzat képzésére, ahol Un az elektromos hálózat névleges feszültsége, míg iN a fogyasztó által felhasznált elektromos áram erőssége. Mivel az ín áramerősség az áram által keltett mágneses tér Hn erősségével arányos, a Hali-elem közvetlenül az ín áramerősséget méri, amikor Hn erősségű mágneses tér hatásának van kitéve. A Hali-elem VH kimenő feszültsége az ixHN szorzattal arányos, ahol i a Hali-elemet tápláló áram erőssége, ezért a Hali-elem az UnXÍn feszültség-áram szorzatot képzi akkor is, ha a Hali-elemet tápláló áram i erősségét megfelelő eszközzel, például előtétellenállással az uN hálózati feszültséggel arányossá tesszük. Ebben az esetben a Hali-elemnek a szinusz hullámnak mind a négy negyedében multiplikátorként kell üzemelnie, mivel mind un és ín, mind pedig i és Hn szinuszos lefutású, vagyis pozitív és negatív értékeket egyaránt felvesznek.
Integrálható függőleges Hali-elem ismerhető meg R.S. Popovic „The vertical Hall-effect device” című, az IEEE Electron Device Letters folyóirat EDL-5,
9. számának (1984. szeptember) 357. és 358. oldalán megjelent cikkében. A függőleges integrálható Hallelem képes a Hn mágneses terek mérésére, ha ezek az integrált Hali-elem felületével párhuzamosak.
Integrálható vízszintes elrendezésű Hali-elemet ismertet részletesen a 4 263 107 ljsz. US szabadalmi leírás. A vízszintes integrálható Hali-elem olyan Hallelem amely képes az integrált Hali-elem felületére merőleges irányítású mágneses tér (térkomponens) mérésére.
A Hali-elemek stabilitására és különösen jellemzőik hosszú idejű stabilitására vonatkozóan mindeddig a tudomány és a technika csak keveset és inkább csak elvieket mondott ki. Ennek bizonyítékául szolgált M. W. Poole-nak és R. P. Walkemek az IEEE Transactions on Magnetics című folyóirat MAG-17 sz. kötetében, az 5. szám (1981. szeptember) 2132. oldalán publikált közleménye, amelynek címe: „Hall-effect probes and their use in a fully automated magnetic measuring System”.
A találmány feladata olyan integrálható Hali-elem létrehozása, amely paramétereit hosszú ideig stabilan tartja és olyan technológiával állítható elő, amely alkalmas integrálható Hall- elemek és integrálható tranzisztorok egyidejű kialakítására.
A találmány feladata továbbá a Hali-elem integrálható kialakítása mellett hőmérsékletstabilitását biztosítani és VH-f(B) karakterisztikáját konstans, adott értékű i tápáram mellett linearizálni. Itt Vh a Hali-elem kimenő feszültsége, míg Β=μχΗΝ a mérendő Hn mágneses tér indukciója.
A kitűzött feladat megoldására integrált áramkörbe integrálható Hali-elemmel ellátott berendezést hoztunk létre, amely két szenzoros csatlakozó elemmel és legalább két áramvezető csatlakozóelemmel van el2 látva, amelyek a Hali-elem felületén vannak elrendezve és a találmány szerint a Hali-elem aktív zónája és felülete között a Hali-elem aktív zónáját felülről borító záróréteg van kiképezve. Előnyösen a Hali-elem kimenete szabályozó kapcsoláson keresztül a Halielemnek a záróréteg vastagságát beállító vezérlő bemenetére van csatlakoztatva.
A szabályozó kapcsolás előnyösen abszolút értéket képző elemként kialakított jelvevő átalakító elemet, referencia jeladót és ezek kimenetére csatlakoztatott differencia kapcsolást tartalmaz. A jelvevő átalakító elemben célszerűen komparátorként kiképzett vezérlő egység van, vagy a jelvevő átalakító elem egyenirányító eszköz.
A referencia jeladó egy előnyös kialakítás szerint előtétellenállásból és térvezérléses tranzisztor forrásnyelő szakaszából álló soros kapcsolás. A differenciakapcsolásban legalább egy differenciaerősítő van, amely invertáló erősítőket fog össze. Célszerűen négy bemenete van, amelyek közül kettő a tényleges jeleket fogadja, míg kettő a szabályozást biztosító jelet ad.
A találmány szerinti berendezés egy különösen előnyös kiviteli alakjában kapucsatlakozáson keresztül elektromosan vezető kapurétegre adott elektromos feszültség elektrosztatikus hatása révén létrejött kiürítési zónával képzett záróréteggel van kialakítva, a kapuréteg oxidréteggel elválasztva a Hali-elem felületén a kiürítési zónával együtt az aktív zónát felülről lefedően van elrendezve, továbbá a Hali-elem gyűrűcsatlakozóval ellátott, a Hali-elem aktív zónáját legalább oldálról körbefogó, a Hali-elem aktív zónájával ellentétes vezetési típusú anyagból kialakított gyűrűt tartalmaz, ahol a gyűrűcsatlakozó a Hali-elem vezérlő bemenetéként van kialakítva.
Egy ugyancsak igen célszerű kialakítás szerint a záróréteg a Hali-elem aktív zónája és a Hali-elem felületén létrehozott fedőréteg közötti rétegként, a Hali-elem aktív zónájával ellentétes vezetési típusú anyagból van kialakítva és az aktív zóna felső fedőrétegét alkotja, továbbá a felületen levő fedőréteg a Hali-elem vezérlő bemenetét képező gyűrűcsatlakozóval elektromos kapcsolatban van. Ennél a kiviteli alaknál különösen előnyös, ha a szenzoros és áramvezető csatlakozóelemek mindegyike a Hali-elemben azonos irányban megnyúlt testként vannak kialkítva, a Hali-elem aktív zónáját legalább oldalról körbevevő, gyűrűcsatlakozóval ellátott, a Hali-elem aktív zónájával ellentétes vezetési típusú anyagból készült gyűrűt tartalmaz, amely a csatlakozóelemek hossztengelyére legalább közelítőleg merőleges közbenső átvezetésekkel a csatlakozóelemek hosszirányára merőlegesen legalább közelítőleg azonos szélességű, erre merőleges irányban azonos egyenesekkel határolt gyűrűszakaszokra van felosztva, ahol két szomszédos gyűrűszakasz közös közbenső átvezetésre csatlakozik, továbbá a szenzoros és áramvezető csatlakozóelemek mindegyike a gyűrűszakaszokkal körbevett minden réteg áthidalására alkalmas hosszal van kialakítva. A két szélső csatlakozóelem gyűrű alakúra van kiképezve, mindegyikük egy-egy kapucsatlakozás kapcsolási területét oldalról körbevevően van kialakítva, ahol a kapucsatlakozások kapcsolási területei idegen atomokkal erősen dópoltak, továbbá a két szélső csatlakozóelem és a kapcsolási területek ellentétes vezetési
HU 202680 Β típusú anyagból vannak kialakítva, s az utóbbiak előnyösen p-típusú anyagból vannak kiképezve.
Egy ugyancsak előnyös kiviteli alak szerint az elektromosan vezető anyagú kapuréteg három egymással párhuzamosan egymás mellett elrendezett elválasztott kapuréteggel van kiképezve, amelyek közül a középső elválasztott kapuréteg az aktív zónának a Hali-elem három középső csatlakozóelemét tartalmazó részét felülről fedő rétegként van kialakítva, míg a másik két elválasztott kapuréteg a Hali-elem egy-egy további csatlakozóelemét az aktív zónánál felülről fedő rétegként van kiképezve, és az elválasztott kapurétegek egy-egy kapucsatlakozással vannak ellátva.
A találmány szerinti berendezés segítségével elektromos teljesítmény, áramfogyasztás mérésére, vagy feszültség és áram szorzatának képzésére alkalmas nagy pontosságú mérőberendezés hozható létre.
A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az
1. ábra CMOS-technológia szerint készíthető függőleges Hali-elem stabil integrálható alakjának felülnézete, a
2. ábra az 1. ábrán bemutatott Hali-elem függőleges keresztmetszete, a
3. ábra módosított a CMOS-technológai szerint készíthető integrálható stabil függőleges Hallelem felülnézete, a 4. ábra a 3. ábra (és az
5. ábra) szerinti Hali-elem függőleges kereszmetszete, az
5. ábra módosított CMOS-technológia szerint készült szendvicsszerkezetű integrálható stabil függőleges Hali-elem vízszintes keresztmetszete, a
6. ábra módosított BiMOS-technológia szerint készült integrálható stabil Hali-elem egy lehetséges változatának felülnézete, a
7. ábra a 6. ábrán bemutatott Hali-elem függőleges keresztmetszete, a
8. ábra a módosított BiMOS-technológia szerint készült integrálható stabil Hali-elem egy másik lehetséges változatának felülnézete, a
9. ábra a 8. ábrán bemutatott Hali-elem függőleges kereszmetszete, a
10. ábra módosított BiMOS-technológia szerint készült bipoláris tranzisztor felülnézete, a
11. ábra a 10. ábrán bemutatott bipoláris tranzisztor függőleges keresztmetszete, a
12. ábra BiMOS-technológia szerint készült vízszintes
Hali-elem integrálható stabil kivitelben, felülnézetben, a
13. ábra a 12. ábrán bemutatott Hali-elem függőleges keresztmetszete, a
14. ábra módosított BiMOS-technológia szerint készült integrálható stabil vízszintes Hali-elem felülnézete, a
15. ábra a 14. ábrán bemutatott Hali-elem függőleges keresztmetszete, a
16. ábra öt csatlakozóelemmel ellátott integrálható függőleges Hali-elem kapcsolási elrendezése, a
17. ábra Hali-elemet tartalmazó berendezés kapcsolási vázlata, a
18. ábra Hali-elem Vh kimeneti feszültségére a
VH-f(B) karakterisztika lefutása adott i áramerősség mellett mért B mágneses indukció függvényében, a
19. ábra páros párosságú ε(Β) nemlínearitások jelleggörbéi, a
20. ábra páratlan párosságú ε nemlineáris jelleggörbéi, a
21. ábra az 1. és 2. ábrán bemutatott Hali-elem továbbfejlesztett változatának felülnézete, a
22. ábra a 21. ábrán bemutatott Hali-elem függőleges keresztmetszete, a
23. ábra a 3. és 4. ábrán bemutatott Hali-elem tökéletesített változatának felülnézete, a
24. ábra a 23. ábrán bemutatott Hali-elem függőleges keresztmetszete, míg a
25. ábra 21. ...24. ábrán bemutatott Hali-elemeket képviselő helyettesítő kapcsolás.
Az ábrákon bemutatott minden Hali-elem felületi alkatrésznek tekinthető, vagyis mindegyikük az integrálás során a félvezető anyag felületére, vagy közvetlenül felületi rétege alá kerül.
A találmány szerinti Hali-elemek, illetve félvezető elemek, tranzisztorok (1-15. ábra) alapanyaga szilícium- vagy gallium-arzenid (GaAs). Az ismert technológiának megfelelően az említett anyagok egyikében létrehozott rétegekből épül fel. A rétegek vagy P vezetési típusúak, vagy pedig ezzel ellentétesen, N vezetési típusúak. A N· és P* jelölés arra utal, hogy az adott N, illetve P vezetési típusú anyag erősen idegen atomokkal dópolt, vagyis benne az idegen anyag koncentrációja legalább 1020 ion/cm3. Fordítva, a Ν' és R jelöléssel azt az állapotot kívánjuk megadni, amikor a N, illetve P vezetési típusú anyag idegen atomokkal csak kis mértékben, gyengén dópolt.
Az 1-15. ábrán bemutatott Hali-elemek, illetve félvezető elemek, tranzisztorok mind P, mind pedig N vezetési típusú anyagból a kívánt minőség biztosításával elkészíthetők, vagyis az anyag vezetési típusa működésükre nincs hatással, ha a megfelelő tápfeszültségek, illetve tápáramok polaritását az anyag vezetési típusa alapján határozzuk meg. A rajzokon egyszerűség kedvéért mindenkor N vezetési típusú anyagból készült Hali-elemet mutatunk be, ami nyilvánvalóan a találmány szerinti gondolatok semmiféle korlátozását sem jelenti.
Az 1-15. ábrákon továbbá az egyszerűség kedvéért huzal formájában ábrázolunk Cj, C2, C’2> C”2, Sí, S2, R és SUB csatlakozóelemeket a Hali-elemre, illetve Β, E és C csatlakozóelemeket a félvezető eszközre (tranzisztorra). A gyakorlat természetesen ezeket általában fémezett részekként hozza létre, vagyis ezek a csatlakozóelemek az integrált Hali-elem, vagy a hozzátartozó integrált kapcsolás felületén létrehozott vékony vezető pályákat alkotnak. «·,
A 12-15. ábrán bemutatott Hali-elemek két áramvezető csatlakozóelemmel (Ci, C2) továbbá két szenzoros csatlakozóelemmel (Sí, S2) vannak ellátva. Az 1-9. ábrán látható Hali-elemek ezzel szemben három áramvezető csatlakozóelemet (Ci, C’2, C”2) valamint két szenzoros csatlakozóelemet (Sí, S2) tartalmaznak. Ebben az esetben a Hali-elemet kívülről öt csatlakozóhoz kell vezetni, vagyis egy-egy csatlakozóval kell a Ci, C’2> C”2 áramvezető és az Sí, S2 szenzoros csatlakozóelemhez kapcsolódni. Ezt a 16. ábra mutatja be. A 17. ábrán az egyszerűség kedvéért Ci és C2 áramvezető, valamint Sí és S2 szenzoros csatlakozó3
HU 202680 Β elemmel ellátott Hali-elemet mutatunk be, de ez semmiképpen sem jelenti azt, hogy ez az ábra csak a négy csatlakozóelemmel ellátott Hali-elem esetén megvalósítható kapcsolási elrendezést mutat. Az minden további nélkül más számú csatlakozóelemet tartalmazó Hall- elem esetén is felhasználható.
Az összes bemutatott változatban az Sj, S2 szenzoros csatlakozóelemek közül az egyik, például a Sí testelve van, míg a másik, például az S2 a Hali-elem kimeneti csatlakozóját alkotja. A rajzon azt a változatot fogadtuk el, hogy az Sí szenzoros csatlakozóelem a Hali-elem kimenete, míg az S2 szenzoros csatlakozóelem testelve van.
A Hali-elem Ci, C2, illetve C’2 és C”2 áramvezető csatlakozóelemei, valamint a Sí és S2 szenzoros csatlakozóelemek egy-egy 1, 2, 3, 4, illetve 5 csatlakozóelemre vannak kapcsolva.
Az 1-9. ábrán láthatóan függőleges Hali-elem felületén 1, 2, 3, 4, 5 csatlakozóelemek hozhatók létre. Ezek száma az adott esetben öt és lényegében egymás mellett egy vonalban vannak elrendezve, ahol az első, 1 csatlakozóelem középen helyezkedik el és egyik irányban a 4 és 2, másik irányban az 5 és 3 csatlakozóelemek illeszkednek hozzá. Ezek szimmetrikusan, páronként az 1 csatlakozóelemtől azonos távolságra vannak elrendezve. A 4 és 5 csatlakozóelemek ennek megfelelően az 1 csatlakozóelem és a 2 vagy 3 csatlakozóelem között vannak elrendezve.
A 12-15. ábra vízszintes Hali-elemet mutat be, amelyben a függőleges Hali-elemtől eltérően nem Ci, C’2 és C”2 áramvezető csatlakozóelemek vannak, hanem csak kettő, Ci és C2 áramvezető csatlakozóelem, ahol az Sí és S2 szenzoros csatlakozóelemek, valamint a Ci és C2 áramvezető csatlakozóelemek keresztszeruen, egymásra merőleges vonalak két-két végpontján vannak elrendezve. Ez annyit jelent, hogy az 1 és 2 csatlakozóelemeket összekötő egyenesre merőleges és a két egyenes szakasz egymást pontosan vagy legalábbis jó közelítéssel felezi (12. és 14. ábra).
Az 1, 2, 3, 4 és 5, illetve az 1, 2, 4 és 5 csatlakozóelemek azonos nagyságúak, azonos felületi méretük mellett alakjuk is azonos, például négyszögletesek, lekerekített sarkokkal. A Hall- elem felülete alatt elrendezett 1, 2, 3, 4, 5, illetve 1, 2, 4, 5 csatlakozóelemek 6 szubsztrátumban, az abban kialakított Hali-elem 7 aktív zónájában helyezkednek el. Más szavakkal: az integrálható Hali-elemek kettő szenzoros csatlakozóeleme (4 és 5), valamint legalább kettő áramvezető csatlakozóeleme (1,2) van, amelyek a Hali-elem felületén vannak elrendezve. Az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek mindegyike, valamint a Hali-elem 7 aktív zónája ugyanolyan vezetési típusú anyagból vannak kiképezve, mint a Hali-elem kiindulási anyaga. Az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek mindegyike ezen túlmenően idegen atomokkal erősen dópolt. A rajzon bemutatott esetben a Hali-elem N vezetési típusú anyagból áll, ennek megfelelően az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek N+ anyagúak, míg a 7 aktív zóna lehet N, illetve Ν' anyagú.
A Hali-elem 7 aktív zónáját oldalról 8 gyűrű fogja közre, amelyben R gyűrűcsatlakozó van kialakítva. Minden esetben a 8 gyűrű a 7 aktív zónával ellentétes vezetési típusú, ennek megfelelően a Hali-elem 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemeivel ellentétes vezetési típusú anyagból van kialakítva. Ez elfogadott alapfeltevéseink szerint annyit jelent, hogy az adott esetben a 8 gyűrű P típusú anyagból áll.
Az 1. és 2. ábra CMOS-technológia szerint előállított függőleges Hali-elem felülnézetét és 2-2 keresztmetszetét (ez függőleges irányú) mutatja. Az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek a 6 szubsztrátumban, a felületen vannak kialakítva. Az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek alatt a 6 szubsztrátumban van a 7 aktív zóna kiképezve. A Hali-elem 7 aktív zónáját a 6 szubsztrátumon belül oldalról 8 gyűrű veszi körül, amely például téglalap alakú. A 8 gyűrű a 6 szubsztrátum felületén van kiképezve és jóval nagyobb mélységre nyúlik be, mint az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek, és mint említettük, anyaga a 6 szubsztrátum anyagával ellentétes vezetési típusú, vagyis példánkban P vezetési típusú. A 6 szubsztrátum felületén szilícium-dioxid (SiO2) anyagú 9 oxidréteg van, amelyet legalább részben elektromosan vezető anyagból, például alimíniumból vagy polisziliciumból kialakított 10 kapuréteg borít. A 8 gyűrűben, mint említettük R gyűrűcsatlakozó, míg a 10 kapurétegben G kapucsatlakozás van kialakítva.
A 10 kapuréteg a Hali-elem 7 aktív zónáját annak teljes felületén fedi. A fedésből kimarad azonban a Ci, C2, illetve Ci, C’2, C”2 áramvezető csatlakozóelemek, és az Sí, S2 szenzoros csatlakozóelemek felülete. Amikor a G kapucsatlakozáson negatív feszültség van, elektrosztatikus megosztás révén a 6 szubsztrátumon az 1, 2, 3, 4, 5 csatlakozóelemek körül a rajzon + jelekkel ábrázolt P típusú csatorna alakul ki, valamint az alatt a 6 szubsztrátum és a 8 gyűrű közötti átmeneti felületben kiürült réteg (depletion layer) alakul ki. A kiürült zóna, amit a 2. ábrán szaggatott vonal határol, 11 záróréteget alkot. Más szavakkal: a kiürült zóna 11 záróréteget hoz létre, amely elektrosztatikus megosztás révén, elektromos feszültségnek a Hali-elemre való adásával hozható létre és ez a feszültség a G kapucsatlakozáson keresztül a 10 kapurétegre van vezetve. Ez utóbbi, mint említettük, elektromosan vezető anyagból van kialakítva. A 10 kapuréteg a 9 oxidrétegtől elválasztva a Hali-elem felületén úgy van elrendezve, hogy az és vele együtt a kiürült zóna a Hall-elem 7 aktív zónáját felülről lefelé lehetőség szerint teljes mértékben fedje.
A 3. és 4. ábrán felülnézetben és 4-4 keresztmetszetben módosított CMOS-technológia szerint előállított Hali-elemet mutatunk be. Ennek felépítése hasonló az 1. és 2. ábrán látható Hali-eleméhez, de azzal a különbséggel, hogy itt sem 10 kapuréteg G kapucsatlakozással, sem pedig 9 oxidréteg nincs kialakítva. Ezzel szemben az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek körül a 6 szubsztrátumban olyan 12 fedőréteg van kialakítva, amely az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek átvezetéséhez szükséges helyek kivételével a Hali-elem 7 aktív zónáját teljes mértékben fedi. A 12 fedőréteg a 7 aktív zónával ellentétes vezetési típusú anyagból van kialakítva, vagyis a Hali-elem ábra szerinti példájánál P vezetési típusú anyagból van kiképezve. A 7 aktív zóna és a 12 fedőréteg közötti érintkezési felület olyan határréteget ad, amely a Hali-elem 7 aktív zónáját lényegében teljes mértékben fedi. Az egyszerűség kedvéért a 12 fedőréteg a 8 gyűrű felső részét is borítóan van
HU 202680 Β bemutatva, ami természetesen semmiféle hátrányt nem jelent, hiszen a 12 fedőréteg és a 8 gyűrű azonos P vezetési típusú anyagból van kiképezve. így a 12 fedőréteg és a 8 gyűrő, valamint az utóbbiban, vagy ennek hiányában a 12 fedőrétegben kialakított R gyűrűcsatlakozó között elektromos kapcsolat van.
Az 5. ábrán a 3. és 4. ábrán bemutatott függőleges Hali-elem 5-5 metszete látható, mégpedig néhány javítással. A metszet a 4. ábra szerinti állapotot tükrözi. Az 5. ábra a Hali-elem felületével párhuzamos metszetet mutat, mégpedig közvetlenül a 12 fedőréteg alatti szinten.
A 4. és 5. ábra együttesen szendvicsszerkezetben létrehozott Hali-elem felépítését mutatja. Az 5. ábra szerinti kialakításban a Hali-elemet a 3. ábra szerinti változattól az különbözteti meg, hogy a Hali-elem 1,
2, 3, 4, 5 csatlakozóelemei mind hosszúkás kialakításúak, azonos irányban párhuzamosan helyezkednek el és a 8 gyűrű az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek hossztengelyére közelítőleg vagy pontosan merőleges 13 és 14 közbenső átvezetések révén I, II és III gyűrűszakaszokra van osztva, amelyek az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemek hosszirányára merőlegesen azonos vagy közelítőleg azonos szélességűek, az említett hosszirány mentén egymás mellet eltolás nélkül vannak elrendezve oly módon, hogy két végüket egy-egy', a hossztengelylyel párhuzamos egyenes határolja, szélességük azonos vagy közelítőleg egyenlő, és két szomszédos gyűrűszakasz ugyanarra a 13 vagy 14 közbenső átvzetésre támaszkodőan van kialakítva. Ha tehát m közbenső átvezetést alkalmaznánk, m+1 gyűruszakaszt hoznánk létre. így m-1 esetén négyszögletes, két gyűrűszakaszra osztott terület alakul ki. Az m értéke tetszőlegesen választható meg az egész számok köréből. Az 5. ábrán m-2 értéknek megfelelően három gyűrűszakasz (I, II, III) látható. Ily módon olyan szendvicsszerkezetben hozható létre a Hali-elem, amelyben egymást követően - az 5. ábra szerint felülről lefelé - P és N vezetési típusú anyagból készült rétegek váltakoznak az 1, 2,
3, 4 és 5 csatlakozóelemek közelében. Ennek megfelelően az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemeknek elegendően hosszúaknak kell lenniök ahhoz, hogy a gyűrűszakaszokkal körbefogott minden olyan réteget áthidaljanak, amelyek N vezetési típusú anyagból állnak.
A N vezetési típusú anyagból álló rétegek vastagsága ti, t2, t3 az 5. ábra szerinti kialakításban, ahol ti, t2 és t3 nagyjából vagy pontosan azonos értékű. Az adott kialakításban az N vezetési típusú anyagból készült rétegek ezért elektromosan párhuzamosan vannak csatlakoztatva. A szendvics kialakításnak az az előnye, hogy a 7 aktív zóna anyagának érzékenysége a R gyűrűcsatlakozóra adott elektromos feszültség hatására m-szerese annak, amit egy 8 gyűrűvel, 13 és 14, illetve további közbenső átvezetések nélkül kialakított Hali-elemnél észlelni lehet.
A 6. és 7. ábra módosított BiMOS-technológia szerint készült függőleges Hali-elem egy lehetséges előnyös változatának felülnézetét és 7-7 keresztmetszetét mutatja. A Hali-elem felépítése hasonló ahhoz, amit a 3. és 4. ábrán mutattunk be, de azzal a lényeges különbséggel, hogy a 8 gyűrűt itt 15 alapréteg egészíti ki. A 15 alapréteg a 8 gyűrűvel azonos vezetési típusú anyagból van kialakítva, tehát példánk szerint P típusúból. A 8 gyűrűből és a 15 alaprétegből álló kombináció ebben az esetben a 7 aktív zónát nem csak oldalirányból, hanem alulról is körbeveszi. A 15 alapréteg és a 7 aktív zóna közötti határfelületen a Hali-elemben ezen kívül 16 rejtett réteg (burried layer) van kialakítva, amely a 6 szubsztrátummal azonos (az adott esetben N) vezetési típusú anyagból van kialakítva, de idegen atomokkal erősen dópolt réteget alkot. A 6 szubsztrátum 17 csatlakozóval van ellátva, amely idegen atomokkal erősen dópolt anyagból a Hali-elem felületén a 6 szubsztrátumban van kialakítva és SUB szubsztrátumcsatlakozásra van vezetve. A 17 csatlakozó a 6 szubsztrátummal azonos (az adott esetben N) vezetési típusú anyagból van kialakítva.
A 8. és 9. ábra ugyancsak módosított BiMOStechnológia szerint készült függőleges Hali-elem felülnézetét és 9-9 függőleges irányú kersztmetszetét mutatja. Ez a Hali-elem a 6. és 7. ábrán bemutatott Hali-elemhez hasonlóan épül fel, de azzal a fontos különbséggel, hogy a 8 gyűrűhöz tartozó 15 alapréteg nem csak elektromos rétegként van kialakítva, hanem alaplemezként mechanikailag hordozza a Hali-elemet, vagyis a 6 szubsztrátumot váltja fel, s ennek megfelelően a 2 és 3 csatlakozóelem mélységben meg van nyújtva, amíg a 16 rejtett réteggel kapcsolatba nem kerül. A 6 szubsztrátum ennek megfelelően hiányzik és a 17 csatlakozó sincs kialakítva. Azért, hogy a rajzot ne tegyük áttekinthetetlenné, a 8 gyűrűt a 7. ábrán bemutatott 8 gyűrűvel ellentétben a 9. ábrán téglalap keresztmetszettel mutatjuk be, ami a funkcióra semmiféle hatással nincs. A 8 gyűrűt ezen túlmenően idegen atomokkal erőteljesen dópolt anyaggal hozzuk létre.
A 10. és 11. ábra módosított BiMOS-technológia szerint előállított bipoláris tranzisztor felülnézetét és 11-11 függőleges keresztmetszetét mutatja. A bipoláris tranzisztor a 6. és 7. ábrán látható Hali-elemhez hasonlóan 6 szubsztrátummal, 8 gyűrűvel, 15 alapréteggel, 16 rejtett réteggel és 17 csatlakozóval van kialakítva. Ez az elrendezés azonos. A bipoláris tranzisztorban azonban öt csatlakozóelem helyett B báziscsatlakozó, C kollektorcsatlakozó és E emittercsatlakozó van kialakítva. A B báziscsatlakozó 18 bázisedénybe van illesztve, amely a 6 szubsztrátummal ellentétes vezetési típusú anyagból van kialakítva, tehát az adott esetben P típusú anyagból. A C kollektorcsatlakozó és az E emittercsatlakozó 19 és 20 kontaktussal van kialakítva, mégpedig idegen atomokkal erősen dópolt anyagból. A 19 kontaktus a 6 szubsztrátum felületén, míg a 20 kontaktus a felületen, a 18 bázisedényben van kialakítva. Mind a 19, mind 20 kontaktus a 6 szubsztrátummal azonos, az adott esetben N vezetési típusú anyagból áll. A 8 gyűrű a 19 kontaktust és a 18 bázisedényt ugynúgy veszi körül, ahogy a 7. ábrán látható módon az 1, 2, 3, 4 és 5 csatlakozóelemeket. A P vezetési típusú anyagból készült 12 fedőrétegre itt nincs szükség. A 6. és 7. ábrát a 10. és 11. ábrával összehasonlítva kitűnik, hogy az előzőeknél bemutatott alkatrészek felépítése itt is lényegében ugyanolyan, ezért lehetővé válik egyetlen integrált áramkörben ugyanazzal a technológiával a két alkatrésztípust létrehozni, és ily módon a 17. ábrán bemutatott kapcsolást kialakítani.
Az 1-9. ábrán bemutatott Hali-elemek Ch C’2l C”2 áramvezető csatlakozóelemeit, Sí és S2 szenzoros csatlakozóelemeit, mint már említettük, a 16. ábra 5
HU 202680 Β szerint kell külső áramkörbe beiktatni. A mérendő Hn mágneses tér a javasolt 22 Hali-elemet tartalmazó integrált áramkör felületével párhuzamosan működik. Megfelelő csatlakozón keresztül VDd és Vss tápfeszültség-pólusok közül a VDD tápfeszültség-pólust 21 áramgenerátoron keresztül 22 Hali-elem középponti részében elrendezett Ci áramvezető csatlakozóelemére vezetünk, míg a Vss tápfeszültség-pólust Rb illetve R2 ellenálláson át a 22 Hali-elem C’2, illetve C”2 áramvezető csatlakozóelemeire juttatjuk. Ezt a 16. ábra mutatja. A 21 áramgenerátor által biztosított i tápáram a 22 Hali-elem belsejében feleződik és a 22 Hali-elemet az Rb ileltve R2 ellenálások mindegyikén i/2 áram hagyja el.
A 12. és 13. ábra felülnézetben és 13-13 függőleges keresztmetszetben BiMOS-technológiával előállított vízszintes Hali-elemet mutat be. Ezt az 1. és 2. ábrán bemutatott Hall- elemtől az különbözteti meg, hogy az 1, 2, 4 és 5 csatlakozóelemek egymást keresztező egyenes szakaszok végpontjain vannak elrendezve. További eltérést jelent, hogy a 8 gyűrűhöz 15 alapréteg illeszkedik, amelyet a 8 gyűrűvel azonos (az adott esetben N) vezetési típusú anyagból hozunk létre. A 15 alapréteg jelenléte miatt a 7 aktív zónát a 11 záróréteg nem csak oldalról és felülről fogja körbe, hanem alulról is. A 13. ábra szerinti kialakításban azt fogadtuk el, hogy a 15 alapréteg a Hali-elem egészének mechanikai hordozójaként szolgál.
A 14. és 15. ábrán felülnézetben és függőleges 15-15 keresztmetszetben módosított BiMOS-technológia szerint készült vízszintes Hali-elem felépítése látható, amely az 1, 2, 4 és 5 csatlakozóelemek keresztszerű elrendezésétől eltekintve a 6. és 7. ábrán bemutatott függőleges Hali-elemhez hasonló. A vízszintes Hali-elemben azonban nincs 16 rejtett réteg. A 14. 15. ábrából kitűnik, hogy ha az abban bemutatott Hali-elem 4 és 5 csatlakozóelemét a hozzájuk tartózó Sí, S2 szenzoros csatlakozóelemekkel együtt elhagyjuk, olyan térvezérléses tranzisztor keletkezik, amely a hozzátartozó Hali-elemmel azonos technológiával állítható elő. A térvezérléses tranzisztorok és így a 17. ábrán bemutatott 32 térvezérléses tranzisztor, valamint Hali-elemek azonos technológiával építhetők be egy integrált áramkörbe.
A 17. ábrán bemutatott berendezés 22 Hali-elem és 21 áramgenerátor mellett szabályozó kapcsolást tartalmaz. A 17. ábra szerint lehetséges, hogy a Hali-elem a 12-15. ábrák bármelyikén bemutatott eszköz, amely a R gyűrűcsatlakozón kívül csak négy csatlakozóelemet, mégpedig Ci és C2 áramvezető, valamint Sí és S2 szenzoros csatlakozóelemet fogad be. Ebben az esetben a C, és C2 áram vezető csatlakozóelemek a 21 áramgenerátor egy-egy sarkára vannak vezetve. Ha viszont a 17. ábra szerinti berendezésben alkalmazott Hali-elem felépítésében az 1-9. ábrák bármelyikét követi, akkor - mivel az R gyűrűcsatlakozó mellett összesen öt, tehát Ci, C’2l C”2 áramvezető és Sí, továbbá S2 szenzoros csatlakozóelem van - a Hali-elemet a 16. ábra szerint kell külső áramkörbe kapcsolni. Mindkét esetben a két Sí, S2 szenzoros csatlakozóelem közül egy, például az S2 szenzoros csatlakozóelem testelve van, míg a másik, adott esetben az Sí szenzoros csatlakozóelem a 22 Hali-elem kimenetét képezi.
A 10 kapuréteggel ellátott G kapucsatlakozás csak akkor szükséges, ha az 1. és 2., illetve a 12-15. ábra szerinti Hali-elemet alkalmazzuk. Ebben az esetben a G kapucsatlakozásra előre meghatározott feszültséget kell vezetni. Minden esetben, vagyis az 1-9. és a 12-15. ábrák szerinti Hali-elemnek alkalmazásakor az R gyűrűcsatlakozó a 22 Hali-elem M vezérlő bemenetét képezi. Ezekben a kiviteli formákban a 11 záróréteg, illetve a 12 fedőréteg és a 7 aktív zóna közötti határréteg a 7 aktív zóna és a 22 Hali-elem felülete között van elrendezve és mint már említettük, a 22 Hali-elem 7 aktív zónáját felülről a lehető legnagyobb mértékben fedi.
A 11 záróréteg, vagy a 12 fedőréteg és a 7 aktív zóna közötti felületet képező határréteg a Hali-elemben a 7 aktív zónát szigeteli és védi, ezért nincs szükség olyan szilícium-dioxidból álló szigetelő rétegre, amely közvetlen, direkt kontaktusban van a Hali-elem 7 aktív zónájával. Ezért az ismert elrendezésekben felhasznált, szilícium-dioxidból álló szigetelőrétegben jelen levő töltéshordozók itt nem okoznak zavart, és a változó számuk miatt a 22 Hali-elem paramétereinak hosszú idejű stabilitását lerontó hatásuk nem jelentkezik. Az 1., 2., 12. és 13 ábrán látható 9 oxidréteg - ennek anyaga is szilícium-dioxid - alárendelt szerepet játszik és semmiféle közvetlen kapcsolatba a 22 Hali-elem 7 aktív zónájával nem kerül. Sőt, a 7 aktív zónától all záróréteg választja el. A 11 zárőréteg vagy 12 fedőréteg és a 7 aktív zóna közötti határréteg védő hatása annál intenzívebb, minél hatásosabban veszi az a 7 aktív zónát körül az egyes irányokban, valamint mélységétől is függ, amelynek a lehetséges zavaró hatások, például a változó hőmérséklet ellenére mindig állandónak kell lennie. Ezt azzal tudjuk elérni, hogy a 22 Halleiemet például a 17. ábra szerinti szabályozó kapcsolásba illesztjük, amely a 11 záróréteg, illetve a határréteg mélységét állandó szinten tartja.
A 17. ábra szerint a 22 Hali-elem Sí szenzoros csatlakozóeleme a szabályozó kapcsoláson keresztül az ugyancsak a 22 Hali-elemhez tartozó M vezérlő bemenetével van csatolva. A szabályozókapcsolásban 24 jelvevő átalakítóelem a bemeneti tag, amelyen keresztül a 22 Hali-elem Sí szenzoros csatlakozóeleme 26 differenciaerősítő Ei első bemenetére van vezetve. A 26 differenciaerősítő E2 második bemenetére 25 referencia jeladó kapcsolódik, míg kimenete szükség szerint 27 invertáló erősítőn át a 22 Hali-elem M vezérlő bemenetére van vezetve. A 24 jelvevő átalakítóelem a legegyszerűbb esetben abszolútérték-képzű elemként van kialakítva, például megvalósítható olyan egyenirányítóval, amelynek kimenete mindig a bemeneti feszültséggel abszolút értékben egyenlő feszültséget szolgáltat.
A 17. ábra az abszolútérték-képző elem egy konkrét kialakítására is mutat lehetőséget. Ennek megfelelően a 24 jelvevő átalakítelem 28 vezérlő egységgel hajtott 29 átkapcsolót és 30 invertáló erősítőt tartalmaz. A 17. ábra szerint a 24 jelvevő átalakítóelem bemenetén szétkapcsolás céljára 31 feszültségkövető is beiktatható, de ennek, mint bemeneti egységnek a beépítése nem feltétlenül szükséges. A 24 jelvevő átalakítóelem bemenete a 29 átkapcsolón át, ez utóbbi helyzetétől függően a 30 invertáló erősítő bemenetére vagy kimenetére van vezetve. A 30 invertáló erősítő kimenete a 24 jelvevő átalakítóelem kimenetét képezi és ennek
HU 202680 Β megfelelően a 26 differenciaerősítő Ei első bemenetére van csatalkoztatva. A 24 jelvevő átalakítóelem bemenete ezen kívül közvetlenül vagy a 31 feszültségkövetőn keresztül a 28 vezérlő egység bemenetére van vezetve és ez utóbbi kimenete a 29 átkapcsoló 5 vezérlő bemenetére csatlakozik. A 28 vezérlő egység például komparátort tartalmaz, és feladata a 24 jelvevő átalakítóelem bemeneti feszültségének figyelése polaritás szempotjából, amivel a 22 Hali-elem VH kimeneti feszültségének polaritása is meghatározható. 10 Ettől a polaritástól függően a 29 átkapcsoló a 30 invertáló erősítőt áthidalja vagy üzembe helyezi. Más szavakkal, ha a 22 Hali-elem Vh kimeneti feszültsége pozitív szintű, akkor az közvetlenül, előjel szerinti invertálás nélkül, míg ha negatív szintű, a 30 invertáló 15 erősítőn keresztül előjel szerinti invertálás után a 26 differenciaerősítő Ei első bemenetére kerül.
A 25 referencia jeladó például R' előtétellenállásból és 32 térvezérlésű tranzisztor forrás-nyelő szakaszából álló soros kapcsolásként van kialakítva, ahol a soros 20 kapcsolás két elemének közös pontja a 25 referencia jeladó kimenetét alkotja és a 26 differenciaerősítő E2 második bemenetére van csatlakoztatva. Az R’ előtétellenállás másik pólusa Vref., referenciafeszültségre, a 32 térvezérlésű tranzisztor kapucsatlakozója 25 Vrer,2 referenciafeszültségre, míg a 32 térvezérlésű tranzisztor forrás-nyelő szakaszának másik pólusa Vrefi3 referenciafeszültségre van csatlakoztatva.
A 26 differenciaerősítő ismert módon építhető fel, például 33 műveleti erősítő alapján, amelynek inver- 30 táló bemenete R3 első bemeneti ellenálláson át az Ei első bemenetre, R4 második bemeneti ellenálláson át az E2 második bemenetre, míg R5 visszacsatoló ellenálláson át F kimenetre van csatlakoztatva. Az F kimenet egyúttal a 33 műveleti erősítő kímenete. Ez 35 utóbbi neminvertáló bemenete a 26 differenciaerősítőbe E3 harmadik bemeneten át Vref,4 referenciafeszültséget továbbít. így tehát a 26 differenciaerősítő invertáló erősítőként működik. Vele sorban 27 invertáló erősítő van beiktatva az M vezérlő bemenet 40 előtt, amelynek célja a 26 differenciaerősítő által okozott invertálás visszafordítása, ezért a 30 invertáló erősítővel együtt célszerűen -1 erősítési tényezővel jellemezhető, és szokásosan műveleti erősítővel alakítható ki. 45
A 32 térvezérlésű tranzisztor hőmérsékletre érzékeny elemként működik, amelynek telítési árama a környezetében uralkodó hőmérséklet négyzetével arányos. Ugyanez az összefüggés érvényes a 22 Halielemre is, mivel mindkét félvezető eszköz ugyanabban 50 az integrált áramkörben van elrendezve és egymáshoz térben igen közel fekszenek. Ez arra utal, hogy igen fontos mind a 22 Hali-elemet, mind pedig a tranzisztorokat és közöttük a 32 térvezérléses tranzisztort ugyanabban a félvezető kristályos alapanyagban, 55 ugyanolyan tecnológiával előállítani.
A szabályozó kapcsolás a 11 záróréteg, illetve a 12 fedőréteg és a 7 aktív zóna közötti határréteg vastagságát úgy szabályozza, hogy a 22 Hali-elem kimeneti feszültségét a 25 referencia jeladó által 60 szolgáltatott feszültséggel, mint referenciával összehasonlítja és az így kapott különbségnek megfelelő elektromos jelszintet felerősítve a 22 Hali-elem M vezérlő bemenőiére juttatja. Mivel a 32 térvezérléses tranzisztor paraméterei a hőmérséklettől függnek, a 65 szabályozásban is hőmérsékletfüggő értéket kapunk. Ez lehetővé teszi, hogy a szabályozó kapcsolás a záróréteg vastagságát olyan értéken tartsa, amelynek alapján a Hali-elem mágneses tértel szembeni érzékenysége a hőmérséklettől független marad. Ha a 22 Hali-elem önmagában véve is elegendően stabilisán viselkedik hőmérsékletváltozás hatására, a 32 térvezérléses tranzisztor feleslegessé válik és nincs szükség beépítésére.
A 29 átkapcsolót a 17. ábrán jelfogóérintkező képviseli. A gyakorlat azonban előnyben részesíti a vezérelhető, például CMOS- technológia szerint előállított félvezető kapcsolóelemeket.
A 17. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezésnek megvan az az előnye is, hogy a 22 Hali-elem VH-f(B) karakterisztikáját adott i tápáramerősség esetén linearizálni lehet, és ennek során mind a páros, mind a páratlan párosságú nemlinearitásokat ki lehet küszöbölni. A nemlinearitás meghatározása a 18. ábrából jól kitűnik, hiszen azon adott i tápáramerősség esetén érvényes nemliniáris VH-f(B) karakterisztika látszik. A 18. ábra szaggatott vonallal mutatja a linearizált karakterisztikát. A B indukció egy adott B-Bi értéke mellett a nemlineáris karakterisztikán a Hali-elem kimeneti feszültségéhez olyan X munkapont rendelhető, amelynek ordinátája Vh(Bi) értékű, míg a linearizált karakterisztikán az ennek megfelelő Y munakponthoz a ordináta tartozik, ahol a szorzótényező 'dVH' amely a B-0 ponthoz tartozóan mind a linearizált, mind pedig a nemlineáris karakterisztika meredekségét jelenti. A B-Bi értéknél érvényes £(B 1) nemlinearitást a két, vagyis a X és a Y munkaponthoz tartozó ordináták különbségeként lehet meghatározni. Ez anynyit jelent, hogy a nemlinearitás:
dV„
-lB-0
A nemlinearitás páros párosságú típust képvisel, ha, mint a 19. ábrán bemutatjuk:
ε(Β,)-ε(-Β,), míg páratlan párosságú típust mutat, ha, mint a 20. ábrán látható:
ε(Βι)~ε(-Βι).
A 18. ábrán ennek megfelelően páratlan párosságú típust jelentő nemlinearitás van bemutatva.
Hogy egy adott Hali-elem nemlinearitásának típusa páros vagy páratlan párosságú, a 22 Hali-elemnek a 17. ábra szerinti kapcsolásba való beépítése előtt méréssel megállapítható, és ezt meg is kell tenni. A következőkben adott működési leírás annak feltételezése mellett érvényes, hogy a B indukció pozitív értékeihez a 22 Hali-elem VH kimeneti feszültségének pozitív értékei tartoznak, és fordítva, a B indukció negatív értékeinek a VH kimeneti feszültség negatív értékei a következményei (mint az a 18. ábrán látható).
HU 202680 Β
Ha a 22 Hali-elem páros párosságú típushoz tartozik, az ε(Β) nemlinearitás a B indukció függvényében vagy mindig pozitív, mint a 19. ábra görbéjének esetében (folyamatos vonal), vagy mindig negatív, mint a 19. ábra másik görbéjének esetében (szaggatott vonal).
Ha a 22 Hali-elem páratlan párosságú típushoz tartozik, az ε(Β) nemlinearitás a B indukció függvényében vagy pozitív B indukció mellett pozitív és negatív B indukció mellett negatív (mint a 20. ábra folyamatos vonalú görbéje mutatja), vagy a B indukció pozitív értékeihez negatív értékek, míg a B indukció negatív értékeihez pozitív értékek tartoznak (mint a 20. ábra szaggatott vonalú görbéje mutatja).
Ha a 22 Hali-elem ideális módon mutatja a páros párosságú típust, akkor a 26 differenciaerősítő E4 negyedik bemenetére nincs szükség, vagyis a 17. ábrán szaggatott vonallal jelölt kapcsolat a 31 feszültségkövető kimenete és a 26 differenciaerősítő között szükségtelenné válik, a 22 Hali-elem Vh kimeneti feszültségének abszolút értéke a 24 jelvevő átalakító elemből a 26 differenciaerősítőbe az utóbbi Ei első bemenetén át kerül.
Ha ebben az esetben a 22 Hali-elem karakterisztikája hasonlít a 19. ábrán folyamatos vonallal jelölt görbéhez és biztosított, hogy a 31 feszültségkövető pozitív, +1 értékű erősítési tényezővel jellemezhető, a 27 invertáló erősítő beépítésével kell biztosítani azt, hogy a szabályozókapcsolás végeredményben a feszültség inverzióját ne okozza.
Ha a felhasznált 22 Hali-elem ideális módon páratlan párosságú, akkor a 28 vezérlő egység, a 29 átkapcsoló és a 30 invertáló erősítő szükségtelenné válik, azaz a 22 Hali-elem VH kimeneti feszültségének abszolút értékét nem kell képezni, és a VH kimeneti feszültség a 31 feszültségkövetőn keresztül a 17. ábrán szaggatott vonallal jelölt, tehát nem feltétlenül szükséges kapcsolaton át a 26 differenciaerősítő E4 negyedik bemenetére jut. Ez utóbbiban az E4 negydik bemenet harmadik Ró bemeneti ellenálláson keresztül a 33 műveleti erősítő invertáló bemenetére van csatlakoztatva.
Ha ebben az esetben a 22 Hali-elem karakterisztikája hasonlít a 20. ábrán folyamatos vonallal bemutatott karakterisztikára és biztosított, hogy a 31 feszültségkövető +1 értékű pozitív erősítési tényezővel jellemezhető, a 27 invertáló erősítőre oly módon van szükség, hogy figyelembe vehessük, a 31 feszültségkövető, a 26 differenciaerősítő semmiféle feszültséginverziót nem biztosít. Ha viszont a 22 Hali-elem a 20. ábra szaggatott vonala szerinti karakterisztikával jellemezhető, azonos feltételek esetén a 27 invertáló erősítő helyett neminvertáló erősítőre van szükség, mivel a feszültség inverzióját az előző elemek biztosították.
A 19. és 20. ábra szerinti karakterisztikák ideális lefutásúaknak tekinthetők. A gyakorlatban általában nem találkozunk tengelyre vagy adott pontra ilyen mértékben szimmetrikus karakterisztikákkal, tehát szinte mindig a páratlan és a páros párosságú karakterisztikák valamiféle keverékével van dolgunk. Ebben az esetben a 22 Hali-elem VH kimeneti feszültségét a 24 jelvevő átalakító elemen át az Ei első bemeneten, valamint a 31 feszültségkövetőn át az Ex negyedik bemeneten keresztül kell a 26 dif8 ferenciaerősítőbe juttatni. Mivel a páros és páratlan párosságú nemlinearitások aszimmetriája nem feltétlenül azonos nagyságú, az R3 első és az Ró harmadik bemeneti ellenállás segítségével biztosítható, hogy korrekciók eltérő nagyságúak legyenek. A 26 differenciaerősítő Ei első és E4 negyedik bemenete ezért két aktuális jelszintet továbbító bemenetként működik. Az E4 negyedik bemeneten mindig a 22 Hali-elem VH kimeneti feszültsége tényleges előjelével együtt jelentkezik, míg a 26 differenciaerősítő Ei első bemenetén ugyanennek a bemeneti feszültségnek az abszolút értéke jelenik meg. Az Ei első és E4 negyedik bemeneten továbbított feszültség különbsége jelenti a szabályozó kapcsolás számára a szabályozó jel képzéséhez szükséges alapjelet.
Röviden összefoglalva, a 17. ábrán bemutatott kapcsolás működési módja a következők szerint írható le:
A Vref.i, Vrefj, VKfj és V«f,4 referenciafeszültségeket úgy határozzuk meg, hogy a 27 invertáló erősítő bemenetén pozitív érték jelenjen meg, ha ez az erősítő invertáló típusú, és fordítva, negatív érték keletkezzen, ha nem invertáló vagyis a 22 Hali-elem M vezérlő bemenetére mindkét esetben negatív feszültség jusson. Ha a 22 Hali-elem segítségével mért mágneses tér szinuszos váltzást mutató váltakozó mágneses tér, akkor a VH kimeneti feszültség szinuszos lefutású váltakozó feszültség.
Ha a 22 Hali-elem ideálisan páratlan párosságú típushoz tartozik, a VH kimeneti feszültség szinuszos formájában változatlanul a 26 differenciaerósítő E4 negyedik bemenetére jut, majd ezt követően a 27 invertáló erősítő pozitív vagy negatív erősítési tényezőjétől függően inverzióval vagy anélkül azt oly módon fedi, hogy a 22 Hali-elem M vezérlő bemenetén a negatív feszültség a helyes irányban többé vagy kevésbé negatív, míg az M vezérlő bemeneten az összesített feszültségnek mindvégig negatív értékűnek kell lennie.
Ideálisan páros párosságú nemlinearitással jellemzett 22 Hali-elem esetén a működés a fentiekkel egyezik, de ilyenkor a 22 Hali-elem Vh, kimeneti feszültségének negatív félhullámait a 29 átkapcsoló és a 30 invertáló erősítő egyenirányítja, majd a már egyenirányítóit Vh kimeneti feszültség jut a 26 differenciaerősítő Ei első bemenetére. Ha a 30 invertáló erősítő erősítési tényezőjének értéke -1, akkor az egyenirányítóit negatív félhullámok nagysága megegyezik a pozitív félhullámokéval, míg más erősítési tényezők esetében nincs egyenlőség. Ha a 22 Halielemet aszimmetrikus nemlinearitások jellemzik, vagyis a páros és páratlan párosságú nemlinearitások kombináltan vannak jelen, a szabályozáshoz is a két említett szint keverékét kell használni. Ez annyit jelent, hogy a Vh kimeneti feszültséget változatlan formában a E4 negyedik bemenetre, míg az egyenirányítót! Vh kimeneti feszültséget a Et bemenetre kell egyidejűleg juttatni. Ebben az esetben a súlyozott VH kimeneti feszültség és az egyenírányított súlyozott VH kimeneti feszültség összege hat, ahol az R6 harmadik, illetve az R3 második bemeneti ellenállás értéke a súlytényező.
Adott mágneses tér esetében a 22 Hali-elem érzékenysége és ezzel együtt VH kimeneti feszültsége közelítőleg fordítva arányos a záróréteg vastagságával,
HU 202680 Β de a záróréteg vastagsága másrészt azzal a feszültséggel arányos, amely az M vezérlő bemeneten uralkodik. Ezért a VH kimeneti feszültség nemlinearitását korrigálni kell, ha a 22 Hali-elem M vezérlő bemenetén a feszültséget szabályozástechnikai eszközökkel a kívánt irányba toljuk el.
A 21. ábra nagyjából az 1. ábra, a 22. ábra nagyjából a 2. ábra szerinti Hali-elemet mutatja, de azzal a különbséggel, hogy az 1. és 2. ábrában szereplő elektromosan vezető 10 kapuréteget három egymás mellett párhuzamosan elrendezett, de egymástól elválasztott 10a, 10b és 10c kapuréteg váltja fel. A 10b kapuréteg van középen és ez teljes mértékben felülről lefedi a 7 aktív zónának azt a területét, amelyen az 1, 4 és 5 kapcsolóelemek vannak elrendezve. Ehhez G kapucsatlakozás tartozik. A 21 ábrán bal oldalinak feltüntetett 10a kapuréteg teljes mértékben felülről lefedi a 7 aktív zónának azt a részét, amelyben a 2 csatlakozóelem van elrendezve és hozzá OL kapucsatlakozás tartozik. A 21. ábrán jobb oldalon szereplő 10c kapuréteg felülről teljes mértékben lefedi a 7 aktív zónának azt a részét, amelyben a 3 csatlakozóelem van elrendezve és hozzá OR kapucsatlakozás tartozik.
A 23. ábra lényegében a 3., a 24. ábra nagyjából a 4. ábrának felel meg, de a különbség az, hogy a szélen elrendezett 2 és 3 csatlakozóelemek téglatestként vannak kialakítva és központi tartományukban 2a, ileltve 3a kapcsolási terület van kialakítva. A 2a kapcsolási terület az OL kapucsatlakozáshoz, a 3a kapcsolási terület az OR kapucsatlakozáshoz van rendelve, mindkettő idegen atomokkal erősen dópolt és vezetési típusa ellenkező a 2 és 3 csatlakozóelemek vezetési típusaival, vagyis P* típusú anyagból állnak, ha a 2 és 3 csatlakozóelemek N+ vezetési típusú anyagból vannak kiképezve.
A 21., 22., illetve 23. és 24. ábrán bemutatott Hali-elemeket kívülről ahhoz hasonlóan kell kapcsolásba iktatni, ahogy a 22 Hali-elemet a 16. ábra szerint, de mivel itt még két kiegészítő kapucsatlakozás is van, ezeket a Hali-elem nullafeszültségének kiegyenlítésekor figyelembe kell venni. A 25. ábra szerint a javasolt Hali-elem helyettesítő kapcsolása R7, Re, R9 és Rio ellenállásokból, valamint 34 és 35 térvezérléses tranzisztorokból áll, amelyek kapucsatlakozásai a Hali-elem OL, illetve OR kapucsatlakozásaival azonosak. A R7 ellenállás, a 34 térvezérléses tranzisztor forrás-nyelő szakasza és az Rs ellenállás soros tagot alkot, ugyanígy az R« ellenállás, a 35 térvezérléses tranzisztor forrás-nyelő szakasza és az Rio ellenállás is az adott sorrendben sorba van kapcsolva. Az R7 és Rg ellenállások szabad pólusai egymással össze vannak kapcsolva és a Hali-elemnek azt az 1 csatlakozóelemét alkotják, amelyet - mint az a 16. ábrán látszik - külső 21 áramgenerátor i erősségű árammal táplál. Az Rs ellenállás szabad pólusa a 2 csatlakozóelemet, az Rio ellenállás szabad pólusa a Hali-elem 3 csatlakozóelemét képviseli. A 2 és 3 csatlakozóelemeket, mint az a 16. ábrán látszik, kívülről Vss tápfeszültség-pólusra kell csatlakoztatni, míg a 21 áramgenerátor második pólusa a VDd tápfeszültség-pólusra van csatlakoztatva. Az R7 ellenállás és a 34 térvezérléses tranzisztor közös pontja az Sí szenzoros csatlakozóelemet jelenti, míg az Rs ellenállás és a 35 térvezérléses tranzisztor közös pontja az S2 szenzoros csatlakozóelemnek felel meg. Általában teljesül az Ri-R2 és az R7-Rg összefüggés. Ha a Hali-elem ideális, nincs nullafeszültsége, akkor az R9-R10 és az R10-R7 összefüggés is teljesül. A 34 és 35 térvezérléses tranzisztorok forrás-nyelő szakaszainak ellenállásai ugyancsak egyenlőék és RT ellenállás képviseli őket, ha az OL és OR kapucsatlakozásokon azonos elektromos feszültség van.
Ha a Hali-elem nem ideális, azaz nullafeszültsége megjelenik, akkor az R9 ellenállás értéke és az Rio ellenállás értéke között adott ÁR különbség van, azaz a R7 ellenállást, a 34 térvezérléses tranzisztort, az Rs, Rí, R2, Rio ellenállást, a 35 térvezérléses tranzisztort és az R« ellenállást tartalmazó mérőhíd aszimmetrikus, aminek következtében mágneses tér hiányában a Hali-elem Sí és S2 csatlakozóelemein nullától különböző kimeneti feszültség jelenik meg. Ezt oly módon lehet kompenzálni, hogy a 35 térvezérléses tranzisztor OR kapucsatlakozásában a feszültséget addig változtatjuk, amíg a tranzisztor forrás-nyelő szakaszának ellenállása az Rt+áR értéket veszi fel. Ezzel a mérőhidat szimmetrizáljuk, mivel az R» ellenállásnak AR részét a 35 térvezérléses tranzisztor forrás-nyelő szakaszának AR ellenállásrésze kompenzálja. A Hali-elem Sí és S2 szenzoros csatlakozóelemén megjelenő kimeneti feszültséget ezzel a megoldással mágneses tér hiányában is 0-ra lehet korrigálni. Mivel a Hali-elem nullafeszültsége akár az OR, akár az OL kapucsatlakozáson keresztül a megfelelő feszültség alkalmazása esetén kompenzálható, az előző kompenzálás a 34 térvezérléses tranzisztor esetén is felhasználható.
A találmány szerinti berendezés lehetőséget nyújt a Hali-elemnek az egyéb tranzisztorokkal és félvezető elemekkel egyidejű integrálására oly módon, hogy ezzel a Hali-elemek paramétereinek hosszú idejű stabilitása biztosítható.

Claims (17)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Berendezés integrált áramkörbe integráló Halleiemmel, amely két szenzoros csatlakozóelemmel és legalább két áramvezető csatlakozóelemmel van ellátva, amelyek a Hali-elem felületén vannak elrendezve, azzal jellemezve, hogy legalább a Hallelem (22) aktív zónája (7) és felülete között záróréteg (11) van szükség szerint az aktív zóna (7) és vele érintkező fedőréteg (12) közötti határrétegként kiképezve és a záróréteg (11) a Hallelem (22) aktív zónáját (7) felülről borítóan van kialakítva.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a Hali-elem (22) szenzoros csatlakozóelemet (Sí) alkotó kimenete szabályozó kapcsoláson keresztül a Hali-elemnek (22) a záróréteg (11) vastagságát beállító vezérlő bemenetére (M) vissza van csatolva.
  3. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szabályozó kapcsolás jelvevő átalakítóelemmel (24), referencia jeladóval (25) és ezek kimenetére csatlakoztatott, adott szinttől való eltérésnek megfelelő jelet előállító differenciaerősítővel (26) van kialakítva.
    HU 202680 Β
  4. 4. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a jelvevő átalakítóelem (24) abszolútértékképző elemként van kialakítva.
  5. 5. A 3. vagy 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a jelvevő átalakítóelem (24) legalább egy, vezérlőegységgel (28) vezérelt átkapcsolóval (29) és invertáló erősítővel (30) van kialakítva.
  6. 6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vezérlőegység (28) komparátorként van kialakítva.
  7. 7. A 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a jelvevő átalakítóelem (24) egyenirányítóként van kialakítva.
  8. 8. A 3-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a referencia jeladó (25) előtétellenállásból (R’) és térvezérléses tranzisztor (32) forrás-nyelő szakaszából álló soros kapcsolásként van kialakítva.
  9. 9. A 3-8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a differenciakapcsolás legalább egy differenciaerősítővel (26) van kialakítva.
  10. 10. A 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a differenciaerősítő (26) invertáló erősítőként van kialakítva és kimenetén ugyancsak invertáló erősítő (27) van rá kaszkádkapcsolásban csatlakoztatva.
  11. 11. A 9. vagy 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a differenciaerősítő (26) négy bemenettel van ellátva, ahol az első és negyedik bemenet (Eb E4) tényleges jelszintek fogadására alkalmasan van kiképezve, mégpedig az első bemenet (Ej) a jelvevő átalakítóelem (24) kimenetével, a negyedik bemenet (E4) a jelvevő átalakítóelem (24) bemenetével van csatlakoztatva.
  12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kapucsatlakozáson (G) keresztül elektromosan vezető kapurétegre (10) adott elektromos feszültség elektrosztatikus hatása révén létrejött kiürítési zónával képzett záróréteggel (11) van kialakítva, a kapuréteg (10) oxidréteggel (9) elválasztva a Hali-elem (22) felületén a kiürítési zónával együtt az aktív zónát (7) felülről lefedően van elrendezve, továbbá a Hali-elem (22) gyűrűcsatlakozóval (R) ellátott, a Hali-elem (22) aktív zónáját (7) legalább oldalról körbefogó, a Hallelem (22) aktív zónájával (7) ellentétes vezetési típusú anyagból kialakított gyűrűt (8) tartalmaz, ahol a gyűrűcsatlakozó (R) a Hali-elem (22) vezérlő bemenetéként (M) van kialakítva.
  13. 13. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a záróréteg a Hallelem (22) aktív zónája (7) és a Hali-elem (22) felületén létrehozott fedőréteg (12) közötti rétegként, a Hali-elem (22) aktív zónájával (7) ellentétes vezetési típusú anyagból van kialakítva és az aktív zóna (7) felső fedőrétegét alkotja, továbbá a felületen levő fedőréteg (12) a Hali-elem (22) vezérlő bemenetét (M) képező gyűrűcsatlakozóval (R) elektromos kapcsolatban van.
  14. 14. A 13. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szenzoros és áramvezető csatlakozóelemek (1,2, 3, 4,5) mindegyike a Hali-elemben (22) azonos irányban megnyúlt testként vannak kialakítva, a Hali-elem (22) aktív zónáját (7) legalább oldalról körbevevő, gyűrűcsatlakozóval (R) ellátott, a Hali-elem (22) aktív zónájával (7) ellentétes vezetési típusú anyagból készült gyűrűt (8) tartalmaz, amely a csatlakozóelemek (1, 2, 3, 4, 5) hossztengelyére legalább közelítőleg merőleges közbenső átvezetésekkel (13, 14) a csatlakozóelemek (1, 2, 3, 4, 5) hosszirányára merőlegesen legalább közelítőleg azonos szélességű, erre merőleges irányban azonos egyenesekkel határolt gyűrűszakaszokra (I, II, és II ΙΠ) van felosztva, ahol két szomszédos gyűrűszakasz (I, II, ΙΠ) közös közbenső átvezetésre (13, 14) csatlakozik, továbbá a szenzoros és áramvezető csatlakozóelemek (1, 2, 3, 4, 5) mindegyike a gyűrűszakaszokkal (I, Π, III) körbevett minden réteg áthidalására alkalmas hosszal van kialakítva.
  15. 15. A 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető anyagú kapuréteg (10) három egymással párhuzamosan egymás mellett elrendezett elválasztott kapuréteggel (10a, 10b, 10c) van kiképezve, amelyek közül a középső elválasztott kapuréteg (10b) az aktív zónának (7) a Hali-elem (22) három középső csatlakozóelemét (1, 4, 5) tartalmazó részét felülről fedő rétegként van kialakítva, míg a másik két elválasztott kapuréteg (10a, 10c) a Hali-elem egyegy további csatlakozóelemét (2, 3) az aktív zónánál (7) felülről fedő rétegként van kiképezve, és az elválasztott kapurétegek (10a, 10b, 10c) egy-egy kapucsatlakozással (G, OL, OR) vannak ellátva.
  16. 16. A 13. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a két szélső csatlakozóelem (2, 3) gyűrű alakúra van kiképezve, mindegyikük egy-egy kapucsatlakozás (OL, ill. OR) kapcsolási területét (2a, ill. 3a) oldalról körbevevően van kialakítva, ahol a kapucsatlakozások (OL, OR) kapcsolási területei (2a, 3a) idegen atomokkal erősen dópoltak, továbbá a két szélső csatlakozóelem (2, 3) és a kapcsolási területek (2a, 3a) ellentétes vezetési típusú anyagból vannak kialakítva, s az utóbbiak előnyösen p- típusú anyagból vannak kiképezve.
  17. 17. Az 1-16. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy elektromos teljesítménymérő, áramfogyasztásmérő műszer, vagy feszültség és áram szorzatának képzésére alkalmas elrendezés részeként van kialakítva.
HU862347A 1985-05-22 1986-04-25 Apparatus with element based on hall-effect integrable to integrated circuit HU202680B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH2175/85A CH668146A5 (de) 1985-05-22 1985-05-22 Einrichtung mit einem hallelement in integrierter halbleitertechnologie.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT44364A HUT44364A (en) 1988-02-29
HU202680B true HU202680B (en) 1991-03-28

Family

ID=4227644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU862347A HU202680B (en) 1985-05-22 1986-04-25 Apparatus with element based on hall-effect integrable to integrated circuit

Country Status (21)

Country Link
US (1) US4929993A (hu)
EP (1) EP0204135B1 (hu)
JP (1) JPH0728057B2 (hu)
KR (1) KR940001298B1 (hu)
CN (1) CN1003480B (hu)
AT (1) ATE44423T1 (hu)
AU (1) AU590755B2 (hu)
CA (1) CA1254668A (hu)
CH (1) CH668146A5 (hu)
CS (1) CS275792B6 (hu)
DE (1) DE3664245D1 (hu)
DK (1) DK165430C (hu)
ES (1) ES8707378A1 (hu)
HU (1) HU202680B (hu)
IE (1) IE57475B1 (hu)
IN (1) IN167116B (hu)
MX (1) MX168025B (hu)
NZ (1) NZ216152A (hu)
RO (1) RO96967B (hu)
WO (1) WO1986007195A1 (hu)
YU (1) YU46673B (hu)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4760285A (en) * 1987-03-30 1988-07-26 Honeywell Inc. Hall effect device with epitaxal layer resistive means for providing temperature independent sensitivity
JPH02210860A (ja) * 1989-02-09 1990-08-22 Fujitsu Ltd 半導体集積回路装置
US5240867A (en) * 1989-02-09 1993-08-31 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit having interconnection with improved design flexibility, and method of production
JPH0311669A (ja) * 1989-06-08 1991-01-18 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 磁気トランジスタ
US5627398A (en) * 1991-03-18 1997-05-06 Iskra Stevci--Industrija Merilne in Upravljalne Tehnike Kranj, D.O.O. Hall-effect sensor incorporated in a CMOS integrated circuit
SI9110476A (en) * 1991-03-18 1996-02-29 Iskra Stevci Ind Merilne In Up Hall sensor in integrated CMOS circuit
DE4118255A1 (de) * 1991-06-04 1992-12-10 Itt Ind Gmbh Deutsche Monolithisch integrierter sensorschaltkreis in cmos-technik
JP3002310B2 (ja) * 1991-11-21 2000-01-24 株式会社東芝 電力量計
US5444369A (en) * 1993-02-18 1995-08-22 Kearney-National, Inc. Magnetic rotational position sensor with improved output linearity
US5548151A (en) * 1994-03-09 1996-08-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Hall element for detecting a magnetic field perpendicular to a substrate
JP3583458B2 (ja) * 1994-03-09 2004-11-04 株式会社東芝 ホール素子
JP3431326B2 (ja) * 1995-02-01 2003-07-28 株式会社東芝 ホール素子および電気量測定装置
JP3602611B2 (ja) * 1995-03-30 2004-12-15 株式会社東芝 横型ホール素子
US5572058A (en) * 1995-07-17 1996-11-05 Honeywell Inc. Hall effect device formed in an epitaxial layer of silicon for sensing magnetic fields parallel to the epitaxial layer
JPH09148649A (ja) * 1995-11-29 1997-06-06 Toshiba Corp ホール素子
JPH10270773A (ja) * 1997-03-26 1998-10-09 Toshiba Corp ホール素子
DE19857275A1 (de) * 1998-12-11 2000-06-15 Johannes V Kluge Integrierbarer Magnetfeldsensor aus Halbleitermaterial
US6492697B1 (en) 2000-04-04 2002-12-10 Honeywell International Inc. Hall-effect element with integrated offset control and method for operating hall-effect element to reduce null offset
GB2362505A (en) * 2000-05-19 2001-11-21 Secr Defence Magnetic Field Sensor
DE10144268B4 (de) * 2001-09-08 2015-03-05 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Messung der Stärke einer Vektorkomponente eines Magnetfeldes
DE10154495C5 (de) 2001-11-07 2018-01-11 Infineon Technologies Ag Konzept zur Kompensation der Einflüsse externer Störgrößen auf physikalische Funktionsparameter von integrierten Schaltungen
KR100415379B1 (ko) * 2002-01-08 2004-01-16 주식회사 케이이씨 3차원 홀 소자 및 그 제조 방법
DE10240404A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-18 Austriamicrosystems Ag Hall-Sensor und Verfahren zu dessen Betrieb
WO2004025742A1 (de) * 2002-09-10 2004-03-25 Sentron Ag Magnetfeldsensor mit einem hallelement
DE10313948B4 (de) * 2003-03-27 2010-07-29 Infineon Technologies Ag Schaltung mit einem Hallelement, Verfahren zum Betreiben derselben und Verfahren zum Herstellen derselben
JP2005333103A (ja) * 2004-03-30 2005-12-02 Denso Corp 縦型ホール素子およびその製造方法
JP4798102B2 (ja) * 2004-03-30 2011-10-19 株式会社デンソー 縦型ホール素子
DE102005051306A1 (de) * 2004-10-28 2006-06-08 Denso Corp., Kariya Vertikale Hallvorrichtung und Verfahren zur Einstellung der Offsetspannung einer vertikalen Hallvorrichtung
WO2006064687A1 (ja) 2004-12-14 2006-06-22 Ntn Corporation 回転検出装置およびこれを備えた軸受
JP4553714B2 (ja) * 2004-12-14 2010-09-29 Ｎｔｎ株式会社 回転検出装置および回転検出装置付き軸受
US7205622B2 (en) * 2005-01-20 2007-04-17 Honeywell International Inc. Vertical hall effect device
JP2006210731A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Denso Corp ホール素子およびその製造方法
JP4784186B2 (ja) * 2005-07-19 2011-10-05 株式会社デンソー 縦型ホール素子およびその磁気検出感度調整方法
EP1746426B1 (de) * 2005-07-22 2019-03-06 Melexis Technologies NV Stromsensor
US7847536B2 (en) * 2006-08-31 2010-12-07 Itron, Inc. Hall sensor with temperature drift control
DE102007034803B4 (de) 2007-03-26 2015-03-12 X-Fab Dresden Gmbh & Co. Kg Halbleiterbauelement mit integriertem Hall-Effekt-Sensor
DE102007055104A1 (de) * 2007-11-16 2009-07-30 Atmel Duisburg Gmbh Schaltungsanordnung zum Abgleich einer Widerstandsschaltung
US7782050B2 (en) 2008-04-11 2010-08-24 Infineon Technologies Ag Hall effect device and method
US20100145660A1 (en) * 2008-12-08 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh Mems sensor with built-in self-test
US8093891B2 (en) 2009-03-02 2012-01-10 Robert Bosch Gmbh Vertical Hall Effect sensor
US8114684B2 (en) * 2009-03-02 2012-02-14 Robert Bosch Gmbh Vertical hall effect sensor with current focus
DE102009038938B4 (de) * 2009-08-26 2013-10-10 Austriamicrosystems Ag Verfahren zur Herstellung eines vertikalen Hall-Sensors
US20110160565A1 (en) * 2009-12-31 2011-06-30 Stubbs Scott R Detecting proximity to mri scanner
WO2011097297A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 44Cardiac Pacemakers, Inc. Mri sensor based on the hall effect for crm imd applications
DE102011101604B4 (de) * 2010-06-02 2016-06-09 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Magnetfeldsensor
US8896303B2 (en) 2011-02-08 2014-11-25 Infineon Technologies Ag Low offset vertical Hall device and current spinning method
US8829900B2 (en) * 2011-02-08 2014-09-09 Infineon Technologies Ag Low offset spinning current hall plate and method to operate it
CN102790072A (zh) * 2011-05-19 2012-11-21 上海腾怡半导体有限公司 集成霍尔器件及其制作方法
US8901923B2 (en) 2011-06-03 2014-12-02 Micronas Gmbh Magnetic field sensor
US9484525B2 (en) * 2012-05-15 2016-11-01 Infineon Technologies Ag Hall effect device
US8981504B2 (en) 2012-06-22 2015-03-17 Infineon Technologies Ag Vertical hall sensor with series-connected hall effect regions
US9274183B2 (en) 2012-06-22 2016-03-01 Infineon Technologies Ag Vertical hall device comprising first and second contact interconnections
US8723515B2 (en) 2012-07-05 2014-05-13 Infineon Technologies Ag Vertical hall sensor circuit comprising stress compensation circuit
US9291648B2 (en) 2013-08-07 2016-03-22 Texas Instruments Incorporated Hybrid closed-loop/open-loop magnetic current sensor
KR102116147B1 (ko) * 2014-03-06 2020-05-28 매그나칩 반도체 유한회사 매립형 마그네틱 센서
KR102103608B1 (ko) * 2014-07-16 2020-04-23 매그나칩 반도체 유한회사 수직형 홀 센서, 홀 센서 모듈 및 그 제조 방법
US9599682B2 (en) * 2014-11-26 2017-03-21 Sii Semiconductor Corporation Vertical hall element
DE102015204637A1 (de) * 2015-03-13 2016-09-15 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Dotieren eines aktiven Hall-Effekt-Gebiets einer Hall-Effekt-Vorrichtung und Hall-Effekt-Vorrichtung mit einem dotierten aktiven Hall-Effekt-Gebiet
JP6814035B2 (ja) * 2016-12-05 2021-01-13 エイブリック株式会社 半導体装置
JP6865579B2 (ja) * 2016-12-28 2021-04-28 エイブリック株式会社 半導体装置
JP6910150B2 (ja) * 2017-01-18 2021-07-28 エイブリック株式会社 半導体装置
JP2018190793A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 エイブリック株式会社 半導体装置
US10534045B2 (en) * 2017-09-20 2020-01-14 Texas Instruments Incorporated Vertical hall-effect sensor for detecting two-dimensional in-plane magnetic fields
JP7133968B2 (ja) * 2018-04-24 2022-09-09 エイブリック株式会社 半導体装置
JP7266386B2 (ja) * 2018-11-09 2023-04-28 エイブリック株式会社 半導体装置
US11047930B2 (en) * 2019-03-11 2021-06-29 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Hall effect sensors with tunable sensitivity and/or resistance
DE102019004599B4 (de) * 2019-07-04 2021-01-14 Tdk-Micronas Gmbh Vertikale Hallsensorstruktur, Betrieb derselben und vertikaler Hallsensor
GB201913936D0 (en) * 2019-09-27 2019-11-13 Univ Coventry A magnetic field sensor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911468A (en) * 1970-05-22 1975-10-07 Kyoichiro Fujikawa Magnetic-to-electric conversion semiconductor device
US4129880A (en) * 1977-07-01 1978-12-12 International Business Machines Incorporated Channel depletion boundary modulation magnetic field sensor
US4276555A (en) * 1978-07-13 1981-06-30 International Business Machines Corporation Controlled avalanche voltage transistor and magnetic sensor
US4253107A (en) * 1978-10-06 1981-02-24 Sprague Electric Company Integrated circuit with ion implanted hall-cell
US4516144A (en) * 1982-09-23 1985-05-07 Eaton Corporation Columnated and trimmed magnetically sensitive semiconductor
US4660065A (en) * 1983-06-10 1987-04-21 Texas Instruments Incorporated Hall effect device with surface potential shielding layer
EP0162165A3 (en) * 1983-06-10 1986-07-16 Texas Instruments Incorporated A Hall effect device and method for fabricating such a device
US4578692A (en) * 1984-04-16 1986-03-25 Sprague Electric Company Integrated circuit with stress isolated Hall element
CH668147A5 (de) * 1985-05-22 1988-11-30 Landis & Gyr Ag Einrichtung mit einem hallelement in integrierter halbleitertechnologie.

Also Published As

Publication number Publication date
EP0204135B1 (de) 1989-07-05
MX168025B (es) 1993-04-29
ES8707378A1 (es) 1987-07-16
AU590755B2 (en) 1989-11-16
CS275792B6 (en) 1992-03-18
JPS62502927A (ja) 1987-11-19
YU86186A (en) 1989-12-31
CN1003480B (zh) 1989-03-01
NZ216152A (en) 1989-08-29
KR940001298B1 (ko) 1994-02-18
DK36187A (da) 1987-01-22
RO96967A (ro) 1989-05-30
CA1254668A (en) 1989-05-23
KR880700476A (ko) 1988-03-15
ATE44423T1 (de) 1989-07-15
ES555178A0 (es) 1987-07-16
DK165430C (da) 1993-04-05
DK36187D0 (da) 1987-01-22
IE57475B1 (en) 1993-02-10
DK165430B (da) 1992-11-23
YU46673B (sh) 1994-01-20
JPH0728057B2 (ja) 1995-03-29
EP0204135A1 (de) 1986-12-10
US4929993A (en) 1990-05-29
RO96967B (ro) 1989-06-01
DE3664245D1 (en) 1989-08-10
HUT44364A (en) 1988-02-29
CN86103454A (zh) 1986-11-19
AU5694786A (en) 1986-12-24
WO1986007195A1 (en) 1986-12-04
IN167116B (hu) 1990-09-01
IE861353L (en) 1986-11-22
CH668146A5 (de) 1988-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU202680B (en) Apparatus with element based on hall-effect integrable to integrated circuit
HU202679B (en) Apparatus with hall-cell integrated into ic
US5679973A (en) Lateral hall element
US4970411A (en) Arrangement for improving the longterm stability of a Hall element
TW461106B (en) Semiconductor apparatus
US4677380A (en) Magnetic field sensor comprising two component layer transistor of opposite polarities
US4875011A (en) Magnetic sensor using integrated silicon Hall effect elements formed on the (100) plane of a silicon substrate
EP1025448A1 (en) Monolithic magnetic sensor having externally adjustable temperature compensation
US7525333B1 (en) Current sense circuit
US6727563B1 (en) Offset-reduced hall element
US4634961A (en) Method and circuit for the temperature compensation of a hall element
US3531655A (en) Electrical signal comparator
KR20010038304A (ko) 홀소자 온도보상회로
FI89114B (fi) Anordning med ett i en integrerad krets integrerbart hallelement samt dess anvaendning
CA1265214A (en) Electrical circuit for use with a four-pole device
JP2000046878A (ja) ホール素子を用いた電力量計
JPH0252424B2 (hu)
JPH0510720B2 (hu)
JPH0131592B2 (hu)
JPH11183579A (ja) ホール素子、及びホール素子を用いた検出装置
JPS6353967A (ja) Ｉｃ半導体装置
JPS5950119B2 (ja) ホ−ル効果装置
NO173676B (no) Integrerbart hallelement
JPS5818620B2 (ja) オンドソクテイカイロ
JPS58182860A (ja) 半導体集積回路装置

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee