JP2017500733A - ホール素子自体を用いるオフセット決定を行うホールセンサ読み出しシステム - Google Patents
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Abstract
Description
ピエゾ抵抗メカニズムに起因して、これらの応力も温度依存のオフセットに変換される。
図7に一例を示す。
線形ホール素子の理想化された場合において、ホール型の読み出し値のオフセットと、可能な第2の読み出し信号VPとして使用するために提案されたVDP測定値の差との間で導出可能である、いくつかの数学的な関係がある。特に、弱い非線形を有するプレートの場合、オフセットを補償するVHのために良好な予測子を導出することができる。
いくつかの場合には、第2の読み出し信号VPは、較正を実行することなく、第1の読み出し信号VHにおけるオフセットVOの予測のために直接的に使用可能である。例えば、単一のホール型の測定を行っている場合、例えばVH=Vh1を考え、また、VP=Vv2−Vv1を使用し、さらに、次式を使用する。
式(9)によって定義される線形予測子の性能を改善するために、パラメータa及び/又はbを、較正によって、個々のホールセンサ100について最適化することができる。
ここで、ホールセンサの動作中にオフセットを補償するために使用される2つの基準曲線(VOref(T)及びVPref(T))を決定する第1の製造時間較正手順について説明する。
本発明の実施形態において、ホールセンサシステムは、次式のような、式(9)のタイプの線形オフセット予測子を実装する。
式(14)のオフセット予測子のb係数は、追加の較正測定によってさらに最適化されてもよい。これは、第2の製造時間較正手順を行うことで実施可能である。
次式の信号が取得される。
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
アプローチ 基準 第2
1 ウェハレベル パッケージ化済み
2 パッケージ化済み ウェハレベル
3 ドライパッケージ 湿ったパッケージ
4 パッケージ化済み パッケージに対する余分な力
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
Claims (28)
- 上記較正手順は、
上記ホールセンサを、既知の磁界と、第1の温度集合から選択された既知の温度とを有する環境に配置するステップと、
上記第1の温度集合の各温度について、上記第1の読み出し信号(VH)を第1の基準信号(VOref(T))として記録し、上記第2の読み出し信号(VP)を第2の基準信号(VPref(T))として記録するステップとを含む請求項4記載の方法。 - 上記ホールセンサを、既知の磁界と、第2の温度集合から選択された既知の温度とを有する環境に配置するステップと、
上記第2の温度集合の各温度について、上記第1の読み出し信号(VH)を第3の基準信号(VOsec(T))として記録し、上記第2の読み出し信号(VP)を第4の基準信号(VPsec(T))として記録するステップと、
直接的測定が利用可能ではない温度において上記基準信号を決定する必要がある場合に上記基準信号が補間されることを仮定して、(VOsec−VOref)と(VPsec−VPref)との間のスケール係数として上記記録された基準信号から上記パラメータbを決定するステップとを含む較正手順により、上記パラメータbを決定することをさらに含む請求項5記載の方法。 - 上記少なくとも1つのホール素子から上記第2の読み出し信号(VP)を取得することは、磁界成分が相殺されるように、少なくとも2つのホール型の測定値を有する読み出し信号の線形結合を生成することを含む請求項1〜7のうちの1つに記載の方法。
- 上記少なくとも1つのホール素子から上記第2の読み出し信号(VP)を取得することは、個々のホール素子の磁界成分が互いに相殺するように相互接続されている、互いに隣接する少なくとも2つのホール素子に対して幾何的スピニングを行うことを含む請求項1〜8のうちの1つに記載の方法。
- 上記少なくとも1つのホール素子から上記第2の読み出し信号(VP)を取得することは、互いに隣接する複数のホール素子に対する幾何的スピニング測定から得られた複数の測定信号の平均を計算することを含む請求項9記載の方法。
- 少なくとも1つのホール素子は少なくとも4つのノードを備え、
上記少なくとも1つのホール素子から第2の読み出し信号(VP)を取得することは、上記ホール素子のファンデルパウ型の測定構成において測定信号を取得することを含み、
上記プレート状に形成されたセンサ素子のエッジに沿って定義された順序で上記各ノードをたどるとき、同じ機能を有するノードが連続して現れ、
上記第2の読み出し信号(VP)は、上記少なくとも1つのホール素子に対する2つのファンデルパウ型の測定値の差を計算することにより取得される請求項1〜7のうちの1つに記載の方法。 - 2つのファンデルパウ型の測定値の差を計算することは、逐次に取得された2つのファンデルパウ型の測定値の差を計算することを含む請求項11記載の方法。
- 2つのファンデルパウ型の測定値の差は、少なくとも2つのホールプレートの相互接続に対して単一の測定を実行することで取得される請求項11記載の方法。
- 上記少なくとも1つのホール素子から第2の読み出し信号(VP)を取得することは、上記少なくとも1つのホール素子に対する複数のファンデルパウ型の測定値の線形結合を計算することを含む請求項11〜13のうちの1つに記載の方法。
- 上記少なくとも1つのホール素子から上記第2の読み出し信号(VP)を取得することは、磁界成分が相殺されるような少なくとも2つのホール型の測定値の線形結合を生成すること、及び/又は、少なくとも1つのファンデルパウ型の測定を含む請求項1〜7のうちの1つに記載の方法。
- 実際の温度(Ta)を測定して上記オフセットの予測において上記実際の温度(Ta)を使用することをさらに含む請求項1〜15のうちの1つに記載の方法。
- オフセット補償されたホールセンサ(100)であって、
上記ホールセンサ(100)は、
ドープした半導体材料からなる、プレート状に形成されたセンサ素子をそれぞれ有する少なくとも1つのホール素子(101)と、
上記少なくとも1つのホール素子(101)から、磁界に実質的に依存する第1の読み出し信号(VH)を取得するセンサ手段(107,105)と、
上記少なくとも1つのホール素子(101)から、上記磁界に実質的に非依存である第2の読み出し信号(VP)を取得するセンサ手段(107,105)と、
測定された上記第2の読み出し信号(VP)から取得されたオフセット(VO)の予測信号
- 上記オフセットを補償する手段は、上記第1の読み出し信号(VH)におけるオフセットを補償するための制御された信号源を備え、上記信号源の制御は、測定された上記第2の読み出し信号(VP)に基づく請求項18記載のホールセンサ。
- 上記ホールセンサは、パラメータ値を格納する不揮発性メモリをさらに備え、
上記コントローラ(105)は、所定の較正手順を行って最適化されて不揮発性メモリから検索されたパラメータa及び/又はbを使用するように適合されている請求項21記載のホールセンサ(100)。 - 上記少なくとも1つのホール素子は、第1の接点に接続された少なくとも第1のノードと、第2の接点に接続された少なくとも第2のノードと、第3の接点に接続された少なくとも第3のノードと、第4の接点に接続された少なくとも第4のノードとを備え、
2つの接点の組は接点ペアを形成し、
上記ホールセンサ(100)は、少なくとも2つの異なる測定構成において上記少なくとも1つのホール素子(101)を動作させるように構成されたスイッチングマトリックス(103)をさらに備え、
異なる組み合わせの接点ペアは異なる測定結果を提供する請求項18〜23のうちの1つに記載のホールセンサ(100)。 - 上記センサは、単一のホール素子から異なる測定構成の読み出し信号を逐次に決定するように適合されている請求項23記載のホールセンサ(100)。
- 上記センサは、複数のホール素子から異なる測定構成の読み出し信号を同時に決定するように適合されている請求項23記載のホールセンサ(100)。
- 上記ホールセンサ(100)は、実際の温度(Ta)を測定する温度測定手段(106)をさらに備え、
上記第1の読み出し信号(VH)におけるオフセットを補償する手段は、補償を行う際に上記実際の温度(Ta)を使用するように適合されている請求項18〜25のうちの1つに記載のホールセンサ(100)。 - ホールセンサ(100)に関連付けられた計算装置で実行されたとき、請求項1〜17の方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラム製品。
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