SU879521A1 - Hall generator - Google Patents

Hall generator Download PDF

Info

Publication number
SU879521A1
SU879521A1 SU792837755A SU2837755A SU879521A1 SU 879521 A1 SU879521 A1 SU 879521A1 SU 792837755 A SU792837755 A SU 792837755A SU 2837755 A SU2837755 A SU 2837755A SU 879521 A1 SU879521 A1 SU 879521A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
hall
current
hall sensor
semiconductor wafer
thickness
Prior art date
Application number
SU792837755A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Погодин
Николай Петрович Тихомиров
Галина Александровна Юрьева
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюро Ордена Ленина Физико-Технического Института Им. А.Ф.Иоффе Ан Ссср
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 Специальное Конструкторское Бюро Ордена Ленина Физико-Технического Института Им. А.Ф.Иоффе Ан Ссср filed Critical Специальное Конструкторское Бюро Ордена Ленина Физико-Технического Института Им. А.Ф.Иоффе Ан Ссср
Priority to SU792837755A priority Critical patent/SU879521A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU879521A1 publication Critical patent/SU879521A1/en

Links

Landscapes

  • Hall/Mr Elements (AREA)

Description

(54) ДАТЧИК ХОЛЛА(54) HALL SENSOR

ii

изобретение относитс  к измерительной технике, а точнее - к устройствам дл  измерени  магнитных полей, основанным на использовании гальвано- j магнитных эффектов.The invention relates to a measurement technique, more specifically, to devices for measuring magnetic fields, based on the use of galvanic and magnetic effects.

Известны устройства дл  измерени  и преобразовани  магнитных полей в электрический сигнал с использовани- . ем гальваномагнитных эффектов - датчики Холла Devices are known for measuring and converting magnetic fields into an electrical signal with use. eat galvanomagnetic effects - Hall sensors

Эти устройства обладают слабой механической прочностью из-за малой плсвдади контактов и по этой же причине в режиме работы без перегрева име- 15 ют малую мощность рассеивани , что ограничивает рабочий ток через преобразователь , а значит и его чувствительность к магнитному полю. И кроме того, эти устройства обладают чув- 20 ствительностью к температурным изменени м , что приводит к дополнительной погрешности измерений.These devices have weak mechanical strength due to low contact size and for the same reason they have low power dissipation in the operation mode without overheating, which limits the operating current through the converter, and hence its sensitivity to the magnetic field. And besides, these devices have a sensitivity to temperature changes, which leads to an additional measurement error.

Известен также датчик Холла дл  25 измерений магнитных полей 2.Also known is a Hall sensor for 25 measurements of magnetic fields 2.

Известный датчик Холла, содержащий элемент Холла, выполненный из полупроводниковой пластины, расположенной на диэлектрической подложке, 30Famous Hall sensor containing a Hall element made of a semiconductor wafer located on a dielectric substrate, 30

токовые и потенциальные электроды и компенсационное сопротивление, включенное параллельно в цепь потенциальных электродов или последовательно с ними. В первом случае это сопротивление имеет тот же температурный коэффициент, что и датчик Холла, во втором - оно имеет обратный, по сравнению с датчиком Холла, те1«шературный коэффициент. Подключение дополнительного сопротивлени  служит дл  температурной компенсации.current and potential electrodes and compensation resistance connected in parallel with or in series with potential electrodes. In the first case, this resistance has the same temperature coefficient as the Hall sensor, in the second - it has the opposite, compared to the Hall sensor, it has a thermal coefficient. Connection of additional resistance is used for temperature compensation.

Недостатками известного устройства  вл ютс , во-первых, недостаточна  точность, во-вторых, сложность подбора сопротивлений с одинаковыми температурными коэффициентами.Цель изобретени  - повышение точности измерений.The disadvantages of the known device are, firstly, the lack of accuracy, and secondly, the difficulty of selecting resistances with the same temperature coefficients. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements.

С целью повышени  точности в датчике Холла, содержащем диэлектрическую подложку, на которой расположен элемент Холла, выполненный из полупроводниковой пластины, токовые и потенциальные электроды, длина токовых электродов выполнена равной ширине полупроводниковой пластины, аIn order to increase accuracy in the Hall sensor containing a dielectric substrate on which the Hall element is located, made of a semiconductor plate, current and potential electrodes, the length of the current electrodes is equal to the width of the semiconductor plate, and

толщина полупроводниковой пластины определ етс  выражением:The thickness of the semiconductor wafer is defined by the expression:

-(ъ-сИо,)- (Ñ-ИО,)

,,

0 ,52-10, 52-1

где d - толщина пластины, мкм;where d is the plate thickness, microns;

в - коэффициент, определ емый концентрацией носителей тока;c is the coefficient determined by the concentration of current carriers;

cL - температурный коэффициент выходного напр жени .cL is the temperature coefficient of the output voltage.

На чертеже представлено схематическое изображение датчика Холла,The drawing shows a schematic of the Hall sensor,

Датчик Холла содержит диэлектрическую подложку 1, -на которой расположена полупроводникова  пластина. Из этой пластины сформирован элемен Холла 2, имеющий холловские выступы 3 и 4, на которые нанесены потенциальные электроды (на чертеже не показано ) . Токовые электроды 5 и б нанесены как на рабочую область элемента Холла 2, так и на нерабочие участки 7-10 полупроводниковой пластины .The Hall sensor contains a dielectric substrate 1, on which a semiconductor wafer is located. Hall Element 2 is formed from this plate, having Hall protrusions 3 and 4 on which potential electrodes are applied (not shown in the drawing). Current electrodes 5 and b are applied both to the working area of the Hall element 2 and to the non-working areas 7-10 of the semiconductor wafer.

Работа датчика Холла происходит обычным обраэом. Токовые электроды 5 и б подключаютс  к источнику питани , а сигнал, пропорциональный величине магнитного пол , снимаетс  с потенциальных электродов.The Hall sensor works in the usual manner. The current electrodes 5 and b are connected to a power source, and a signal proportional to the magnitude of the magnetic field is removed from the potential electrodes.

Дл  того, чтобы температурный коэффициент выходного напр жени  был минимальным, толщина полупроводников вой пластины выбираетс  с учетом выражени  :In order for the temperature coefficient of the output voltage to be minimal, the thickness of the semiconductor wafer is selected taking into account the expression:

ге-сь-о /ррз95Лgeo-s / rrz95L

J ,J

d iod io

ОД1ТOD1T

где d - толщина полупроводниковойwhere d is the semiconductor thickness

пластины) в - коэффициент,определ емыйplates) in - coefficient determined by

концентрацией носителей тока;carrier concentration;

о - температурный коэффициент выходного напр жени . Например, дл  антимонида инди  уже при концентрации носителей тока 710 см температурный коэффициент выходного напр жени  переходит через нуль. Однако толщина элемента Холла 2 в этом случае будет неоправданно велика. Оптимальным дл  изготовлени  датчиков Холла представл етс  антимонид инди  с концентрацией носителей тока 1 10® см Значение в дл  этой концентрации носителей тока будет равно 0,124. Подставив это значение в формулу, можно определить толщину элемента Холла дл  получени  любого необходимого температурного коэффициента выходного напр жени  датчика Холла.o is the temperature coefficient of the output voltage. For example, for indium antimonide, already at a carrier concentration of 710 cm, the temperature coefficient of the output voltage goes through zero. However, the thickness of the Hall element 2 in this case will be unreasonably large. Optimally used in the manufacture of Hall sensors is an antimonide indium with a current carrier concentration of 10 10 cm. The value in for this carrier concentration will be equal to 0.124. By substituting this value into the formula, one can determine the thickness of the Hall element to obtain any desired temperature coefficient of the output voltage of the Hall sensor.

Например, если требуетс , чтобы этот коэффициент был равен нулю,то толщина элемента Холла 2 равна 52 мкм.For example, if it is required that this coefficient be equal to zero, then the thickness of the Hall element 2 is 52 microns.

При задании формы элемента Холла f 2 полупроводниковое вещество вытравл етс  только по контуру элемента, так что канавки отдел ют рабочую область элемента Холла 2 от нерабочих участков 7-10 полупроводниковой пластины . Токовые электроды 5, 6, нанос т как на рабочие, так и на нерабочие участки полупроводниковой пластины , так что длина контактов равна ширине всей полупроводниковой пластины .When defining the shape of the Hall element f 2, the semiconductor substance is etched only along the contour of the element, so that the grooves separate the working area of the Hall element 2 from the non-working sections 7-10 of the semiconductor wafer. The current electrodes 5, 6 are applied both to the working and non-working portions of the semiconductor wafer, so that the length of the contacts is equal to the width of the entire semiconductor wafer.

5 Таким образом, за счет большей площади контакта токовых электродов 5,6с полупроводниковой пластиной увеличиваетс  механическа  прочность датчика Холла и повышаетс  мощность,5 Thus, due to the larger contact area of the current electrodes 5.6c with a semiconductor plate, the mechanical strength of the Hall sensor is increased and the power is increased,

0 отводима  от поверхности элемента Холла 2 через большие по площади токовые электроды 5, 6, выполненные,например , из медной фольги. При этом, чем меньше размер элемента Холла 2,0 discharged from the surface of the Hall element 2 through large-area current electrodes 5, 6, made, for example, from copper foil. In this case, the smaller the size of the Hall element 2,

с тем значительней указанный эффект.with the greater the effect.

Использу  обнаруженную зависимость температурного коэффициента выходного напр жени  от толщины полупроводниковой пластины дл  разных концентраций носителей тока, при изготовлении датчиков Холла можно заранее выбирать такую толщину пластины, котора  при данной концентрации носителей тока обеспечит необходимое значение температурного коэффициентаUsing the detected dependence of the temperature coefficient of the output voltage on the thickness of the semiconductor wafer for different concentrations of current carriers, in the manufacture of Hall sensors, one can preselect a plate thickness that, for a given concentration of current carriers, will provide the necessary value of the temperature coefficient

5 выходного напр жени .5 output voltages.

Claims (2)

1.А. Кобус, Я. Тушинский. Датчик Холла и магниторезисторы, М., 1971,1.A. Kobus, J. Tushinsky. Hall sensor and magnetoresistors, M., 1971, 0 с. 101-106.0 s. 101-106. 2.Патент ФРГ № 1104603, кл. 21 е 26/01.2. The patent of Germany No. 1104603, cl. 21 e 26/01. 7 J7 j f f
SU792837755A 1979-11-12 1979-11-12 Hall generator SU879521A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792837755A SU879521A1 (en) 1979-11-12 1979-11-12 Hall generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792837755A SU879521A1 (en) 1979-11-12 1979-11-12 Hall generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU879521A1 true SU879521A1 (en) 1981-11-07

Family

ID=20858427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792837755A SU879521A1 (en) 1979-11-12 1979-11-12 Hall generator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU879521A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0476412B2 (en)
EP1241475A3 (en) Blood sugar level measuring device and semiconductor integrated circuit
SU879521A1 (en) Hall generator
JPS60253279A (en) Measuring instrument for strain in semiconductor
JP4791342B2 (en) Ion sensor and analyzer using the same
Middelhoek et al. Silicon and Hybrid Micro‐Electronic Sensors
JPH0434430Y2 (en)
Knittel et al. Combined ammonia and hydrogen gas sensor
SU575555A1 (en) Device for measuring concentration
SU853424A1 (en) Device for measuring temperature, magnetic field intesity and mechanical stresses
SU966797A1 (en) Magnetosensitive device
SU1406546A1 (en) Magnetic field inductance transducer
SU672587A1 (en) Hall sensor
SU892379A1 (en) Device for measuring magnetic field induction
SU800714A1 (en) Heat flux detector
SU503144A1 (en) Thermoelectric semiconductor temperature sensor
SU565220A1 (en) Temperature sensor thermal element
SU783730A1 (en) Device for temperature compensation of hall sensors
SU430338A1 (en) DEVICE FOR MEASUREMENT OF ELECTRICAL PARAMETERS OF SEMICONDUCTOR MATERIALS
RU2115897C1 (en) Integral converter of deformation and temperature
SU769362A2 (en) Temperature measuring device
SU1468325A1 (en) Specimen for probe measurements of specific condvctance and enf
SU885907A1 (en) Wave-guide power meter sensing elements
SU664112A1 (en) Electric measuring device
SU1663407A1 (en) Semiconductor resistance strain gauge