磁场传感器制造技术

公开磁场传感器。磁场传感器包括布置为半桥的第一磁阻元件和第二磁阻元件。磁场传感器还包括与第一磁阻元件和第二磁阻元件相邻的两个或更多个导体。两个或更多个导体可以承载偏置电流和补偿电流，使得偏置电流和补偿电流在沿与第一磁阻元件相邻的相同方向上流动，而偏置电流和补偿电流在沿与第二磁阻元件相邻的相反方向上流动。

Magnetic field sensor

Open magnetic field sensor. The magnetic field sensor includes a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element arranged as a half bridge. The magnetic field sensor also includes two or more conductors adjacent to the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element. Two or more conductors can carry bias current and compensation current, so that bias current and compensation current flow in the same direction adjacent to the first magnetoresistive element, while bias current and compensation current flow in the opposite direction adjacent to the second magnetoresistive element.

【技术实现步骤摘要】
磁场传感器相关申请的交叉引用本申请要求于2017年7月5日提交的题为“磁场传感器”的美国临时申请No.62/528,872的权益，其全部公开内容用于所有目的通过引用并入本文。
本公开总体涉及电子学。特别地，本公开涉及磁场传感器。
技术介绍
本文所述类型的磁场方向检测器可以用于将磁场的方向分解成两个或多个扇区中的一个。这对解决使用磁铁的角度位置传感器跟踪物体旋转运动的模糊性很有用。这些物体可以包括例如方向盘、凸轮轴、曲轴、车轮/轮胎、轮毂、转子等。旋转信息可以用于防抱死制动系统，用于牵引力控制、发动机凸轮轴控制、点火和/或燃料喷射正时等。磁场传感器可以感测磁场。差分磁场传感器可用于感测电流。例如，可以以这样的方式来布置两个磁敏元件，即它们为均匀场生成相同的输出信号并且为场梯度生成差分输出。
技术实现思路
权利要求中描述的创新各自具有几个特征，其中没有任何一个特征完全负责其期望属性。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将简要描述本公开的一些突出特征。在一个方面中，公开磁场传感器。磁场传感器可包括布置为半桥的第一磁阻元件和第二磁阻元件。磁场传感器还可包括与所述第一磁阻元件和所述第二磁阻元件相邻的两个或更多个导体。两个或更多个导体被配置为承载偏置电流和补偿电流，使得所述偏置电流和所述补偿电流在沿与所述第一磁阻元件相邻的相同方向上流动，而所述偏置电流和所述补偿电流在沿与第二磁阻元件相邻的相反方向上流动。在一些实施方案中，磁场传感器被配置为感测磁场。在一些实施方案中，磁场传感器被配置为感测差分磁场。在一些实施方案中，两个或更多个导体包括配置为承载所述偏置电流的第一导体和配置为承载所述补偿电流的第二导体。在一些实施方案中，第一磁阻元件和第二磁阻元件包括在磁阻层中，并且其中所述第一导体和所述第二导体设置在所述磁阻层的相对侧上。在一些实施方案中，第一磁阻元件包括位于所述磁场传感器两侧上的一对间隔开的子磁阻元件。在一些实施方案中，磁场传感器还可包括：布置为第二半桥的第三磁阻元件和第四磁阻元件；和第二半桥补偿导体，被配置为承载第二半桥补偿电流。在一些实施方案中，磁场传感器还可包括：布置为第三半桥的第五磁阻元件和第六磁阻元件；和第三半桥补偿导体，被配置为承载第三半桥补偿电流。在一些实施方案中，磁场传感器被布置为在校准所述第三半桥的同时利用来自所述半桥和所述第二半桥的输出感测磁场。在一些实施方案中，两个或更多个导体包括配置为承载偏置电流的第一导体和配置为承载补偿电流的第二导体。第一导体和第二半桥补偿导体被配置为使得偏置电流和第二半桥补偿电流在与第三磁阻元件相邻的相同方向上流动，而偏置电流和第二半桥补偿电流在与第四磁阻元件相邻的相反方向上流动。第一导体和第三半桥补偿导体被配置为使得偏置电流和第三半桥补偿电流在与第五磁阻元件相邻的相同方向上流动，而偏置电流和第三半桥补偿电流流动在与第六磁阻元件相邻的相反方向上流动。在一些实施方案中，两个或更多个导体可包括：第一导体，被配置为承载第一组合电流，该第一组合电流包括偏置电流和补偿电流的第一组合，其中所述偏置电流和所述补偿电流在相同方向上流动；和第二导体，被配置为承载第二组合电流，该第二组合电流包括偏置电流和补偿电流的第二组合，其中所述偏置电流和所述补偿电流在相反方向上流动。在一些实施方案中，两个或更多个导体被布置为使得所述偏置电流和所述补偿电流都沿着所述第一磁阻元件的纵向方向流动。在一些实施方案中，磁场传感器还可包括第三磁阻元件和第四磁阻元件。所述第一磁阻元件、所述第二磁阻元件、所述第三磁阻元件和所述第四磁阻元件被布置为全桥。在一些实施方案中，补偿电流被配置为使半桥的输出的偏移接近零。在一些实施方案中，第一磁阻元件是各向异性磁阻元件。在一些实施方案中，补偿电流基于半桥的输出。本公开的另一方面是磁场感测系统。磁场感测系统可包括磁场传感器。磁场传感器包括布置为半桥的第一磁阻元件和第二磁阻元件。磁场传感器还包括两个或更多个导体，被配置为承载偏置电流和补偿电流，使得所述偏置电流和所述补偿电流在与所述第一磁阻元件相邻的相同方向上流动，而所述偏置电流和所述补偿电流在沿与第二磁阻元件相邻的相反方向上流动。磁场感测系统还可包括偏置电流生成电路，被配置为产生所述偏置电流，使得所述偏置电流在操作期间翻转极性。磁场感测系统还可包括补偿电流生成电路，被配置为产生补偿电流。在磁场感测系统的一些实施方案中，补偿电流生成电路被配置为在对应于所述偏置电流翻转极性的时间时的补偿电路的极性翻转。在一些实施方案中，磁场感测系统还可包括组合电路，所述组合电路被配置为组合所述偏置电流和所述补偿电路以产生组合电流并且向所述磁场传感器提供所述组合电流。本公开的另一方面公开一种检测磁场的方法。该方法包括：使用一个或多个偏置电流偏置半桥的第一磁阻元件和第二磁阻元件，使得所述第一磁阻元件相对于所述第二磁阻元件具有相反的场灵敏度。该方法还包括施加补偿电流来执行所述半桥的场补偿以进行线性化。该方法还包括与所述偏置和所述施加相关联，使用所述半桥检测磁场。为了总结本公开，本文已经描述了创新的某些方面，优点和新颖特征。应该理解的是，根据任何特定实施例不一定可以实现所有这些优点。因此，创新可以以实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点的方式来体现或执行，而不必实现本文中可能教导或提出的其他优点。附图说明将参考附图仅以非限制性示例的方式描述本公开的实施例，其中：图1是磁场方向检测器的实施例的示意图；图2是图1所示的检测器的等效电路；图3是沿图1的A-A'线的截面图；图4是表示在各个磁阻的扰动磁场向测定方向的磁场中的矢量相加的矢量图。图5是示出用于测量磁场与磁电阻器中的电流流动方向之间的方向的参考系的图；图6是示出作为所测量的磁场相对于电流流动方向的角度的函数的电阻率变化的曲线图；图7是磁场方向检测器的另一个实施例的平面图；图8是用作构成实施例的象限检测器的扰动发生器的导体的平面图；图9是图8的扰动发生器的平面图，其中磁阻的位置和它们的互连图示地叠加；图10是示意地表示图9的磁阻电阻的扰动磁场的方向的图。图11是示出对于每个象限来说磁场源自两个方向检测器的输出的图；图12是另一个实施例的横截面，并且示出了扰动磁通量的相对方向；图13是表示磁角度方向检测器中的磁阻传感器的方向不确定度的图；图14示意性地示出了各向异性磁阻桥磁角传感器；图15示意性地示出了双桥磁式角度位置传感器；图16是表示两桥式磁角位置传感器的每个电桥上的输出电压与角度关系的曲线图；图17是示出在信号处理已经发生之后在有限的角度范围内的双桥磁角传感器的单调输出的曲线图；图18是扰动发生器的另一配置的示意性平面图；图19是使用单个磁电阻器的磁场方向检测器的实施例的电路图；图20是磁场传感器的一个实施例的示意图。图21是差分磁场传感器的一个实施例的示意图。图22是根据一个实施例的磁场传感器的横截面图。图23示出了在制造阶段期间图22的磁场传感器的偏置导体。图24示出了在偏置导体上形成的磁阻元件。图25示出了连接在偏置导体上形成的磁阻元件的金属化层。图26示出了在偏置导体、磁阻元件和金属化层的部分上形成的补偿导体。图27是根据一个实施例的差分磁场传感器的示意图。图28是根据另一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.磁场传感器，包括：布置为半桥的第一磁阻元件和第二磁阻元件；和与所述第一磁阻元件和所述第二磁阻元件相邻的两个或更多个导体，所述两个或更多个导体被配置为承载偏置电流和补偿电流，使得所述偏置电流和所述补偿电流在沿与所述第一磁阻元件相邻的相同方向上流动，而所述偏置电流和所述补偿电流在沿与第二磁阻元件相邻的相反方向上流动。

【技术特征摘要】
2017.07.05 US 62/528,872;2017.11.02 US 15/801,8311.磁场传感器，包括：布置为半桥的第一磁阻元件和第二磁阻元件；和与所述第一磁阻元件和所述第二磁阻元件相邻的两个或更多个导体，所述两个或更多个导体被配置为承载偏置电流和补偿电流，使得所述偏置电流和所述补偿电流在沿与所述第一磁阻元件相邻的相同方向上流动，而所述偏置电流和所述补偿电流在沿与第二磁阻元件相邻的相反方向上流动。2.权利要求1所述的磁场传感器，其中所述磁场传感器被配置为感测磁场。3.权利要求1所述的磁场传感器，其中所述磁场传感器被配置为感测差分磁场。4.权利要求1所述的磁场传感器，其中所述两个或更多个导体包括配置为承载所述偏置电流的第一导体和配置为承载所述补偿电流的第二导体。5.权利要求4所述的磁场传感器，其中所述第一磁阻元件和所述第二磁阻元件包括在磁阻层中，并且其中所述第一导体和所述第二导体设置在所述磁阻层的相对侧上。6.权利要求1所述的磁场传感器，其中所述第一磁阻元件包括位于所述磁场传感器两侧上的一对间隔开的子磁阻元件。7.权利要求1所述的磁场传感器，还包括：布置为第二半桥的第三磁阻元件和第四磁阻元件；和第二半桥补偿导体，被配置为承载第二半桥补偿电流。8.权利要求7所述的磁场传感器，还包括：布置为第三半桥的第五磁阻元件和第六磁阻元件；和第三半桥补偿导体，被配置为承载第三半桥补偿电流。9.权利要求8所述的磁场传感器，其中所述磁场传感器被布置为在校准所述第三半桥的同时利用来自所述半桥和所述第二半桥的输出感测磁场。10.权利要求1所述的磁场传感器，其中所述两个或更多个导体包括：第一导体，被配置为承载第一组合电流，该第一组合电流包括偏置电流和补偿电流的第一组合，其中所述偏置电流和所述补偿电流在相同方向上流动；和第二导体，被配置为承载第二组合电流，该第二组合电流包括偏置电流和补偿电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·施密特，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM