用热合工艺技术使产生工作电流（ｉｖ，ｊ）的装置紧密地与霍尔元件（ｈ）耦合在一起。霍尔元件在灵敏度上由温度引起的变化通过供应电流（ｉｖ）和补偿电流（ｊ）限定的控制而得到补偿。为实现这种控制，至少要提供两个至少能产生两个辅助电流（ｉ↓［１］，ｉ↓［２］）的电流源（ｑ↓［１］，ｑ↓［２］）。依靠加法／减法装置（ｋ↓［１］，ｋ↓［２］…）具有其它温度函数形成的电流（ｉｖ，ｊ，ｉｋ↓［１］，…）通过和／差及不同加权而由辅助电流（ｉ↓［１］，ｉ↓［２］）形成。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一个带有补偿的单片集成霍尔传感器。这个霍尔传感器包括一个用于提供工作电流的电源供应装置，本专利技术还涉及一种自动补偿霍尔元件生产引起灵敏度(Production-inducedsensiticity)和带有和不带有磁带开关装置的霍尔元件的温度函数的一种方法。单片集成霍尔传感器是市场上买得到的，它除用了测量磁场外，还越来越多地用于实现无触点开关的领域。这些领域包括，例如，汽车转速计或传动中的旋转速度测量领域。在这种开关的应用中，单向或交变磁场的方向和量值就是通过霍尔电压来确定的，并且当超出一定的阈值时，一个计数脉冲就会被释放出来。由晶体管开路集电极构成的电子开关在多数情况下都是集成电路的一部分，因此亦可成为霍尔元件的一部分。在开关应用中，霍尔传感器一般包括放大传感元件或缓冲放大器，有磁滞的施密特触发器级和电流和/或电压供应装置。目前熟知的霍尔传感器的缺点是生产变化在灵敏度上的补偿和霍尔元件的温度函数的补偿必须在芯片制造当中由单独的调节步骤来完成。因此，本专利技术的目的就是提供一个补偿霍尔传感器的电路和以该电路为基础的一种方法，这种方法能在灵敏度方面对技术工艺和温度引起的变化自动补偿，而不需要单独的调节步骤。本专利技术提供的优点实质上在于排除了对单独调节的需要，这样，更简单的半导体器件制造技术就可以得到应用。另外，由于其它所需要的必不可少的调节接触的区域减少，从而使所需要的芯片区域减少，自动补偿既可以在测量应用领域的线性霍尔传感器方面得到应用，又可以在具有开关功能的霍尔传感器方面得到应用。例如，它可以包括一个磁带开关功能。也可以在一定的限度范围内预置霍尔传感器的温度函数。由于自动补偿仅由有关半导体芯片的生产工艺参数跟踪来控制，这些参数的非线性影响也极大地得到了补偿。本专利技术的一个基本设想就是霍尔元件的工作电流是由半导体芯片上的电流供应装置产生的，即用热和工艺技术的方法将该装置耦合到霍尔元件半导体区域。霍尔电压(＝uh)取决于霍尔元件半导体区域的技术参数，绝对度(＝T)和参考温度(＝T0)，具体关系如下(1)uh(T)＝μH(T)×R(T)×iv(T)×B，这里μH＝与温度和材料相关的霍尔迁移率(1.1)μH(T)＝μ(T0)×1/(1+a×△T)△T＝T-T0＝参考温度差R(T)＝霍尔元件的欧姆电阻R(T)＝R(T0)×(1+a×△T)iv(T)＝霍尔元件的供应电流B＝磁感应a＝在参考温度时霍尔元件半导体区域表层电阻率(＝r′)的温度系数霍尔电压的温度和工艺技术函数是通过将个别的函数关系替换到公式(1)中得来的。技术相关因子(1+a×△T)除去了，因而如果磁感B与温度无关的话，使得只有供应电流iv(T)的温度函数才能进入霍尔电压中。(2)μh(T)＝比例因子×iv(T)公式(2)表示，霍尔电压的温度函数紧密地与供应电流的温度函数相关联。当然，如果供应电流的温度函数被调节到0的话，霍尔电压将显示没有温度函数，这一点是特别令人感兴趣的。如果一个补偿电压(＝μj)通过霍尔元件检测输入端上的补偿电流(j)而叠加在霍尔电压uh上，那么这个补偿电压值为(3)uj(T)＝j(T)×rh(T)这里rh＝霍尔元件的等效电阻于是，(4)uj(T)＝j(T)×rh(T0)×(1+a×△T)因此，为使参考温度T0下的补偿电压温度函数到零点，补偿电流必须满足下列条件(5)j(T)＝j(T0)×1/(1+a×△T)为了跟踪霍尔电压和补偿电压温度函数，尤其在零调整期间，由公式(2)和(5)而来的下述条件必须满足(6)△iv(T)/△j(T)＝1+a×△T公式(6)把霍尔元件工作电流的温度函数比率与霍尔元件半导体区域的表层电阻(＝r′)的温度函数结合起来，由因子(1+a×△T)来限定。这样，根据公式(6)，工作电流温度函数的绝对值对工作电流iv和j的每一个来讲，都是可以任意预置的。由于公式(6)应用于任何参考温度T0和整个的工作温度范围，这就为不同电路变形的温度补偿提供了一个极好的评价标准。本专利技术还进一步确认，通过形成具有不同温度函数的电流的和或差具有其它函数的电流就能形成。不同的温度函数越大，这种方法的可重复性就越好。根据本专利技术，用于至少两个具有不同温度函数的辅助电流的电源供应装置集成在霍尔传感器上。假设相应温度是近似于线性的，相对斜率就决定于参考温度T0，例如333开尔文度。相对的斜率作为一个正或负的ppm值(ppm＝百万分之一)是有利于结出的。通过加或减相应的ppm值，能够很容易地确定相关联的部分和在相应的参考温度T0的辅助电流的加权因子，这就产生了在参考温度T0下具有所期望的温度系数的新电流。在不知道参考温度T0以外的确切温度函数的情况下，在整个温度范围内使温度调整多么好是不能确定的，而温度近似值可能或多或少地好一些。下面的简单例子是说明根据等值的两个辅助电流I1，I2确定加权因子的。I1有一个+5000ppm的温度函数，I2有一个-2000ppm的温度函数，通过I2的加权因子2.5相加;就得到了总电流，总电流的温度函数是0ppm，即表明至少在参考温度下没有温度函数。I1+2.5×I2给出简单的ppm计算表示法5000ppm+(-2.5×2000ppm)＝0ppm用I2的加权因子2相减，给出一个差分电流I1-2×I2，这个差分电流在参考点上的温度有下列的简单ppm计算表示法表示的值5000ppm-(-2×2000ppm)＝9000ppm为了电流可足够地产生以及可容许通过ppm表明的加权因子简单计算，差分电流大约应该是单一电流I1或I2的数量级。具有不同温度函数的电流产生将参考具体实施例解释。根据公式(6)，自动地补偿磁滞开关灵敏度，根据供应电流iv(T)所具有的那一种函数，即可有利地实现。下面要考虑的是假设霍尔元件半导体区域的表层电阻率r′作为供应电流iv和补偿电流j大小的共同因子。第一例子如果iv(T)是一个恒定的量，并且与温度无关，那么uh(T)也是一个恒定的量，但补偿电流j(T)的温度函数必须遵循下列条件(7)j(T)＝j(T0)/(1+a×△T)附图说明图1表示上述的一个最佳实施例。第二个例子如果霍尔元件的电源由供应电压VDD直接提供，这样，由于供应电流iv和霍尔灵敏度在那时都是最大的，另一种有利的工作模式就会得到。在该情况下，供应电压VDD的相应值和供应电压的通常温度函数VDD(T)，以及霍尔元件半导体区域的温度函数进入供应电流iv的量值，这样，供应电流iv(T)就由下列公式来决定。公式中VDD表示一个固定的供电电压参考值或一个标准值(8)iv(T，VDD)＝iv(T0)×(VDD/VDD0)/(1+a×△T)根据公式(6)补偿电流j(T)也必须取决于供应电压VDD。但是，霍尔元件半导体区域的温度函数则必须进入具有因子1/(1+a×△T)2的补偿电流的量值中。这样，下面的有条件的公式得出了补偿电流j(T)(9)j(T，VDD)＝j(T0)×(VDD/VDD0)/(1+a×△T)2所期望的温度函数是通过第二个电流分量ik2乘以第一电流分量ik2来取得，其中ik1与1/(1+a×△T)成比例，ik2与(VDD/VDD0)/(1+a×△T)成比例。这样，ik1×ik2＝j自然与(VDD/VDD0)/(1+本文档来自技高网...
【技术保护点】
用单片集成电路技术实现的包括用于提供工作电流的集成电源供应电路装置的有补偿的霍尔传感器。其特征在于：－－电源供应装置包括一个用于具有第１温度函数的第１辅助电流（ｉ↓［１］）的第１电源源（ｑ↓［１］）和用于具有第２温度函数的第２辅助电流（ｉ↓［２］）的第２电流源（ｑ↓［２］）；－－第１、第２电流源（ｑ↓［１］，ｑ↓［２］）分别包括一个第１电阻（ｒ↓［１］和第２电阻（ｒ↓［２］），其半导体区域在技术工艺上与零尔元件（ｈ）的半导体区域相同；－－第１电流变换器（ｂ↓［１］和第２电流变换器（ｂ↓［２］）分别传输第１分量电流（ｉ↓［１１］，ｉ↓［１２］…）和第２分量电流（ｉ↓［２１］，ｉ↓［２２］…），其相对于第１和第２辅助电流（ｉ↓［１］，ｉ↓［２］）分别具有预定的传输比（ｃ↓［１１］，ｃ↓［１２］…，ｃ↓［２１］，ｃ↓［２２］…）；以及－－加法／减法装置通过第１、第２分量电流的加／减产生具有所需温度函数的工作电流（ｉｖ，ｊ）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：乌利希塞乌斯，玛利亚莫茨，尤尔根尼道夫，
申请(专利权)人：德国ITT工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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