用于传感器器件和系统中偏移降低的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于传感器器件和系统中的偏移降低的系统和方法。实施例涉及用于降低传感器器件和系统中的误差的系统和方法。在实施例中，所述传感器器件包括磁场传感器器件，诸如普通的或垂直的霍尔传感器器件，并且要降低的误差是残余偏移误差，不过在其他实施例中，其他传感器器件能够被使用和/或其他类型的误差能够被作为降低或消除的目标。在一个实施例中，不彼此电耦合的至少两个此类传感器器件以自旋电流型模式顺序地操作，以便获得来自至少两个传感器器件中的每一个的单独输出信号。然后，能够计算总输出信号，诸如通过平均或以其他方式合并来自每个传感器器件的单独输出信号。

【技术实现步骤摘要】
用于传感器器件和系统中偏移降低的系统和方法
本专利技术总体涉及传感器，并且更具体地涉及传感器器件和系统中的偏移降低。
技术介绍
磁场传感器（诸如，霍尔（Hall）传感器）对磁场敏感，但可能遭受偏移误差。偏移误差是在不存在某个输入量时存在输出信号。在与霍尔传感器相关的示例中，偏移误差将是当事实上不存在磁场时指示输入磁场的输出信号。偏移误差可能影响普通的霍尔器件以及垂直的霍尔器件二者。偏移误差可能涉及不同原因，所述原因中的两个是原始偏移误差和残余偏移误差。原始偏移误差可以指代在特定操作阶段中存在的偏移误差。残余偏移误差可以指代在整体或总输出信号（诸如来自各个操作阶段的信号合并而成的信号）中存在的偏移误差。一种用于降低或消除偏移误差的方法是使用多端子霍尔传感器。四端子霍尔传感器能够操作于自旋（spinning）电流型模式，该模式改变多个时钟阶段中的每一个中端子的耦合，以使得当来自多个时钟阶段的信号被合并时，任何偏移被降低。三端子霍尔器件通常需要使用至少两个器件和修改的自旋电流技术以便类似地操作。即使这样，残余偏移误差也能够保持比期望的更高，诸如在大约1豪特斯拉（mT）的范围内。
技术实现思路
实施例涉及用于降低传感器器件和传感器系统中的误差的系统和方法。在实施例中，一种传感器系统包括：多个传感器器件，被定位为靠近彼此以使得所述多个传感器器件中的每一个被配置成感测基本上相同的条件；控制电路，被配置成通过在每个阶段中选择性地耦合每个传感器器件的多个端子中作为供应端子的第一端子和每个传感器器件的多个端子中作为信号端子的第二端子，以包括用于在每个阶段中获得部分自旋电流输出信号的至少两个阶段的至少一个部分自旋电流模式操作所述多个传感器器件中的每一个，以使得在顺序的阶段中，电流沿不同方向在每个传感器器件中流动，并且每个传感器器件的多个端子中的不同的端子是信号端子；以及输出电路，被配置成根据所述多个传感器器件中的至少两个中每一个的至少两个阶段的部分自旋电流输出信号来确定系统输出信号。在实施例中，一种操作包括多个传感器器件的传感器系统的方法，所述多个传感器器件被布置为靠近彼此，以使得所述多个传感器器件中的每一个被配置成感测基本上相同的条件，每个传感器器件包括多个端子，所述方法包括：通过选择性地耦合所述多个传感器器件中的第一传感器器件的作为供应端子的第一端子和第一传感器器件的作为信号端子的第二端子，以包括至少两个时钟阶段的自旋电流模式操作第一传感器器件，以使得在顺序的时钟阶段中，电流在第一传感器器件的至少部分中沿不同的方向流动，并且第一传感器器件的多个端子中的不同的端子是信号端子；在操作第一传感器器件的至少两个时钟阶段中的每一个中确定第一传感器器件的部分自旋电流输出信号；以自旋电流模式操作所述多个传感器器件中的至少第二传感器器件；在操作至少第二传感器器件的至少两个时钟阶段中的每一个中确定至少第二传感器器件的部分自旋电流输出信号；以及基于第一传感器器件和至少第二传感器器件的部分自旋电流输出信号来确定传感器系统输出信号。附图说明本专利技术可以考虑关于附图的本专利技术的各种实施例的下述详细描述而更完整地理解，其中：图1是根据实施例的传感器系统的框图。图2A是根据实施例的平面霍尔效应传感器元件的顶视图。图2B是根据实施例的垂直霍尔效应传感器元件的横截面视图。图3是根据实施例的传感器系统的框图。图4是根据实施例的传感器系统的框图。图5是根据实施例的针对传感器系统的流程图。图6是根据实施例的针对传感器系统的流程图。图7是根据实施例的针对传感器系统的流程图。尽管本专利技术服从各种修改和替代形式，其详情已经在附图中通过示例的方式示出并将详细描述。然而应该理解的是，这非意在将本专利技术限制成所述的特定实施例。相反的是，本专利技术意图涵盖落入如附加的权利要求所定义的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等价物和替代方式。具体实施方式实施例涉及用于降低传感器器件和传感器系统中的误差的系统和方法。在实施例中，所述传感器器件包括磁场传感器器件（诸如普通的或垂直的霍尔传感器器件），并且要降低的误差是残余偏移误差，不过在其他实施例中，其他传感器器件能够被使用和/或其他类型的误差能够被作为降低或消除的目标。在一个实施例中，至少两个此类传感器器件以自旋电流型模式顺序地操作，以便获得来自至少两个传感器器件中的每一个的单独输出信号。然后，能够计算总输出信号，诸如通过平均或以其他方式合并来自每个传感器器件的单独输出信号。参考图1，描绘了传感器系统100。在图1的实施例中，传感器系统100包括多个霍尔传感器器件H1-Hn，其中n是大于1的整数。包括霍尔效应传感器器件（无论是普通的还是垂直的）并且针对降低这些器件中的残余偏移误差的实施例一般将通过示例性实施例的方式在此进行讨论而不视为限制，因为实施例能够包括其他传感器类型和/或针对降低或消除其他类型的误差。此外，多个传感器器件不需要彼此相同，尽管一般多个器件中的每一个响应于相同的物理量，例如垂直于其上布置传感器器件的衬底的磁场分量。传感器器件H1-Hn被布置以使得每一个被暴露于基本相同的磁场，差异一般仅涉及在衬底上定位每个器件H1-Hn时的小间隔，诸如在实施例中大约1mm或更少。霍尔效应传感器器件H1-Hn一般是包括至少一个有源霍尔区域和至少三个端子的传感器器件，在所述有源霍尔区域中电荷载流子具有高霍尔迁移率，其中至少两个端子被用作用于给传感器器件供应电能的供应端子，并且至少一个端子被用作搭接（tap）指示在有源霍尔区域上起作用的磁场的信号的信号端子。霍尔传感器器件的一个或多个端子能够被用作另一个类型的端子，例如在n掺杂有源霍尔区域中的p槽区（tub）的顶板（topplate）或反之、保护环、隔离环或其他端子类型。然而如本文使用的，“端子”一般指代供应端子和/或信号端子，除非另外表明。在实施例中，霍尔效应传感器器件H1-Hn适于操作于自旋电流序列中，所述自旋电流序列包括至少两个自旋电流阶段，也被称为时钟阶段或操作阶段，在每个自旋电流阶段中电流沿不同方向流过至少部分霍尔效应传感器器件H1-Hn。在实施例中，在电流中的这个改变通过将不同地处于每个自旋电流阶段中的霍尔效应传感器器件H1-Hn的端子耦合为供应端子或信号端子来实现，其中来自至少两个时钟阶段的输出信号然后被合并，诸如通过相加、平均、低通滤波或某个其他方法，以便获得整体自旋电流输出信号。在实施例中，霍尔效应传感器器件H1-Hn不彼此电耦合，或者通过仅单个端子（诸如，公共的地节点）耦合。换句话说，在实施例中，不存在霍尔效应传感器器件H1-Hn之间流动的电流。在自旋电流序列的一个示例中，并且还参考描绘具有四个端子T1、T2、T3和T4并且90度对称的示例性横向霍尔板的图2，电流在第一阶段中从T1流到T3并且在第二阶段中从T2流到T4，在第三阶段中从T3流到T1并且在第四阶段中从T4流到T2。那么所述输出信号是在第一阶段中在T2-T4之间、在第二阶段中在T3-T1之间、在第三阶段中在T4-T2之间和在第四阶段中在T1-T3之间搭接的电压。在实施例中存在可用的自旋电流方案的各种可能性。简单的自旋电流方案称为正交方案，由此仅阶段1和2被使用，且阶段1和2的信号相加以提供自旋电流输出信号。在实际器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器系统，包括：多个传感器器件，被定位为靠近彼此以使得所述多个传感器器件中的每一个被配置成感测基本上相同的条件；控制电路，被配置成通过在每个阶段中选择性地耦合每个传感器器件的多个端子中作为供应端子的第一端子和每个传感器器件的多个端子中作为信号端子的第二端子，以包括用于在每个阶段中获得部分自旋电流输出信号的至少两个阶段的至少一个部分自旋电流模式操作所述多个传感器器件中的每一个，以使得在顺序的阶段中，电流沿不同方向在每个传感器器件中流动，并且每个传感器器件的多个端子中的不同的端子是信号端子；以及输出电路，被配置成根据所述多个传感器器件中的至少两个中每一个的至少两个阶段的部分自旋电流输出信号来确定系统输出信号。

【技术特征摘要】
2013.01.29 US 13/753,1901.一种传感器系统，包括：多个传感器器件，被定位为靠近彼此以使得所述多个传感器器件中的每一个被配置成感测基本上相同的条件；控制电路，被配置成通过在每个阶段中选择性地耦合每个传感器器件的多个端子中作为供应端子的第一端子和每个传感器器件的多个端子中作为信号端子的第二端子，以包括用于在每个阶段中获得部分自旋电流输出信号的至少两个阶段的至少一个部分自旋电流模式操作所述多个传感器器件中的每一个，以使得在顺序的阶段中，电流沿不同方向在每个传感器器件中流动，并且每个传感器器件的多个端子中的不同的端子是信号端子；以及输出电路，被配置成根据所述多个传感器器件中的至少两个中每一个的至少两个阶段的部分自旋电流输出信号来确定系统输出信号，其中所述输出电路进一步被配置成比较所述多个传感器器件的部分自旋电流输出信号以确定部分自旋电流输出信号的分布。2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述输出电路被配置成根据对所述多个传感器器件中的至少两个的部分自旋电流输出信号进行求和来确定系统输出信号。3.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述输出电路被配置成根据对所述多个传感器器件中的至少两个的部分自旋电流输出信号进行平均来确定系统输出信号。4.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述多个传感器器件包括霍尔效应传感器器件。5.根据权利要求4所述的传感器系统，其中所述霍尔效应传感器器件包括垂直霍尔效应传感器器件。6.根据权利要求4所述的传感器系统，其中第一霍尔效应传感器器件包括第二霍尔效应传感器器件的相同端子中的至少一个，其中第一和第二霍尔效应传感器器件操作于不同阶段中。7.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述多个传感器器件被布置在相同的半导体管芯上。8.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述多个端子包括至少三个端子。9.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述分布被用于确定影响所述多个传感器器件中的至少一个的残余偏移误差。10.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述输出电路进一步被配置成从系统输出信号的确定中省略作为所述分布内的偏远信号的至少一个传感器器件部分自旋电流输出信号。11.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述控制电路被配置成从随后的自旋电流模式中的操作中省略具有作为所述分布内的偏远信号的部分自旋电流输出信号的至少一个传感器器件。12.根据权利要求11所述的传感器系统，其中所述输出电路被配置成在制造测试期间确定所述分布并在非易失性存储器中存储测试的结果。13.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述输出电路被配置成周期性地执行所述比较。14.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述输出电路被配置成以下述至少一种方式执行所述比较：随机地、在请求时、或在输入时。15.根据权利要求1所述的传感器系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：U奥塞莱希纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE