杂散场传感器电路及方法技术

一种在存在干扰的情况下配置和操作的传感器电路。根据不同示例实施例，利用电流传感器感测杂散磁场，其中电流传感器还分别感测由于电流以相反方向流过导体的不同部分而产生的电流感应磁场。电流感应磁场和杂散磁场是共面的，电流传感器被布置为使得当传感器的输出被组合时消除来自每个电流传感器的输出中与杂散磁场相对应的部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的各个方面涉及磁传感器，更具体地，涉及能够在存在杂散场(strayfield)的情况下实现的磁传感器。
技术介绍
磁传感器在各种应用和工业中越来越重要。例如，通常在汽车应用中实现磁传感器。磁停车传感器、角传感器、防抱死刹车系统(Anti-lock Braking System, ABS)传感器和胎压(tire pressure)传感器被广泛用于现代车辆中。这些和其它类型的传感器对于改善舒适度和安全性是有用的。因为磁场容易穿透大多数的材料，所以磁传感器在汽车应用中尤其有用。磁传感器还对污垢和其它条件非常不敏感，而这些条件对于例如光传感器的适当操作而言可能是具有挑战性的。尽管在这些和其它应用以及工业中是有用的，但是许多磁传感器易受到干扰，干扰会影响磁传感器检测由于电流流动而引起的场的能力。例如，由于与具体应用有关的环境条件，在诸如汽车应用之类的多种应用中可以存在杂散磁场。杂散或其它磁场干扰仍然是具有挑战性的，尤其是在相对来说比较需要以合理成本制造的传感器的生产中。因此，杂散场对于多种传感器应用来说都是棘手的。
技术实现思路
不同示例实施例涉及包括以上讨论的器件在内的多种器件的杂散场补偿，以及涉及包括这些器件的这些应用。根据示例实施例，一种电流传感器电路包括第一磁场传感器和第二磁场传感器。第一磁场传感器感测杂散磁场和由于电流流过导体而产生的第一电流感应磁场(current-induced magnetic field)。第二磁场传感器感测杂散磁场和由于电流流过导体而产生的第二电流感应磁场，其中，第二电流感应磁场与第一磁场传感器感测的第一电流感应磁场相反。电流感应磁场和杂散磁场是共面的，每个磁场传感器电路提供输出，当组合所述输出时，消除(cancel) 了每个输出的与杂散磁场相对应的部分。另一示例实施例涉及一种集成电路芯片，所述集成电路芯片具有半导体衬底、在衬底中的导体、磁场传感器和输出电路，其中所述导体被布置为使电流沿相反方向流动。第一磁场传感器位于衬底中的导体的第一部分的上方，并感测杂散磁场和由于电流流过导体的第一部分而产生的第一电流感应磁场，杂散磁场和第一电流感应磁场是共面的。第二磁场传感器位于衬底中的导体的第二部分的上方，并感测杂散磁场和由于电流流过导体的第二部分而产生的第二电流感应磁场。第二电流感应磁场与第一磁场传感器感测的第一电流感应磁场相反，杂散磁场和第二电流感应磁场是共面的。输出电路处理传感器的输出以消除每个输出的与杂散磁场相对应的部分，并且提供处理的结果作为对流过导体的电流的量加以指示的输出。另一示例实施例涉及一种感测电流的方法。利用第一磁场传感器，感测杂散磁场和由于电流通过导体而产生的第一电流感应磁场。利用第二磁场传感器来感测杂散磁场和由于电流通过导体而产生的第二电流感应磁场，第二电流感应磁场与第一磁场传感器感测的第一电流感应磁场相反，电流感应磁场和杂散磁场是共面的。在组合每个磁场传感器电路的输出时，消除了每个输出的与杂散磁场相对应的部分。附图说明以上讨论并非旨在描述本公开的每种实施例或每种实现。附图和以下描述也是对各种实施例进行举例说明。考虑结合附图的以下详细描述，可以更完整地理解各种示例实施例，其中图1示出了根据本专利技术示例实施例的磁传感器电路；图2示出了根据本专利技术另一示例实施例的用于感测电流的另一磁传感器电路，所述另一磁传感器电路采用一般共线电路结构(generally collinear circuitarrangement)；图3示出了根据本专利技术另一示例实施例的用于感测电流的另一磁传感器电路，所述另一磁传感器电路采用一般平行电路结构(generally parallel circuitarrangement)0具体实施例方式尽管本专利技术能够适应各种修改和备选形式，但是通过举例在附图中示出了本专利技术的具体示例，并且将对本专利技术的具体示例进行详细的描述。然而，应该理解地是本专利技术不局限于特定实施例描述的专利技术。相反，本专利技术覆盖落在包括权利要求所限定方面的本专利技术范围内的所有修改、等价物和备选。此外，贯穿本文档所使用的术语“示例”是说明性而非限制性的。本专利技术可应用到使用传感器应用(包括磁电流传感器应用)的各种不同类型的工艺、器件和装置中。尽管不必如此限制本专利技术，但是可以通过使用本上下文对示例的讨论来理解本专利技术的各个方面。根据示例实施例，电流传感器电路被配置为便于在存在一个和多个杂散磁场情况下检测电流感应磁场。电流传感器电路包括响应于环境磁场的两个和多个传感器，所述环境磁场包括由于电流通过导体而产生的场以及任何杂散场。这些传感器中的两个传感器被布置为使得通过导体的电流沿不同的方向经过相应的传感器，其中，这两个传感器被布置为一致性地(consistently)检测任何杂散场。因此，每个传感器的输出包括与每个传感器检测的杂散场相对应的分量。这些传感器保持相对靠近并且是以共同的(common)部件来实现的，使得通过将各个传感器的输出相互组合，消除了在每个传感器处检测到的杂散场。在传感器的灵敏度是平面灵敏度的情况下，减小或消除了的杂散场与电流产生的场(例如，两个场均可由传感器感测)一般共面。组合输出例如可以包括根据配置(例如，传感器取向(orientation)或传感器偏置，以及当传感器180旋转度时或者以不同方式偏置时可以反向的相关信号的极性)来将输出相减和相加。因此，各个输出的其余部分与由于电流通过导体而产生的场相对应。不同实施例涉及使用多种不同类型传感器的实现。结合一个或多个实施例使用的6一些传感器根据霍尔效应或磁电阻效应来工作。各向异性磁电阻(AMR)和巨磁电阻(GMR)传感器是使用磁电阻效应来工作的传感器类型的具体示例。可以将霍尔效应传感器单片地(monolithically)集成到集成电路中，这可以是一种相对经济的方法。可以以一般较高的灵敏度来实现磁电阻传感器。例如，AMR传感器表现出比霍尔效应传感器高得多的灵敏度，而GMR传感器可以实现比AMR传感器的灵敏度高的灵敏度。磁电阻传感器相对于霍尔效应传感器(例如，相对于霍尔效应传感器被单片地集成的能力)可以包括附加的制造步骤。例如，可以通过在单独的管芯上或在单片结构的顶部溅射Ni8t^e2tl,来沉积AMR传感器。有时在磁场中，可以使用退火工艺来稳固(stabilize)磁电阻材料。可以在多种薄层和界面中形成GMR传感器，这些薄层和界面可以包括相对复杂的制造。可以结合不同示例实施例来使用一种或多种类型的霍尔传感器。在一些实现中，霍尔传感器被单片地集成到半导体器件中，并且被布置为感测如本文所讨论的电流感应场和杂散场。可以根据一个或多个实施例使用若干不同类型的霍尔传感器(例如，垂直的)或其它已知的半导体传感器，如，霍尔片(Hall plate)、磁场灵敏的(magneticfield sensitive)双极结型晶体管(磁敏晶体管)、磁场灵敏的结型场效应晶体管(JFET，junction field-effect transistor)、磁场灵敏的金属氧化物半导体 FET(MOSFET)、在MOSFET (MAGFET)的沟道区中的霍尔传感器、或霍尔电阻器。在一些实现中，如本文所描述的一个或多个传感器在传感器所位于的芯片或衬底的平面中表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·亨里克斯·玛格丽塔·范费尔德温，维克多·齐伦，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：