霍尔传感器和感测方法技术

霍尔传感器和感测方法。实施例涉及降低或消除偏移误差的多触点传感器装置和其操作方法。传感器装置可包括三个或更多个触点，并且多个这种传感器装置可被组合。传感器装置可包括霍尔传感器装置，或其它传感器类型。可实现用于多触点传感器装置的操作模式，其对传统的自旋电流原理提供了重要修改和改进，包括降低的残留偏移。在此处被称作Iu偏置的第一个这种操作模式中，传感器在全部操作阶段中被提供有相同的输入电流，并且所有操作周期的输出电压被感测和处理。在此处被称作Ui强制的另一操作模式中，传感器装置在全部操作阶段中被提供有相同的输入电压，感测端子被箝位（或者强制）到恒定电势，并且流入或者流出感测端子的电流被感测和处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及传感器并且更具体地涉及在霍尔传感器装置中的偏移抵消。
技术介绍
磁场传感器，例如霍尔传感器，对磁场敏感，但是可能会遭受偏移误差。偏移误差是在缺少某输入量时存在输出信号。在与霍尔传感器相关的实例中，当实际上不存在磁场时，偏移误差将是表不输入磁场的输出信号。偏移误差可与不同原因相关联，其中两个是原始偏移误差和残留偏移误差。原始偏移误差可以指代存在于特定操作阶段中的偏移误差。残留偏移误差可以指代存在于总的或者整个输出信号中的偏移误差，例如作为来自各个单独操作阶段的那些的组合的信号。用于降低或者消除偏移误差的一个方法是使用多触点霍尔传感器。三触点或者四触点霍尔传感器可以以自旋电流型模式操作，其在多个时钟相位中改变触点的供给或感测作用，使得当来自多个时钟相位的信号被组合时降低任何偏移。即使这样，残留偏移误差可以保持比期望的更高，例如在大约I毫特斯拉(HlT)范围中。因此，存在对改进的多触点霍尔传感器装置的需要。
技术实现思路
实施例涉及在多触点传感器装置中降低残留偏移。在实施例中，传感器装置包括被配置成感测物理特性并且包括三个触点的至少一个传感器元件；和传感器电路，其被耦合到至少一个传感器元件并且被配置成在多个操作阶段中操作该至少一个传感器元件，使得在每个操作阶段中供给电流被注入到所述三个触点的作为供给触点的一个并且在所述三个触点的作为信号触点的第二个处测量电势，每个操作阶段具有作为供给触点和信号触点的三个触点的第一布置并且具有对应的操作阶段，其中与第一布置相比，三个触点的第二布置是作为供给触点和信号触点的所述三个触点的反向布置，并且传感器装置的输出与在多个操作阶段中在信号触点处测量的电势的组合相关，其中该多个包括每个操作阶段和对应的操作阶段。在实施例中，传感器装置包括被配置成感测物理特性并包括三个触点的至少一个传感器元件；和传感器电路，其被耦合到所述至少一个传感器元件并被配置为在多个操作阶段中操作所述至少一个传感器元件，使得在每个操作阶段中第一和第二供给电势被分别施加到所述三个触点中的作为供给触点的两个并且供给电势中的一个被施加到所述三个触点中的作为信号触点的第三个，测量在所述三个触点中的第三个处的电流，并且传感器装置的输出与跨越所有操作阶段在信号触点处测量的电流的组合相关。在实施例中，传感器装置包括被配置成感测物理特性并包括三个触点的至少一个传感器元件；和传感器电路，其被耦合到所述至少一个传感器元件并被配置成在多个操作阶段中操作该至少一个传感器元件，使得在每个操作阶段中第一和第二供给电势被分别施加到所述三个触点中的作为供给触点的两个并且在该多个操作阶段的每个中相同的被强制的电势(forced potential)被施加到所述三个触点中的作为信号触点的第三个,测量在所述三个触点的第三个处的电流，并且传感器装置的输出与在多个操作阶段中在信号触点处测量的电流的组合相关。【附图说明】考虑下面结合附图的本专利技术的各种实施例的详细描述，本专利技术可以被更加完全地理解，在附图中: 图1是根据实施例的传感器系统的框图。图2A是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。图2B是根据实施例的在第二操作阶段中的传感器装置的电路图。图2C是根据实施例的在第三操作阶段中的传感器装置的电路图。图2D是根据实施例的在第四操作阶段中的传感器装置的电路图。图2E是根据实施例的在第五操作阶段中的传感器装置的电路图。图2F是根据实施例的在第六操作阶段中的传感器装置的电路图。图2G是图2A-2F的六个操作阶段的图。图3A是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。图3B是根据实施例的在第二操作阶段中的传感器装置的电路图。图3C是根据实施例的在第三操作阶段中的传感器装置的电路图。图3D是根据实施例的在第四操作阶段中的传感器装置的电路图。图3E是根据实施例的在第五操作阶段中的传感器装置的电路图。图3F是根据实施例的在第六操作阶段中的传感器装置的电路图。图4A是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。图4B是根据实施例的在第二操作阶段中的传感器装置的电路图。图4C是根据实施例的在第三操作阶段中的传感器装置的电路图。图4D是根据实施例的在第四操作阶段中的传感器装置的电路图。图5A是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。图5B是根据实施例的在第二操作阶段中的传感器装置的电路图。图5C是根据实施例的在第三操作阶段中的传感器装置的电路图。图是根据实施例的在第四操作阶段中的传感器装置的电路图。图5E是根据实施例的在第五操作阶段中的传感器装置的电路图。图5F是根据实施例的在第六操作阶段中的传感器装置的电路图。图6A是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。图6B是根据实施例的在第二操作阶段中的传感器装置的电路图。图6C是根据实施例的在第三操作阶段中的传感器装置的电路图。图6D是根据实施例的在第四操作阶段中的传感器装置的电路图。图7是根据实施例的微分反馈电路的框图。图8是对于Vf=OV的耦合到图6A的传感器装置的图7的电路的框图。图9是根据实施例的电路的框图。图10是对于二、四和六阶段实施例的残留偏移对比供给电压的曲线图。图1lA是根据实施例的具有多于三个触点的传感器装置的示意图。图1lB是根据实施例的分别具有多于三个触点的被耦合的两个传感器装置的示意图。图12是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。图13A是根据实施例的传感器元件的触点的框图。图13B是根据实施例的传感器元件的触点的框图。图14A是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。图14B是根据实施例的在第二操作阶段中的图14A的传感器装置的电路图。图14C是根据实施例的在第三操作阶段中的图14A和14B的传感器装置的电路图。图15A是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。图15B是根据实施例的在第一操作阶段中的传感器装置的电路图。虽然本专利技术服从各种修改和替代形式，其细节已经由在附图中的实例被示出并且将被详细地描述。然而应该理解不旨在将本专利技术限制到描述的特定实施例。正相反，旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同物、和替代物。【具体实施方式】实施例涉及可降低或消除偏移误差的多触点传感器装置和其操作方法。在实施例中，传感器装置可以包括三个或者更多个触点，并且多个这种传感器装置可被组合。传感器装置可以包括霍尔传感器装置，例如垂直霍尔装置，或者在实施例中的其它传感器类型。操作模式可被实施用于多触点传感器装置，所述多触点传感器装置提供包括降低的残留偏移的对传统的自旋电流原理的重要修改和改进。如前面提及的，偏移误差可以与不同原因相关，其中的两个是原始偏移误差和残留偏移误差。原始偏移误差可以指代存在于特定操作阶段中的偏移误差，而残留偏移误差可以指代存在于总的或者整个输出信号中的偏移误差，例如作为来自各个单独操作阶段的那些的组合的信号。因此，在多个操作阶段中的原始偏移误差可以被组合以生成不希望有的被增加的残留偏移误差或者部分地或完全地抵消原始偏移误差，使得残留偏移误差被减小或者被消除。因此，在此处被称作Iu偏置的第一个这种操作模式中，在所有操作阶段中传感器被提供有相同的输入电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器装置，包括：至少一个传感器元件，其被配置成感测物理特性并且包括三个触点；和传感器电路，其被耦合到所述至少一个传感器元件并且被配置成在多个操作阶段中操作该至少一个传感器元件，使得在每个操作阶段中供给电流被注入到所述三个触点的作为供给触点的一个并且在所述三个触点的作为信号触点的第二个处测量电势，每个操作阶段具有作为供给触点和信号触点的三个触点的第一布置并且具有对应的操作阶段，其中与第一布置相比，三个触点的第二布置是作为供给触点和信号触点的所述三个触点的反向布置，并且传感器装置的输出与在多个操作阶段中在信号触点处测量的电势的组合相关，其中该多个包括每个操作阶段和对应的操作阶段。

【技术特征摘要】
2012.07.26 US 13/559,1971.一种传感器装置，包括: 至少一个传感器元件，其被配置成感测物理特性并且包括三个触点；和 传感器电路，其被耦合到所述至少一个传感器元件并且被配置成在多个操作阶段中操作该至少一个传感器元件，使得在每个操作阶段中供给电流被注入到所述三个触点的作为供给触点的一个并且在所述三个触点的作为信号触点的第二个处测量电势，每个操作阶段具有作为供给触点和信号触点的三个触点的第一布置并且具有对应的操作阶段，其中与第一布置相比，三个触点的第二布置是作为供给触点和信号触点的所述三个触点的反向布置，并且传感器装置的输出与在多个操作阶段中在信号触点处测量的电势的组合相关，其中该多个包括每个操作阶段和对应的操作阶段。2.权利要求1的传感器装置，其中所述至少一个传感器元件包括霍尔传感器元件。3.权利要求2的传感器装置，其中所述霍尔传感器元件是垂直霍尔传感器元件。4.权利要求1的传感器装置，其中所述多个操作阶段包括至少两个操作阶段。5.权利要求4的传感器装置，其中所述多个操作阶段包括至少六个操作阶段。6.权利要求1的传感器装置，其中所述传感器元件包括响应于物理特性的有源区域，所述有源区域从所述传感器元件的第一表面延伸到所述传感器元件中。7.权利要求6的传感器装置，其中所述三个触点被布置在传感器元件的第一表面上与所述有源区域欧姆接触。8.权利要求6的传感器装置，其中所述有源区域响应于垂直或者平行于所述第一平面的磁场分量。9.权利要求1的传感器装置，包括第一和第二传感器元件，其中所述传感器电路被配置为测量在所述第一传感器元件的信号触点和所述第二传感器元件的信号触点之间的电势，其中所述传感器装置的输出与在所述多个操作阶段中测量的电势的组合相关。10.权利要求9的传感器装置，其中所述多个操作阶段包括至少两个操作阶段。11.权利要求1的传感器装置，其中所述三个触点是第一触点，第二触点和第三触点，并且其中所述多个操作阶段包括下面组中的至少两个:组1，其中第一操作阶段包括作为供给触点的第一触点和作为信号触点的第三触点，并且第二操作阶段包括作为信号触点的第一触点和作为供给触点的第三触点；组2，其中第三操作阶段包括作为供给触点的第一触点和作为信号触点的第二触点，并且第四操作阶段包括作为信号触点的第一触点和作为供给触点的第二触点；以及组3,其中第五操作阶段包括作为供给触点的第二触点和作为信号触点的第三触点，并且第六操作阶段包括作为信号触点的第二触点和作为供给触点的第三触点。12.权利要求1的传感器装置，其中在所述操作阶段和所述对应的操作阶段中供给电流的幅度是相同的。13.—种传感器装置，包括: 至少一个传感器元件，其被配置为感测物理特性并且包括三个触点；以及 传感器电路，其被耦合到所述至少一个传感器元件并被配置为在多个操作阶段中操作所述至少一个传感器元件，使得在每个操作阶段中第一和第二供给电势被分别施加到所述三个触点中的作为供给触点的两个并且供给电势中的一个被施加到所述三个触点中的作为信号触点的第三个，测量在所述三个触点中的第三个处的电流，并且传感器装置的输出与跨越所有操作阶段在信号触点处测量的电流的组合相关。14.权利要求13的传感器装置，其中所述至少一个传感器元件包括霍尔传感器元件。15.权利要求14的传感器装置，其中所述霍尔传感器元件是垂直霍尔传感器元件。16.权利要求13的传感器装置，其中所述多个操作阶段包括至少两个操作阶段。17.权利要求16的传感器装置，其中所述多个操作阶段包括至少四个操作阶段。18.权利要求13的传感器装置，其中所述多个操作阶段中的每个具有作为供给触点和信号触点的三个触点的第一布置，并且具有对应的操作阶段，其中与所述第一布置相比，所述三个触点的第二布置包括所述供给触点中的同一个供给触点，并且所述供给触点中的另一个和所述信号触点被反过来...

【专利技术属性】
技术研发人员：U奥塞勒奇纳，
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：