CN107290695A - 一种磁传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体元件技术领域，其公开了一种磁传感器，包括至少二磁感测元件，所述至少二磁感测元件构成至少一流通电流方向相反且对称设置的磁感测元件对。本发明提供的磁传感器，通过至少二磁感测元件对中的磁感测元件的流通电流方向相反的对称设置，消除由于制程偏差引起的单个磁传感器元件的电阻不对称，使得磁感测元件感测磁场强度更加准确。

Description

一种磁传感器

技术领域

本发明涉及半导体元件技术领域，更具体的说，是涉及一种磁传感器。

背景技术

霍尔元件是应用霍尔效应的半导体，即为磁场传感器，其一般用于电机中测定转子转速，其作用是检测磁极的位置，且由于霍尔测出的结果只是磁场脉冲。其在磁场力作用下，在金属或通电半导体中将产生霍尔效应，其输出电压与磁场强度成正比，霍尔效应是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象，其本质是：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差，即：霍尔电压。

目前在电机上的磁传感器只包括一个，单个磁传感器元件的角间距是固定的，由于单个不对称的磁传感器的制程偏差，如杂浓度的差异和光刻差异，而导致其电阻不对称，影响其磁场检测电流，导致霍尔元件磁感测元件感测磁场强度不准确。

发明内容

本发明提供了一种磁传感器，通过对称设置的至少二磁感测元件，消除由于制程偏差引起的单个磁传感器元件的电阻不对称。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种磁传感器，其特征在于，包括至少二磁感测元件，所述至少二磁感测元件构成至少一个流通电流方向相反且对称设置的磁感测元件对。

优选的，所述每一磁感测元件包括四个接触端子，其中，对于每一个所述磁感测元件，所述磁感测元件的每个接触端子都与对应的接触端子总线连接，构成总线接触端子。

优选的，所述每一磁感测元件呈十字形，所述四个接触端子分别设置在所述磁感测元件的四个端点。

优选的，所述每一磁感测元件的接触端子与对应所述接触端子总线通过相同距离的连接线相连。

优选的，所述一对磁感测元件中的所述磁感测元件具有彼此相同的几何形状。

优选的，所述不同对磁感测元件对具有不同的几何形状。

优选的，所述多个磁感测元件对的几何布置为正方形、菱形或圆形。

优选的，所述磁传感器包括四个磁感测元件，所述四个磁感测元件分别设置在正方形半导体基板的四个对角位置，且位于正方形对角位置的磁感测元件分别构成一磁感测元件对。

优选的，所述一对角设置的二磁感测元件呈同一角度倾斜设置。

优选的，所述多个磁感测元件对的几何布置为以所述磁感测元件的中心点位于同一个圆上的设置。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种磁传感器，包括多个磁感测元件，所述多个磁感测元件构成至少一流通电流方向相反且对称设置的磁感测元件对。本发明提供的磁传感器，通过多个磁感测元件对中的磁感测元件的流通电流方向相反的对称设置，消除由于制程偏差引起的单个磁传感器元件的电阻不对称，使得磁感测元件感测磁场强度更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明中提到的磁感测元件的结构示意图；

图2为本发明公开的一种磁传感器的实施例结构示意图；

图3为本发明公开的磁传感器的另一实施例结构示意图；

图4至图6为本发明公开的磁传感器另一替代实施例的几何布置示意图；

图7至图8为本发明公开的磁传感器另一替代实施例的几何布置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体的，请参阅附图1，图1为本发明中提到的磁感测元件的结构示意图，如图1所示，磁感测元件设置有四个接触端子N、S、W、E，磁感测元件的电流方向是接触端子W指向接触端子E。在其他实施例中，所述磁感测元件的电流方向可以是由接触端子E流向接触端子W或由接触端子N流向接触端子S或由接触端子S流向接触端子N。

请参阅附图2，图2为本发明实施例公开的一种磁传感器的结构示意图。本发明公开了一种磁传感器10，包括多个磁感测元件10a、10b、10c及10d。所述多个磁感测元件10a、10b、10c及10d分别设置在正方形半导体基板的四个对角位置，如图2所示，多个磁感测元件从呈正方形设置。在本实施例中，所述磁感测元件10a、10b、10c及10d的电流方向均是由接触端子W流向E，通过转换磁感测元件的接触点即可达到每一对中磁感测元件的电流方向相反的目的。在本实施例中，所述半导体基板为P型基板。在本实施例中，所述磁传感器10为霍尔传感器，所述磁感测元件可以是，但不限于霍尔元件。

所述磁感测元件10a、10b、10c及10d构成两个流通电流方向相反的且对称设置的磁感测元件对。在本实施例中，所述对角设置的磁感测元件10a与10c构成一磁感测元件对，所述对角设置的磁感测元件10b与10d构成另一磁感测元件对。在其他实施例中，所述磁感测元件10a与10b构成一磁感测元件对，所述磁感测元件10c与10d构成另一磁感测元件对。所述每一磁感测元件包括四个接触端子，其中，对于每一个所述磁感测元件，所述磁感测元件的每个接触端子都与对应的接触端子总线连接，构成总线接触端子W、E、S、N。在本实施例中，所述每一磁感测元件呈十字形，所述四个接触端子分别设置在所述磁感测元件的四个端点。

优选的，所述磁感测元件的每个接触端子与对应所述接触端子总线通过相同距离的连接线相连。

其中，所述多个磁感测元件对大于等于1。上述所述的多个磁感测元件对可以为1对、2对、3对、4对等等，具体对磁感测元件的排列根据如图2所示的排列进行相同的排列只要满足每个磁感测元件对的磁感测元件位置对称且流通电流方向相反即可。

本发明公开了一种磁传感器，包括多个磁感测元件，所述多个磁感测元件构成至少一流通电流方向相反且对称设置的磁感测元件对。本发明提供的磁传感器，通过多个磁感测元件对中的磁感测元件的流通电流方向相反的对称设置，消除由于制程偏差引起的单个磁传感器元件的电阻不对称，使得磁感测元件感测磁场强度更加准确。

上述实施例还可以为如附图3所示，图3为本发明公开的磁传感器另一实施例的结构示意图。本发明公开了一种磁传感器20，包括多个磁感测元件20a、20b、20c及20d。所述多个磁感测元件20a、20b、20c及20d分别设置在正方形半导体基板的四个对角位置。在本实话例中，所述半导体基板为P型基板。其中，所述磁感测元件20a与20c呈一定角度倾斜设置，且所述磁感测元件20a与20c的倾斜角度相同。所述磁感测元件20a、20b、20c及20d构成两个流通电流方向相反的且对称设置的磁感测元件对。在本实施例中，所述对角设置的磁感测元件20a与20c构成一磁感测元件对，所述对角设置的磁感测元件20b与20d构成另一磁感测元件对。所述每一磁感测元件包括四个接触端子，其中，对于每一个所述磁感测元件，所述磁感测元件的每个接触端子都与对应的接触端子总线连接，构成总线接触端子W、E、S、N。在本实施例中，所述每一磁感测元件呈十字形，所述四个接触端子分别设置在所述磁感测元件的四个端点，如图3所示，本实施例中的磁感测元件20a和20c可以如图3中倾斜设置，且磁感测元件20b与20d也可以设置成如磁感测元件20a和20c放置的位置，只要保证所述磁感测元件20a、20b、20c及20d构成两个流通电流方向相反的且对称设置的磁感测元件对即可。

如图4至图6所示，图4至图6为本发明磁传感器另一替代实施例的几何布置示意图。图4为磁感测元件并列布置的二磁感测元件构成磁感测元件对，且两对磁感测元件对具有相同的几何形状，且每一对的磁感测元件的摆放位置可不同，只要满足位置对称且电流方向相反即可。图5为磁感测元件并列布置的二磁感测元件构成磁感测元件对，且两对磁感测元件对具有不相同的几何形状；图6为对角设置的二磁感测元件构成磁感测元件对，且两对磁感测元件具有不同的几何形状。上述所述一对磁感测元件对所对应的所述磁感测元件可具有彼此相同的几何形状，且所述不同对磁感测元件对可以具有不同的几何形状，无需与其他磁感测元件对的几何形状一致，但是每个磁感测元件对的几何形状必须是彼此相同的，且也不一定如图2和图3所示必须是对角线上的对称，具体如图4至图6所示。

其中，所述多个磁感测元件对的几何布置为菱形或正方形，具体的如图2至图6所示的示意图，所述磁传感器包括四个磁感测元件，所述四个磁感测元件分别设置在正方形半导体基板的四个对角位置，且位于正方形对角位置的磁感测元件分别构成一磁感测元件对。

优选的，所述多个磁感测元件对的几何布置为以所述磁感测元件的中心点位于同一个圆上的设置，具体的，请参阅附图7和附图8，图7和图8为本发明公开的磁传感器另一替代实施例的几何布置示意图。具体的，对于磁感测元件对的几何布置的另一有利的可能性是，将磁感测元件，使各个磁感测元件的中点位于圆上。以两对磁传感器元件1A，1B和2A的几何布置的一个例子，如图7所示，连接线L1，L2表示一个对的两个磁感测元件的几何中点之间的虚连接。连接线L1，L2两对磁感测元件1A，1B和2A的，2B相交于点M，其代表了整个磁传感器的几何中点。

如图8所示，为用3对磁感测元件的几何布置的一个例子。连接线L1，L2，L3表示一对的两个磁感测元件的几何中点之间的虚连接。连接线L1，L2，三对磁感测元件1A1B，2A2B，3A3B相交于点M，其表示整个磁传感器的几何中点。

综上所述，本发明公开了一种磁传感器，包括多个磁感测元件，所述多个磁感测元件构成至少一流通电流方向相反且对称设置的磁感测元件对。本发明提供的磁传感器，通过多个磁感测元件对中的磁感测元件的流通电流方向相反的对称设置，消除由于制程偏差引起的单个磁传感器元件的电阻不对称，使得磁感测元件感测磁场强度更加准确。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种磁传感器，其特征在于，包括至少二磁感测元件，所述至少二磁感测元件构成至少一个流通电流方向相反且对称设置的磁感测元件对。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述每一磁感测元件包括四个接触端子，其中，对于每一个所述磁感测元件，所述磁感测元件的每个接触端子都与对应的接触端子总线连接，构成总线接触端子。

3.根据权利要求2所述的磁传感器，其特征在于，所述每一磁感测元件呈十字形，所述四个接触端子分别设置在所述磁感测元件的四个端点。

4.根据权利要求2所述的磁传感器，其特征在于，所述每一磁感测元件的接触端子与对应所述接触端子总线通过相同距离的连接线相连。

5.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述一对磁感测元件中的所述磁感测元件具有彼此相同的几何形状。

6.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述不同对磁感测元件对具有不同的几何形状。

7.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述多个磁感测元件对的几何布置为正方形、菱形或圆形。

8.根据权利要求7所述的磁传感器，其特征在于，所述磁传感器包括四个磁感测元件，所述四个磁感测元件分别设置在正方形半导体基板的四个对角位置，且位于正方形对角位置的磁感测元件分别构成一磁感测元件对。

9.根据权利要求8所述的磁传感器，其特征在于，所述一对角设置的二磁感测元件呈同一角度倾斜设置。

10.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述多个磁感测元件对的几何布置为以所述磁感测元件的中心点位于同一个圆上的设置。