[发明专利]具有自动灵敏度调节的磁场传感器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及磁场传感器，更具体而言，涉及具有用于感测和调节磁场传感器对于磁场的灵敏度的电路的磁场传感器。

背景技术

磁场传感器采用通常耦合到各种电子电路并且全部设置在公共衬底上方的各种类型的磁场感测元件，例如霍尔效应元件和磁阻元件。磁场感测元件(以及磁场传感器)可以通过各种性能特性进行表征，所述各种性能特性中的一种是灵敏度，可以按照输出信号幅值对磁场感测元件所暴露到的磁场来表示灵敏度。

已经知道，磁场感测元件的灵敏度并且因此磁场传感器的灵敏度相对于多个参数变化。例如，灵敏度可以相对于磁场感测元件的温度变化而变化。对于另一示例，灵敏度可以相对于施加在其上方设置有磁场感测元件的衬底上的应变变化。这样的应变可以在制造包含衬底的集成电路时施加到衬底上。例如，可以通过固化用于形成衬底的封装，例如塑料封装的模制化合物引起的应力来施加该应变。

应该意识到，磁场传感器的温度变化能够直接导致温度变化引起的灵敏度变化。然而，磁场传感器的温度变化还能够间接导致其中温度将应变给予到其上方设置有磁场感测元件的衬底上的灵敏度变化。

磁场传感器以及磁场感测元件的灵敏度变化是不期望的。

发明内容

包括磁场感测元件的磁场传感器能够直接或者间接测量磁场感测元件的灵敏度，并且能够相应地调节磁场传感器的灵敏度。因此，磁场传感器维持对于磁场的灵敏度，该磁场在存在温度漂移(excursion)或者在制造步骤中通常是不可变的，该温度漂移和制造步骤否则会趋于改变磁场传感器的灵敏度。

根据本发明的一方面，一种磁场传感器包括由衬底支撑的磁场感测元件。所述磁场感测元件用于生成包括磁场响应信号部分的输出信号。所述磁场响应信号部分具有对于第一磁场的灵敏度。所述磁场传感器还包括反馈电路，所述反馈电路包括由所述衬底支撑并且邻近所述磁场感测元件的电流导体。所述电流导体用于生成第二磁场。所述反馈电路还包括配置为响应于所述第二磁场而生成增益调节信号的增益计算电路。所述磁场传感器还包括由所述衬底支撑并且具有耦合成接收所述增益调节信号的增益调节节点的增益调节电路。所述增益调节电路配置为响应于所述增益调节信号而调节所述磁场响应信号部分的所述灵敏度。

根据本发明的另一方面，一种磁场传感器包括由衬底支撑的磁场感测元件。所述磁场感测元件用于生成包括磁场响应信号部分的输出信号。所述磁场响应信号部分具有对于第一磁场的灵敏度。所述磁场传感器还包括反馈电路。所述反馈电路包括由所述衬底支撑的第一压电电阻器。所述第一压电电阻器具有节点，在所述节点处生成第一压电输出信号。所述第一压电输出信号响应于所述衬底在第一方向上的应变。所述反馈电路还包括由所述衬底支撑的第二压电电阻器。所述第一和第二压电电阻器中的每一个具有各自的主响应轴(primary response axis)，其中所述第一和第二压电电阻器在相对的取向上设置使得它们各自的主响应轴基本上垂直。所述第二压电电阻器具有节点，在所述节点处生成第二压电输出信号。所述第二压电输出信号响应于所述衬底在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上的应变。所述反馈电路还包括具有耦合成接收与所述第一和第二压电输出信号相关的信号的第一和第二输入节点并且具有输出节点的组合电路，在所述输出节点处生成增益调节信号。所述磁场传感器还包括由所述衬底支撑并且具有耦合成接收所述增益调节信号的增益调节节点的增益调节电路。所述增益调节电路配置为响应于所述增益调节信号而调节所述磁场响应信号部分的所述灵敏度。

附图说明

根据下面附图的详细说明，可以更加充分地理解本发明的前述特征以及本发明本身，在附图中：

图1是具有耦合到增益调节电路的磁场感测元件的电路的方框图，所述磁场感测元件在这里是霍尔效应元件，其中，将所述增益调节电路耦合到反馈电路，所述反馈电路用于提供增益调节信号以调节增益调节电路的增益，其中，在一些实施例中，所述反馈电路包括温度阈值电路和/或通电(power-on)电路；

图1A是示出了能够用作图1的温度阈值电路的温度阈值电路的示例性实施例的方框图；

图1B是示出了能够用作图1的温度阈值电路的温度阈值电路的另一示例性实施例的方框图；

图1C是示出了能够用于代替图1的通电电路和温度阈值电路的组合通电温度阈值电路的方框图；

图2是图1的电路的特定实施例的方框图，其中，所述反馈电路包括两个压电电阻器，并且其中所述增益调节电路包括增益可调节预放大器；