[发明专利]霍尔传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种霍尔传感器。

背景技术

由DE 101 50 955 C1公开了一种霍尔传感器。该霍尔传感器具有多个垂直的、分别具有五个连接端子的霍尔元件。在此，这些直到四个霍尔元件彼此平行地构造并且这些连接端子借助循环的交换彼此连接，以便与各个单独的霍尔元件的偏移电压相比减小该霍尔传感器的偏移电压。附加地，偏移电压可借助所谓“旋转电流法（Spinning-Current-Methode）”被进一步减小。值得期望的是，改进霍尔传感器的复杂布置、偏移和功率损耗。

发明内容

在此背景下，本发明的任务在于，提供一种装置，该装置改进现有技术。

该任务通过具有本发明特征的霍尔传感器解决。本发明有利的构型是从属权利要求的技术方案。

根据本发明技术方案，提供一种霍尔传感器，其具有：一个具有第一连接端子、具有第二连接端子及具有第三连接端子的第一霍尔元件，一个具有第四连接端子、具有第五连接端子及具有第六连接端子的第二霍尔元件，一个具有第七连接端子、具有第八连接端子及具有第九连接端子的第三霍尔元件，一个具有第十连接端子、具有第十一连接端子及具有第十二连接端子的第四霍尔元件，其中，该第一霍尔元件、第二霍尔元件、第三霍尔元件和第四霍尔元件串联地连接。可见，该霍尔传感器由四个彼此串联连接的霍尔元件构成。在此，四个霍尔元件中的每一个具有一个中间连接端子和至少两个围绕该中间连接端子布置的连接端子。一个霍尔元件的围绕中间连接端子布置的连接端子与下一个霍尔元件的围绕中间连接端子布置的连接端子相连接。在此优选的是，借助该连接产生一个闭合的环，也就是说串联中最后的霍尔元件与串联中的第一霍尔元件相连接。由此，所构成的霍尔传感器具有四个连接端子，其中，这四个连接端子由各个霍尔元件的四个中间连接端子构成。

本发明装置的优点是，通过四个单个的、各具有三个端子的霍尔元件的根据本发明的连接，可减小霍尔传感器的偏移电压。为此，四个霍尔元件的串联连接优选按照所谓“旋转电流”法在四种不同模式中运行并且将各个模式的偏移电压相加为一个总偏移电压。申请人的研究显示，该总偏移电压明显小于具有五个端子、以“旋转电流”法运行的一个单个垂直霍尔元件的偏移电压，意想不到地几乎为零。由于偏移电压已经几乎为零，多个霍尔传感器的费事的并联连接成为多余。

该新的传感器方案的优点在于，在所有四个模式中，在各个霍尔元件中的控制电流分布得到相同的组合。在一个具有五个端子的单个霍尔元件的情况下，各个模式之间的控制电流分布是不同的。研究显示，也可使用分别具有例如五个端子的霍尔元件来根据本发明串联连接。在此优选，分别使用位于内部的三个端子。此外，也可将具有4个端子、具有6个端子或相应地多于6个端子的霍尔元件根据本发明串联连接来接线。

另一优点是，在四个霍尔元件串联连接时接触电阻及连接阻抗可对称地分布并且在所有模式中几乎相同大。由此，各个模式的偏移电压极近似反向等大小。

当然，用于产生霍尔电压的霍尔传感器的所述四个霍尔元件具有一个被电流流过的面，其中，该面的法向矢量构造得平行于穿过该面的磁场的待测量的分量的方向。此外，偏移电压优选在磁场不存在的情况下测量。这种测量循环也被称为校准。

在又一实施方式中，第二连接端子和第五连接端子和第八连接端子及第十一连接端子分别构造为供电电压接头或构造为霍尔电压引出头。在此，待测量的霍尔电压的符号取决于电流的方向和施加的磁场方向和在其中构造有霍尔元件的半导体区域的掺杂。为了构造串联连接，在另一个实施方式中，第一连接端子与第十二连接端子相连接。在再一个实施方式中，第三连接端子与第四连接端子连接并且第六连接端子与第七连接端子连接以及第九连接端子与第十连接端子连接。为了表示出来，在表1中列出了用于运行霍尔传感器的四种模式，也就是说，模式1至模式4。在此，标题C1至C4分别表示各个霍尔元件的中间端子，以及VB1，VB2表示两个运行电压，VH1和VH2表示两个测量电压，其中，两个测量电压的差也被称为霍尔电压。

表1：