[发明专利]开关锁定型霍尔混合集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及属于磁敏传感器领域，其特别是有关于一种开关锁定型霍尔混合集成电路。

背景技术

霍尔集成电路是一种磁敏传感器，以霍尔效应原理为其工作基础的，用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用，将霍尔元件和调理电路芯片封装到同一只集成电路管壳中就可成为霍尔混合集成电路，它具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达100KHZ），抗辐射，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。通过霍尔集成电路将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速等，转变成电量来进行检测和控制；同样也可以对电流、电压、功率等电量进行全隔离的测量和控制，主要用于我国的航空、航天器上，核爆环境的控制设备、高辐射环境中的控制装置上，这些领域对霍尔集成电路的稳定性、可靠性、长寿命和高抗辐射能力的要求非常高。

现有的霍尔开关集成电路基本能够满足各个领域的应用，但是在抗辐射方面特别是同时能够抗中子辐射和抗钴60γ射线源电离辐射总剂量作用方面（在医疗、农业、食品保鲜、材料消毒方面的应用极广），在剂量比较高的情况下（比如在以下辐射试验剂量：抗辐射总剂量：100Krad(si)；剂量率：1×10¹¹rad(si)/s；抗中子辐射：1×10¹⁴n/cm2），还没有一种霍尔开关集成电路能够达到试验要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种开关锁定型霍尔混合集成电路，既能满足高可靠霍尔集成电路的电磁参数和环境试验要求，又具有高度抗辐射能力。

为达成上述目的，本发明提出一种开关锁定型霍尔混合集成电路，包括霍尔元件和与之连接的调理电路。所述调理电路包括双差分放大电路、史密特触发电路、输出电路，所述霍尔元件感应外界磁场并输出电压信号，双差分放大电路输入上述霍尔电压并将放大后的电压信号输出至史密特触发电路，所述史密特触发电路将输入的电压信号由正弦信号转换为数字方波脉冲信号，并将转换后的所述数字方波脉冲信号通过输出电路输出，其中所述的霍尔元件由砷化镓单晶材料、溅射工艺制造而成，所述的双差分放大电路、史密特触发电路、输出电路均由釆用硅单晶材料、0.5μmCMOS扩散工艺制备的MOS管设计而成。

进一步，其中所述双差分放大电路第一、第二差分放大电路，霍尔元件的输出分别连接第一、第二差分放大电路的输入，所述第一、第二差分放大电路的输出均连接史密特触发电路的输入。

进一步，设有一具有安装槽的陶瓷外壳、封装于所述安装槽内的霍尔元件和CMOS调理电路、以及盖在所述安装槽的外边缘并用于气密性封装所述安装槽的镀金盖板，其中所述霍尔元件通过一金丝与陶瓷外壳连接，所述调理电路通过硅铝丝与陶瓷外売连接,所述陶瓷外売内部布设有印刷导线连接霍尔元件、CMOS调理电路和多个伸出陶瓷外壳之外的管脚。所述霍尔元件和CMOS调理电路均以芯片形式封装在安装槽内。

进一步，所述霍尔元件、CMOS调理电路还连接有多个压焊点，压焊点还与陶瓷売内部的印刷导线和所述伸出陶瓷外壳之外的管脚连接。所述三端伸出陶瓷外壳之外的管脚的厚度H和宽度D分别为0.15mm和0.5mm，相邻管脚中心之间的距离为1.27mm。

本发明的开关锁定型霍尔混合集成电路中霍尔元件釆用砷化镓单晶材料、溅射工艺，霍尔调理电路釆用硅单晶材料、0.5μmCMOS扩散工艺制备的MOS管设计而成，既能满足高可靠霍尔集成电路的电磁参数和环境试验要求，又具有高度抗辐射能力[抗辐射总剂量：100Krad(si)；剂量率：1×10¹¹rad(si)/s；抗中子辐射：1×10¹⁴n/cm²]。从而及时完成开关锁定功能，应用完全达到上述要求的霍尔混合集成电路。

附图说明

图1为本发明实施例开关锁定型霍尔混合集成电路的功能框图。

图2为图1中开关锁定型霍尔混合集成电路的具体电子线路图。

图3为图1中开关锁定型霍尔混合集成电路进行仿真试验的波形图。

图4为开关锁定型霍尔混合集成电路的封装结构的示意图。

图5为图4中封装结构在另一方向的结构示意图。

图6为图4中封装结构侧面a、正面b的装配尺寸图，单位为mm。

图7为图4中封装结构的内部印刷导线连接示意图。

具体实施方式