[发明专利]磁传感器以及电流传感器

说明书

本发明提供了一种磁传感器以及电流传感器。所述磁传感器包括半导体衬底，设置于半导体衬底表面的第一磁敏元件、第二磁敏元件、第三磁敏元件和第四磁敏元件，每个磁敏元件上各自设置一对偏置电极和一对采样电极，所述偏置电极用于在磁敏元件上引入一偏置电流，所述采样电极用于采样由所述偏置电流和一环境磁场共同作用而产生的一霍尔电压，所述四个磁敏元件上的偏置电流方向依次呈90度角。本发明的优点在于，通过设置多个磁敏元件，彼此的电流呈现90角，能够降低磁敏元件自身由于扩散角度不一致，厚薄不一致而造成的偏差。

技术领域

本发明涉及集成电路设计以及封装领域，尤其涉及一种磁传感器以及电流传感器。

背景技术

电流传感器的基本原理是利用电磁感应现象，采用一颗霍尔传感器来检测通过导线的电流大小。现有技术中，通常是采用一颗霍尔传感器来检测磁场强度。

附图1所示是现有技术中霍尔传感器检测对磁场进行检测的基本原理示意图。磁敏元件10的四个角上分别设置电极101～104，磁场B的方向是垂直于图面的。此时在磁敏元件10的电极101和电极103上施加电压V_s，载流子在霍尔效应的作用下，会在电极102和电极104之间产生电势差V_h。V_s和V_h的符号与磁敏元件10的掺杂类型有关。为了放大电压信号，还可以进一步使用动态失调消除技术对信号进行处理。所谓动态失调技术是使用旋转电流法，即在霍尔片上，周期性的在电极101和电极103之间以及电极102和电极104之间上施加电压V_s，使磁敏元件上中的电流发生90度的周期性旋转。

然而，现有技术中磁敏元件10在扩散掺杂的过程中各个角度的扩散厚薄存在不一致，即自身所存在的不均匀性失调电压，这不会因驱动电流方向的改变而改变。因此，上述的动态失调技术，仍然无法解决磁敏元件10自身由于扩散厚薄不一致而造成的偏差，无法适用在有高精度高线性要求的电流传感器产品中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种磁传感器以及电流传感器，能够降低磁敏元件自身由于扩散厚薄不一致而造成的偏差。

为了解决上述问题，本发明提供了一种磁传感器，包括半导体衬底，以及设置于半导体衬底表面的第一磁敏元件、第二磁敏元件、第三磁敏元件和第四磁敏元件，每个磁敏元件的表面各自设置一对偏置电极和一对采样电极，所述偏置电极用于在磁敏元件上引入一偏置电流，所述采样电极用于采样由所述偏置电流和一环境磁场共同作用而产生的一霍尔电压，所述四个磁敏元件上的偏置电流方向依次呈90度角。

可选的，所述每个磁敏元件上的偏置电极和采样电极可以互换使用。

可选的，所述第一磁敏元件、第二磁敏元件、第三磁敏元件和第四磁敏元件均第一磁敏元件和第二磁敏元件为正方形，所述偏置电极位于磁敏元件的两个对角上，所述采样电极位于另外两个对角上。

本发明进一步提供了一种电流传感器，包括一半导体衬底以及设置在半导体衬底上的一上述的磁传感器，所述半导体衬底中包括一段弧形导线，当所述弧形导线中通过电流时，所述弧形导线能够在圆弧的中心处形成一耦合磁场的增强区域，所述磁传感器设置于所述增强区域。

本发明的优点在于，通过设置多个磁敏元件，彼此的电流呈现90角，能多方向抵消制作工艺上造成的偏差，同时将获得的多个角度上的有效信号进行相加处理，大大降低有效信号误差，改善了信号噪声，从而降低磁敏元件自身由于扩散角度不一致，厚薄不一致而造成的偏差。

附图说明

附图1所示是现有技术中霍尔传感器检测对磁场进行检测的基本原理示意图。

附图2所示是本发明具体实施方式所述的磁传感器结构示意图。

附图3所示是本发明具体实施方式所述的电流传感器的结构示意图。

具体实施方式