[发明专利]具有阈值调整功能的霍尔片、霍尔传感器及阈值调整方法

说明书

本发明提供了具有阈值调整功能的霍尔片、霍尔传感器及阈值调整方法，解决了现有技术中新产品的设计成本过高、比较器与霍尔片的匹配较难、霍尔传感器开关点的误差偏大等问题。具有阈值调整功能的霍尔片包括一对角上加有驱动电压的驱动电极和另一对角上输出电压的输出电极，输出电极的连线上设置有控制电极V_H1和V_H2，控制电极V_H1和V_H2相对于驱动电极的连线对称设置；控制电极V_H1和V_H2通过电阻阵列分别与外接电流源I_D1和I_D2相连；I_D1与I_D2之和为常数C。采用上述霍尔片的霍尔传感器，其电路中用于Bop和Brp的比较器采用过零比较器，此种设计可简化电路设计，在不提高成本的前提下，显著提高霍尔传感器开关点的精度，以及霍尔片的信噪比。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，涉及一种具有阈值调整功能的霍尔片、霍尔传感器及阈值调整方法。

背景技术

霍尔片是霍尔传感器的敏感器件，一般是硅基的半导体器件，它与后续处理电路集成在同一硅片上形成霍尔传感器。霍尔传感器广泛应用与工业自动化技术、检测技术以及信息处理等方面。传统的霍尔片结构和传统霍尔传感器的电路框图如图1和图2所示，在一对角线上的电极上加驱动电压，在另一个对角线上的电极上获得输出电压，当磁场垂直于霍尔片穿过时，输出电压发生变化，能够反应被测磁场的强度，该信号经过放大后，经过后续的比较器来设定开关点Bon(磁开通点，传感器输出低电平)和Boff(磁关断点，传感器输出高电平)。但上述方式会存在以下缺陷：当需要不同开关点的霍尔传感器开关时，需要重新设计后续的比较器电路，从而造成新产品的设计成本过高；并且由于比较器电路远离信号敏感器件(霍尔片)，比较器与霍尔片的匹配较难，因此也会导致霍尔传感器开关点的误差偏大，影响使用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有阈值调整功能的霍尔片、霍尔传感器及阈值调整方法，能够简化电路的设计，在不提高成本的前提下，提高霍尔传感器开关点的精度。

为实现上述目的，本发明提供的技术解决方案是：

一种具有阈值调整功能的霍尔片，包括一对角上加有驱动电压的驱动电极和另一对角上输出电压的输出电极，其特殊之处在于:

所述输出电极的连线上设置有控制电极V_H1和V_H2，控制电极V_H1和V_H2相对于驱动电极的连线对称设置；

所述控制电极V_H1和V_H2通过电阻阵列分别与外接电流源I_D1和I_D2相连；所述I_D1与I_D2之和为常数C。

进一步地，所述控制电极V_H1和V_H2的控制电流大小通过所述电阻阵列的阻值进行调整。

进一步地，记，两个输出电极中心间的距离为L，两个控制电极中心间的距离为N，当N越接近L时(即，控制电极V_H1和V_H2之间的距离越大)，控制电流对输出电压的改变越大，整个系统的功耗会越低。但是由于输出电极和控制电极本身均具有一定尺寸，为了保证输出电极和控制电极不会发生短路，因此，N/L的取值范围为0.60～0.85，优选N/L＝0.82左右效果较好，比如N/L＝0.83。

进一步地，常数C的大小与霍尔片的功耗和控制精度有关，应折中选取；C值越大，控制精度越高，但是整个系统的功耗越大。反之，功耗越低，控制精度就会下降，从而导致阈值点的误差较大。因此，优选地，C取10uA。