[其他]具有能在集成電路中集成的霍耳元件的裝置

在審

• 申請號: 101986000003454
• 申請日: 1986-05-21
• 公開（公告）號: CN1003480B
• 公開（公告）日: 1989-03-01
• 發明（設計）人: 波波維克·拉迪沃耶
• 申請（專利權）人: 蘭迪斯·吉爾楚格股份公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本裝置由電流發生器（２１）、霍耳元件（２２）及調節電路（２４至２７）組成，該調節電路用于穩定包括在（２２）中的阻擋層厚度，以保證（２２）的時間及溫度穩定性和線性。阻擋層至少從上面覆蓋（２２）的有源區。所述調節電路由實際值整形器（２４）、額定值發生器（２５）和額定值／實測值微分器（２６、２７）組成，（２６，２７）由差分放大器（２６）和反相放大器（２７）串聯組成。（２４）是絕對值發生器，它包括控制裝置（２８）、轉換開關（２９）、反相放大器（３０）及電壓跟隨器（３１）。

按照權利要求1的前序部分本發明涉及的是，一種具有能在集成電路中集成的霍耳元件的裝置。

此種裝置使用于，例如：功率表或者電表中來測量電流i_N，或者形成電壓/電流的乘積U_N·i_N。在這里U_N表示供電網路的線路電壓壓，而i_N表示由用戶消耗電能的電流。假如霍耳元件求出了磁場H_N的話，因為電流i_N正比于由其所產生的磁場H_N，所以霍耳元件可以間接地測量出電流i_N。因為霍耳元件的輸出電壓正比于i·H_N的乘積，在這里的i表示霍耳元件的饋電電流。假如霍耳元件借助于一個電阻，該電阻的饋電電流i選擇為正比于網路電壓U_N，則霍耳元件就構成了電壓/電流的乘積U_N·i_N，在這種情況下，霍耳元件需作為四象乘法器進行工作。因為U_N和i_N以及i和H_N是正弦波，所以具有正值和負值。

按照權利要求1的前序部分所述和可集成的縱向霍耳元件已經由出版物“縱向霍耳效應器件R.S.Popovic，電氣與電子工程師協會（IEEE）電子器件通訊，EDL-5卷第9號，84年9月，357-358頁”公開。可集成的縱向霍耳元件是測量這種磁場H_N的霍耳元件：該磁場平行地作用于集成霍耳元件的表面。

一種按照權利要求1的前序部分所述的可水平集成的霍耳元件，已經由美國US-PS4253107中公布。可水平集成的霍耳元件是測量磁場H_N的，該磁場垂直地作用于集成霍耳元件的表面。

顯然，有關霍耳元件的穩定度以及尤其是有關其長時間的穩定度在下列的出版物中僅僅作了少量的、并且僅僅是原理性的公開：“霍耳效應檢測器及其在全自動磁場測量系統中的應用”。著者M.W.Poole及R.P.Walker美國電氣與電子工程師協會磁學會刊MaG-17卷第5號，81年9月，第2132頁。

本發明的任務在于：在采用一種工藝，即允許同時地制造可集成的霍耳元件，以及可集成的晶體三極管的工藝情況下，制造保持長時間穩定的可集成的霍爾元件。

按照本發明上述的任務，通過在權利要求1中特征部分的特征得到解決。

由從屬權利要求的特征完成的其它任務是：制造溫度穩定的可集成霍爾元件，并且在恒定的，給定的饋電電流i時，使它的特征曲線V_H＝f（B）成為線性的。在此，V_H表示霍爾元件的輸出電壓，并且B＝μH_N表示待測磁場的磁感應強度。

本發明的實施例已在附圖中說明，并在下面詳細地描述。

圖1表示，可集成的穩定的縱向霍爾元件的俯視圖，采用互補金屬氧化物半導體工藝（C-MOS）。

圖2表示，圖1中所述的霍爾元件的垂直斷面圖。

圖3表示，可集成的穩定的縱向霍爾元件的俯視圖，采用修改了的CMOS-工藝。

圖4表示，圖3和圖5中所描述的霍爾元件的垂直斷面圖。

圖5表示，一種可集成的、穩定的縱向霍爾元件的水平斷面圖，采用夾層結構及修改過的CMOS-工藝。

圖6表示一種可集成的、穩定的縱向霍爾元件的第一種變型的俯視圖，采用修改過的Bi MOS-工藝。