[發明專利]磁阻角度傳感器

有效

• 申請號: 201110420065.8
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102564471A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: U.奧瑟萊希納
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14;G01B7/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;王忠忠

技術領域

本發明一般涉及集成電路，并且更具體地涉及集成電路磁阻角度傳感器。

背景技術

磁阻（MR）角度傳感器典型地是在襯底（如半導體管芯）的主表面上形成的薄的平坦結構。磁場向該主表面上的投影被稱作平面內磁場。MR傳感器直接測量平面內磁場與主表面中的參考方向之間的角度。然而，MR傳感器一般不測量磁場的量值。在許多應用中，這是一個缺陷。例如，MR角度傳感器典型地包括小永久磁體，該小永久磁體附著至軸并且其位置待測量。然而，該磁體可以變為無附著的、碎裂的或破損的，或者可以吸引使磁場的一部分短路的活塊金屬。這些和其他情形可以提供經常不能檢測到的角度測量誤差。以下操作也可以是有益的：隨時間監視磁體的強度，以檢測壽命漂移或腐蝕或者檢測來自附近機器和系統的強磁場是否正作用于傳感器。

一種具體類型的MR傳感器是各向異性MR傳感器或AMR傳感器。AMR傳感器經常比其他傳感器更便宜、更精確且更穩健。AMR傳感器也可以測量磁場角度，但僅在0度與180度之間。對于一些應用（如轉向角位置感測），期望測量從0度至360度的整個分辨率。

至少部分地由于MR層中的雜質，MR傳感器也受制于磁滯，這意味著輸出信號使所施加的磁場的真實角度滯后大約0.1度至大約1度。這是與傳統MR傳感器相關聯的另一缺陷。

因此，需要改進的MR傳感器。

發明內容

公開了磁阻角度傳感器、傳感器系統和方法。在一個實施例中，一種磁阻角度傳感器包括：第一多個導體，彼此平行布置在第一平面中以形成第一陣列；第二多個導體，彼此平行布置在第二平面中以形成第二陣列，所述第二平面與所述第一平面不同且間隔開，并且所述第二多個導體關于所述第一多個導體正交布置；以及至少一個磁阻元件，安置在所述第一平面與所述第二平面之間。

在一個實施例中，一種方法包括：提供平行導體的第一平面，所述第一平面與平行導體的第二平面間隔開且相對于所述第二平面正交布置；在所述第一平面與所述第二平面之間提供至少一個磁阻元件；測量在不對平行導體的第一平面或第二平面施加電流的情況下所施加的磁場的第一角度；以及測量在對平行導體的第一平面和第二平面施加第一電流的情況下所施加的磁場的第二角度。

在一個實施例中，一種方法包括：提供包括實質上平行布置的多個串聯連接導體部分的第一導體；提供包括實質上平行布置的多個串聯連接導體部分的第二導體；提供至少一個磁阻元件；將所述第一導體和所述第二導體布置為彼此實質上平行且間隔開，所述第一導體的導體部分關于所述第二導體的導體部分實質上垂直；將所述至少一個磁阻元件布置為與所述第一導體和所述第二導體實質上平行且在所述第一導體與所述第二導體之間；施加第一磁場；測量所述第一磁場的第一角度；通過使電流在所述第一導體或所述第二導體中的至少一個中流動，感應第二磁場；以及測量由所述第一磁場和所述第二磁場引起的磁場的第二角度。

附圖說明

考慮結合附圖對本發明的各個實施例的以下詳細描述，可以更完整地理解本發明，在附圖中：

圖1A示出了根據一個實施例的導體格柵（grid）。

圖1B示出了根據一個實施例的導體格柵。

圖1C示出了根據一個實施例的圖1A和1B一起的導體格柵。

圖2A示出了根據一個實施例的傳感器系統的橫截面圖。

圖2B示出了圖2A的傳感器系統的俯視圖。

圖3示出了根據一個實施例的導體配置。

圖4示出了根據圖3的實施例的磁場方向。

圖5是根據一個實施例的磁場和角度的圖。

圖6是根據一個實施例的磁場和角度的圖。

圖7是根據一個實施例的磁場和角度的圖。

圖8是根據一個實施例的方法的流程圖。

圖9是根據一個實施例的去磁模式的圖。

圖10是根據一個實施例的所施加的電流的圖。

圖11示出了根據一個實施例的導體配置。

圖12是根據一個實施例的方法的流程圖。

圖13A示出了根據一個實施例的導體配置。

圖13B示出了圖13A的導體配置。

雖然本發明可具有（amenable?to）各種修改和備選形式，但是在附圖中通過示例方式示出了本發明的細節并將詳細描述這些細節。然而，應當理解，意圖不是將本發明限于所描述的具體實施例。相反，意圖是覆蓋落在由所附權利要求限定的本發明的精神和范圍內的所有修改、等同方案和備選方案。

具體實施方式