[發明專利]開關鎖定型霍爾混合集成電路

有效

• 申請號: 201310236077.4
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103353585A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 汪建軍;李萍;儲建飛
• 申請（專利權）人: 南京中旭電子科技有限公司
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07;H01L25/16;H01L23/31
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明涉及屬于磁敏傳感器領域，其特別是有關于一種開關鎖定型霍爾混合集成電路。

背景技術

霍爾集成電路是一種磁敏傳感器，以霍爾效應原理為其工作基礎的，用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用，將霍爾元件和調理電路芯片封裝到同一只集成電路管殼中就可成為霍爾混合集成電路，它具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達100KHZ），抗輻射，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。通過霍爾集成電路將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速等，轉變成電量來進行檢測和控制；同樣也可以對電流、電壓、功率等電量進行全隔離的測量和控制，主要用于我國的航空、航天器上，核爆環境的控制設備、高輻射環境中的控制裝置上，這些領域對霍爾集成電路的穩定性、可靠性、長壽命和高抗輻射能力的要求非常高。

現有的霍爾開關集成電路基本能夠滿足各個領域的應用，但是在抗輻射方面特別是同時能夠抗中子輻射和抗鈷60γ射線源電離輻射總劑量作用方面（在醫療、農業、食品保鮮、材料消毒方面的應用極廣），在劑量比較高的情況下（比如在以下輻射試驗劑量：抗輻射總劑量：100Krad(si)；劑量率：1×10¹¹rad(si)/s；抗中子輻射：1×10¹⁴n/cm2），還沒有一種霍爾開關集成電路能夠達到試驗要求。

發明內容

本發明目的在于提供一種開關鎖定型霍爾混合集成電路，既能滿足高可靠霍爾集成電路的電磁參數和環境試驗要求，又具有高度抗輻射能力。

為達成上述目的，本發明提出一種開關鎖定型霍爾混合集成電路，包括霍爾元件和與之連接的調理電路。所述調理電路包括雙差分放大電路、史密特觸發電路、輸出電路，所述霍爾元件感應外界磁場并輸出電壓信號，雙差分放大電路輸入上述霍爾電壓并將放大后的電壓信號輸出至史密特觸發電路，所述史密特觸發電路將輸入的電壓信號由正弦信號轉換為數字方波脈沖信號，并將轉換后的所述數字方波脈沖信號通過輸出電路輸出，其中所述的霍爾元件由砷化鎵單晶材料、濺射工藝制造而成，所述的雙差分放大電路、史密特觸發電路、輸出電路均由釆用硅單晶材料、0.5μmCMOS擴散工藝制備的MOS管設計而成。

進一步，其中所述雙差分放大電路第一、第二差分放大電路，霍爾元件的輸出分別連接第一、第二差分放大電路的輸入，所述第一、第二差分放大電路的輸出均連接史密特觸發電路的輸入。

進一步，設有一具有安裝槽的陶瓷外殼、封裝于所述安裝槽內的霍爾元件和CMOS調理電路、以及蓋在所述安裝槽的外邊緣并用于氣密性封裝所述安裝槽的鍍金蓋板，其中所述霍爾元件通過一金絲與陶瓷外殼連接，所述調理電路通過硅鋁絲與陶瓷外売連接,所述陶瓷外売內部布設有印刷導線連接霍爾元件、CMOS調理電路和多個伸出陶瓷外殼之外的管腳。所述霍爾元件和CMOS調理電路均以芯片形式封裝在安裝槽內。

進一步，所述霍爾元件、CMOS調理電路還連接有多個壓焊點，壓焊點還與陶瓷売內部的印刷導線和所述伸出陶瓷外殼之外的管腳連接。所述三端伸出陶瓷外殼之外的管腳的厚度H和寬度D分別為0.15mm和0.5mm，相鄰管腳中心之間的距離為1.27mm。

本發明的開關鎖定型霍爾混合集成電路中霍爾元件釆用砷化鎵單晶材料、濺射工藝，霍爾調理電路釆用硅單晶材料、0.5μmCMOS擴散工藝制備的MOS管設計而成，既能滿足高可靠霍爾集成電路的電磁參數和環境試驗要求，又具有高度抗輻射能力[抗輻射總劑量：100Krad(si)；劑量率：1×10¹¹rad(si)/s；抗中子輻射：1×10¹⁴n/cm²]。從而及時完成開關鎖定功能，應用完全達到上述要求的霍爾混合集成電路。

附圖說明

圖1為本發明實施例開關鎖定型霍爾混合集成電路的功能框圖。

圖2為圖1中開關鎖定型霍爾混合集成電路的具體電子線路圖。

圖3為圖1中開關鎖定型霍爾混合集成電路進行仿真試驗的波形圖。

圖4為開關鎖定型霍爾混合集成電路的封裝結構的示意圖。

圖5為圖4中封裝結構在另一方向的結構示意圖。

圖6為圖4中封裝結構側面a、正面b的裝配尺寸圖，單位為mm。

圖7為圖4中封裝結構的內部印刷導線連接示意圖。

具體實施方式