具有偏移抵消并且使用絕緣體上技術(shù)實(shí)現(xiàn)的的差分橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及差分橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)（differentiallateralmagneticfield sensorsystems)，使用絕緣體上娃（silicon-on-insulator)技術(shù)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，并且該系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)了對(duì)在布置為彼此接近的磁場(chǎng)傳感器中的差分半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的偏移抵消。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)在多種產(chǎn)業(yè)中越來(lái)越重要。例如，在汽車產(chǎn)業(yè)中，現(xiàn)代車輛中存在 多種傳感器系統(tǒng)（諸如，泊車傳感器、角度傳感器（例如，在節(jié)流閥中）、ABS(自動(dòng)制動(dòng)系 統(tǒng)）傳感器和胎壓傳感器），以便改善舒適性和安全性。磁敏傳感器系統(tǒng)在汽車應(yīng)用中是特 別重要的，這是由于磁場(chǎng)容易穿透大多數(shù)材料。此外，與例如光學(xué)傳感器不同，磁敏傳感器 對(duì)于灰塵非常不敏感。
[0003] 當(dāng)前提供了若干不同磁敏傳感器技術(shù)，例如基于霍爾效應(yīng)的傳感器；基于硅并且 以雙極性的橫向磁敏電阻器（LMR)、橫向磁敏晶體管（LMT)和橫向磁敏二極管（LMD)為基 礎(chǔ)構(gòu)建的橫向磁場(chǎng)傳感器；以及基于磁敏電阻器效應(yīng)的傳感器，例如各向異性磁敏電阻器 (AMR)和巨磁敏電阻器（GMR)傳感器?；诨魻栃?yīng)的傳感器和雙極性橫向磁敏電阻器、晶 體管和二極管（即，LMR、LMT和LMD)依賴于由作用在移動(dòng)電荷載流子上的磁通量而產(chǎn)生的 洛倫茲力。AMR和GMR傳感器系統(tǒng)的感測(cè)原理是基于以下物理現(xiàn)象：鐵磁材料的電阻取決 于在磁化和AMR或GMR感測(cè)元件中的電流方向之間的角度。
[0004] 可以以多種方式構(gòu)建對(duì)芯片平面內(nèi)的磁場(chǎng)（H)或磁通密度（B)敏感的硅基磁敏傳 感器，例如作為雙極性磁敏電阻器（MR)、磁敏晶體管（MT)和磁敏二極管（MD)，其中每個(gè)都 包括兩個(gè)或多個(gè)電流收集觸點(diǎn)（集電極）和布置在集電極之間的至少一個(gè)電流發(fā)射的發(fā)射 觸點(diǎn)（發(fā)射極）。除了發(fā)射極和集電極觸點(diǎn)之外，MT具有基極觸點(diǎn)，并在發(fā)射極和集電極之 間具有至少一個(gè)pn結(jié)。與MT相似，MD也在發(fā)射極和集電極之間具有至少一個(gè)pn結(jié)，但是 與MT不同的是它不具有基極觸點(diǎn)。MR在發(fā)射極和集電極之間不具有pn結(jié)。
[0005] 在SOI(氧化物上的硅）襯底上，將觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)制作為垂直或橫向的磁敏晶體管（分 別為VMT或LMT)、橫向磁敏二極管（LMD)或橫向磁敏電阻器（LMR)。使用SOI襯底具有以 下優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)用體材料CMOS(互補(bǔ)對(duì)稱金屬氧化物半導(dǎo)體）工藝技術(shù)制造時(shí)防止在這種傳感 器中存在的泄漏電流。
[0006] 橫向磁敏（晶體管、電阻器和二極管）傳感器的操作依賴于實(shí)質(zhì)對(duì)稱形狀的發(fā)射 極-集電極-觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，以及在集電極之間的空間中發(fā)射極電流分為具有兩個(gè)相反方向的 分量的事實(shí)，并且橫向磁敏傳感器的操作受到由于在在兩個(gè)相反方向內(nèi)的兩個(gè)劃分電流部 分上作用的洛倫茲力而產(chǎn)生的磁通量密度（B)的影響。因此，差分的集電極電流是針對(duì)磁 通量密度（B)的測(cè)量值。對(duì)發(fā)射極電流的劃分受到在所得到的集電極電流內(nèi)的不平衡的影 響，即使當(dāng)磁通量密度B等于零時(shí)。將集電極電流的差值稱作傳感器的"偏移"。甚至具有 實(shí)質(zhì)完美幾何對(duì)稱設(shè)計(jì)的發(fā)射極-集電極-觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)仍會(huì)受到偏移（和偏移傳播）的影響。
[0007] 這種偏移的一個(gè)可能原因可以是由于在用于集電極和發(fā)射極觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)（或用于 與這些功能相關(guān)聯(lián)的觸點(diǎn)區(qū)域）的P+和n+區(qū)域之間存在表面（淺）溝槽隔離區(qū)域（稱作 STI)。與這些STI區(qū)域相關(guān)的應(yīng)變和應(yīng)力（且充電）界面態(tài)（interfacestates)可能是 由于通過(guò)STI加工引起的不完美的統(tǒng)計(jì)特性而造成集電極電流之間的不平衡的來(lái)源，從而 這些不完美性并非總是相同的并且不會(huì)同樣地或?qū)ΨQ地分布在STI區(qū)域中。
[0008] 偏移的其他原因可能與掩模失配、非均勻摻雜分布、機(jī)械應(yīng)力和熱梯度相關(guān)。由于 非常難以制造對(duì)所有這些因素不敏感的器件，必須設(shè)法使器件在布局、摻雜分布等方面上 對(duì)稱。標(biāo)準(zhǔn)工藝中的摻雜分布并非總是理想化的。例如，通常在有傾角的襯底上執(zhí)行實(shí)現(xiàn) 方案?？梢酝ㄟ^(guò)將這種實(shí)現(xiàn)方案執(zhí)行4次（四分之一象限）、其中每次將襯底旋轉(zhuǎn)90度，來(lái) 改善摻雜對(duì)稱性。然而，如果沒有可能進(jìn)行這樣的操作，則仍然存在系統(tǒng)偏移。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種硅基（優(yōu)選地，基于SOI的）橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)，其 具有實(shí)質(zhì)對(duì)稱布置的發(fā)射極-集電極結(jié)構(gòu)，并且包含將發(fā)射極電流劃分為方向彼此相反的 集電極相關(guān)分量，并且最終減小了差分電流傳播的偏移，或甚至將其抵消為零。
[0010] 根據(jù)第一方面，通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的差分磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)、以及根據(jù)第二 方面，通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求15所述的磁場(chǎng)傳感器的二維陣列裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。優(yōu)選 實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種差分磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)，包括第一、第二和第 三磁場(chǎng)傳感器，每個(gè)磁場(chǎng)傳感器都布置為實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)上相同，并且包括優(yōu)選性的絕緣體上硅 (SOI)表面層部分，提供作為在優(yōu)選性的SOI晶片上的表面部分。第一、第二和第三磁場(chǎng)傳 感器中的每個(gè)都具有表面，在所述表面上和/或在所述表面中布置有以下部件：中央發(fā)射 極結(jié)構(gòu)，形成為相對(duì)于與實(shí)質(zhì)垂直于所述表面的對(duì)稱平面實(shí)質(zhì)鏡面對(duì)稱，以及第一和第二 集電極結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)均布置為遠(yuǎn)離發(fā)射極結(jié)構(gòu)，并布置在對(duì)稱平面的相對(duì)側(cè)上，以便實(shí)質(zhì) 上成為彼此的鏡像。所述第一磁場(chǎng)傳感器是雙側(cè)操作的，其中它的第一集電極結(jié)構(gòu)和它的 發(fā)射極結(jié)構(gòu)經(jīng)由第一讀出電路外部相連，它的第二集電極結(jié)構(gòu)和它的發(fā)射極結(jié)構(gòu)經(jīng)由第二 讀出電路外部相連。第二磁場(chǎng)傳感器是單側(cè)操作的，其中它的第一集電極結(jié)構(gòu)和它的發(fā)射 極結(jié)構(gòu)經(jīng)由第三讀出電路外部相連。第三磁場(chǎng)傳感器是單側(cè)操作的，其中它的第二集電極 結(jié)構(gòu)和它的發(fā)射極結(jié)構(gòu)經(jīng)由第四讀出電路外部相連。
[0012] 在根據(jù)第一方面的傳感器系統(tǒng)中，由于存在三個(gè)實(shí)質(zhì)相同布局的結(jié)構(gòu)，除了雙側(cè) 操作的第一磁場(chǎng)傳感器之外，通過(guò)提供第二和第三磁場(chǎng)傳感器，有效地相互抵消了對(duì)偏移 的系統(tǒng)貢獻(xiàn)（諸如，掩模失配和摻雜梯度），其中所述第二和第三磁場(chǎng)傳感器中的每個(gè)都是 單側(cè)操作的。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種包括磁場(chǎng)傳感器的MXN陣列的二維磁場(chǎng)傳 感器陣列裝置，所述陣列具有Μ列和N行，其中通過(guò)整數(shù)索引i來(lái)對(duì)Μ列進(jìn)行編號(hào)，整數(shù)索 弓丨i是從1到Μ的任意值，其中Μ和Ν是大于或等于3的整數(shù)。每個(gè)磁場(chǎng)傳感器包括優(yōu)選 性的絕緣體上硅（SOI)表面層部分，具有在所述表面上和/或在所述表面中布置以下部件 的表面：中央發(fā)射極結(jié)構(gòu)，形成為相對(duì)于與實(shí)質(zhì)垂直于所述表面的對(duì)稱平面實(shí)質(zhì)鏡面對(duì)稱， 以及第一和第二集電極結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)都布置為遠(yuǎn)離發(fā)射極結(jié)構(gòu)，并布置在對(duì)稱平面的相 對(duì)側(cè)上，以便實(shí)質(zhì)上成為彼此的鏡像。通過(guò)對(duì)每個(gè)磁場(chǎng)傳感器所屬列加以只是的整數(shù)索引i以及對(duì)每個(gè)磁場(chǎng)傳感器所屬行加以只是的整數(shù)索引j來(lái)表示所述傳感器（i，j)。磁場(chǎng)傳 感器陣列裝置還包括外部連接電路，配置為使得根據(jù)以下三元組結(jié)構(gòu)之一來(lái)形成所述三元 組的磁場(chǎng)傳感器：
[0014](a) (i，j)、（i，j+Ι)和（i，j+2)，其中i是從1到Μ的范圍內(nèi)的任意值，以及j是 從1到N-2的范圍內(nèi)的任意值；
[0015](b) (i，j)、（i+1，j)和（i+2,j)，其中i是從1到M-2的范圍內(nèi)的任意值，以及j 是從1到N的范圍內(nèi)的任意值；
[0016](c) (i，j)、（i+1，j+Ι)和（i+2,j+2)，其中i是從1到M-2的范圍內(nèi)的任意值，以 及j是從1到N-2的范圍內(nèi)的任意值；
[0017] (d) (i，j)、（i-1，j+Ι)和（i-2,j+2)，其中i是從3到Μ的范圍內(nèi)的任意值，以及 j是從1到Ν-2的范圍內(nèi)的任意值；以及
[0018] (e)從所有可用磁場(chǎng)傳感器（i，j)隨機(jī)選擇出三個(gè)磁場(chǎng)傳感器，其中i是從1到Μ 的范圍內(nèi)的任意值，j是從1到Ν的范圍內(nèi)的任意值。
[0019] 所述三元組結(jié)構(gòu)（a)到（e)中的每一個(gè)配置為形成根據(jù)本發(fā)明第一方面的差分磁 場(chǎng)傳感器系統(tǒng)。
[0020] 在根據(jù)第二方面的二維陣列裝置中，形成三元組結(jié)構(gòu)產(chǎn)生與根據(jù)第一方面的傳感 器系統(tǒng)相同的優(yōu)點(diǎn)，即相互抵消系統(tǒng)偏移。提供許多三元組結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出針對(duì)偏移的隨機(jī)因 子的平均效果，這樣還導(dǎo)致額外減小了隨機(jī)偏移。
[0021] 其他優(yōu)點(diǎn)
[0022] 第一、第二和第三磁場(chǎng)傳感器中的每個(gè)都具有橫向尺寸。在傳感器系統(tǒng)中，第一和 第二磁場(chǎng)傳感器之間的距離以及第一和第三磁場(chǎng)傳感器之間的距離可以小于橫向尺寸的 10倍，優(yōu)選地小于橫向尺寸的5倍，更優(yōu)選地小于橫向尺寸的2倍。換言之，第一、第二和第 三磁場(chǎng)傳感器可以是靠近彼此的。這樣甚至導(dǎo)致更好地相互抵消系統(tǒng)偏移的所述原因。
[0023] 在第一、第二和第三磁場(chǎng)傳感器中的每個(gè)中，通過(guò)第一部分發(fā)射極結(jié)構(gòu)和第二部 分發(fā)射極結(jié)構(gòu)來(lái)形成發(fā)射極結(jié)構(gòu)，其中將第一部分和第二部分發(fā)射極結(jié)構(gòu)布置為在對(duì)稱平 面的相對(duì)側(cè)上彼此相鄰，以便實(shí)質(zhì)成為彼此的鏡像。相較于單發(fā)射極結(jié)構(gòu)，這種布置的雙發(fā) 射極結(jié)構(gòu)涉及更好的對(duì)稱度，因此偏移較小。
[0024] 第一、第二和第三磁場(chǎng)傳感器中的每個(gè)可以實(shí)現(xiàn)為橫向磁敏電阻器（LMR)，其中發(fā) 射極結(jié)構(gòu)以及第一和第二集電極結(jié)構(gòu)形成為在η型阱表面上和/或表面內(nèi)的n+型結(jié)構(gòu)。在 LMR中，第一、第二、第三和第四讀出電路可以是電阻讀出電路、電壓讀出電路或電流讀出電 路之一。
[0025] 備選地，第一、第二和第三磁場(chǎng)傳感器中的每個(gè)可以實(shí)現(xiàn)為橫向磁敏晶體管 (LMT)，其中發(fā)射極結(jié)構(gòu)以及第一和第二集電極結(jié)構(gòu)形成為在p型阱表面上和/或表面內(nèi)的 n+型結(jié)構(gòu)。在LMT中，第一、第二、第三和第四讀出電路可以是電流讀出電路。
[0026] 依然備選地，第一、第二和第三磁場(chǎng)傳感器中的每個(gè)可以實(shí)現(xiàn)為橫向磁敏二極管 (LMD)，在所述橫向磁敏二極管LMD(600)中實(shí)現(xiàn)以下結(jié)構(gòu)之一。
[0027](1)將發(fā)射極結(jié)構(gòu)形成為n+型結(jié)構(gòu)，第一和第二集電極結(jié)構(gòu)形成為p+型結(jié)構(gòu)，所 述發(fā)射極結(jié)構(gòu)和所述第一和第二集電極結(jié)構(gòu)全部都在η型阱的表面上和/或表面內(nèi)；
[0028] (2)將發(fā)射極結(jié)構(gòu)形成為p+型結(jié)構(gòu)，將第一和第二集電極結(jié)構(gòu)形成為n+型結(jié)構(gòu)， 所述發(fā)射極結(jié)構(gòu)和所述第一和第二集電極結(jié)構(gòu)全部都在η型阱的表面上和/或表面內(nèi)；
[0029] (3)將發(fā)射極結(jié)構(gòu)形成為η+型結(jié)構(gòu)，將第一和第二集電極結(jié)構(gòu)形成為ρ+型結(jié)構(gòu)， 所述發(fā)射極結(jié)構(gòu)和所述第一和第二集電極結(jié)構(gòu)全部都在Ρ型阱的表面上和/或表面內(nèi)；或
[0030] (4)將發(fā)射極結(jié)構(gòu)形成為Ρ+型結(jié)構(gòu)，將第一和第二集電極結(jié)構(gòu)形成為η+型結(jié)構(gòu)， 所述發(fā)射極結(jié)構(gòu)和所述第一和第二集電極結(jié)構(gòu)全部都在Ρ型阱的表面上和/或表面內(nèi)。
[0031] 在LMD中，第一、第二、第三和第四讀出電路可以是電阻讀出電路、電壓讀出電路 或電流讀出電路之一。
[0032] 在LMR和在LMD中，第一、第二和第三磁場(chǎng)傳感器可以進(jìn)行外部連接以便形成惠 斯通電橋型電路，其中提供有第一和第二分壓器，并將其耦連在例如正電源電壓電平和公 共接地電壓電平之間。第一分壓器可以包括：包含第二磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)和發(fā) 射極結(jié)構(gòu)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)，以及包含第一磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)和發(fā)射極結(jié)構(gòu)在內(nèi)的結(jié) 構(gòu)。第二分壓器可以包括：包含第三磁場(chǎng)傳感器的第二集電極結(jié)構(gòu)和發(fā)射極結(jié)構(gòu)在內(nèi)的結(jié) 構(gòu)，以及包含第一磁場(chǎng)傳感器的第二集電極結(jié)構(gòu)和發(fā)射極結(jié)構(gòu)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)。這種惠斯通電 橋型電路還提供對(duì)在第一集電極和發(fā)射極之間的空間以及在第二集電極和發(fā)射極之間的 空間的可能電阻失衡的本征補(bǔ)償。
[0033] 在惠斯通電橋型電路中，在第一分壓器中，第二磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)可 以耦接到電源電壓電平，第二磁場(chǎng)傳感器的發(fā)射極結(jié)構(gòu)可以耦接到第一磁場(chǎng)傳感器的第一 集電極結(jié)構(gòu)，第一磁場(chǎng)傳感器的發(fā)射極結(jié)構(gòu)可以耦接到公共接地電壓電平。在第二分壓器 中，第三磁場(chǎng)傳感器的第二集電極結(jié)構(gòu)可以耦接到電源電壓電平，第三磁場(chǎng)傳感器的發(fā)射 極結(jié)構(gòu)可以耦接到第一磁場(chǎng)傳感器的第二集電極結(jié)構(gòu)。傳感器系統(tǒng)還可以包括差分電壓輸 出端子，包括第一和第二電壓輸出端子，其中所述第一電壓輸出端子可以耦接到在第二磁 場(chǎng)傳感器的發(fā)射極結(jié)構(gòu)以及第一磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)之間的連接中的第一節(jié)點(diǎn)， 第二電壓輸出端子可以耦接到在第三磁場(chǎng)傳感器的發(fā)射極結(jié)構(gòu)和第一磁場(chǎng)傳感器的第二 集電極結(jié)構(gòu)之間的連接中的第二節(jié)點(diǎn)。這種惠斯通電橋型電路提供對(duì)系統(tǒng)偏移的有效減 小。
[0034] 當(dāng)包含惠斯通電橋型電路的傳感器系統(tǒng)還包括第一 1分2復(fù)用器和第二1分2復(fù) 用器（用于在惠斯通電橋的連接狀態(tài)之間交替切換）時(shí)，實(shí)現(xiàn)了更好地偏移減小。
[0035] 第一 1分2復(fù)用器可以具有第一和第二輸入端子以及第一至第四輸出端子，可以 適用于切換到"a"狀態(tài)或切換到"b"狀態(tài)。在"a"狀態(tài)中，第一輸出端子可以連接到第一 輸入端子，第三輸出端子可以連接到第二輸入端子；在"b"狀態(tài)中，第二輸出端子可以連接 到第一輸入端子，第四輸出端子可以連接到第二輸入端子。此外，第一輸出端子可以耦接到 第二輸入端子以及電源電壓電平，第一輸出端子可以耦接到第三磁場(chǎng)傳感器的第二集電極 結(jié)構(gòu)，第二輸出端子可以連接到第三磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)，第三輸出端子可以連 接到第二磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)，并且第四輸出端子可以連接到第二磁場(chǎng)傳感器的 第二集電極結(jié)構(gòu)。
[0036] 此外，第二1分2復(fù)用器可以具有第一和第二輸入端子以及第一至第四輸出端子， 可以適用于切換到"a"狀態(tài)或切換到"b"狀態(tài)。在"a"狀態(tài)中，第二輸出端子可以連接到第 一輸入端子，并且第四輸出端子可以連接到第二輸入端子；而在"b"狀態(tài)中，第一輸出端子 可以連接到第一輸入端子，第三輸出端子可以連接到第二輸入端子。此外，第一輸入端子可 以耦接到第一磁場(chǎng)傳感器的第二發(fā)射極結(jié)構(gòu)以及惠斯通電橋型電路的第二電壓輸出端子， 第二輸入端子可以耦接到第一磁場(chǎng)傳感器的第一發(fā)射極結(jié)構(gòu)以及惠斯通電橋型電路的第 一電壓輸出端子，第一輸出端子可以與第四輸出端子相連并耦接到第二磁場(chǎng)傳感器的發(fā)射 極結(jié)構(gòu)，第二輸出端子可以與第三輸出端子相連并耦接到第三磁場(chǎng)傳感器的發(fā)射極結(jié)構(gòu)。
[0037] 備選地或除了上述測(cè)量之外，當(dāng)涉及惠斯通電橋型電路的傳感器系統(tǒng)還可以包括 用于將磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)循環(huán)地從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)、從第二狀態(tài)切換到第三狀態(tài)、 從第三狀態(tài)切換到第一狀態(tài)的外部切換電路等等時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)偏移的進(jìn)一步減小。在第一 狀態(tài)中，第一磁場(chǎng)傳感器可以經(jīng)由它的第一集電極結(jié)構(gòu)到它的發(fā)射極結(jié)構(gòu)并經(jīng)由它的第二 集電極結(jié)構(gòu)到它的發(fā)射極結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙側(cè)操作，第二磁場(chǎng)傳感器可以經(jīng)由它的第一集電極結(jié) 構(gòu)到它的發(fā)射極結(jié)構(gòu)進(jìn)行單側(cè)操作，并且第三磁場(chǎng)傳感器可以經(jīng)由它的第二集電極結(jié)構(gòu)到 它的發(fā)射極結(jié)構(gòu)進(jìn)行單側(cè)操作。在第二狀態(tài)中，第一狀態(tài)的第一磁場(chǎng)傳感器變?yōu)榈谌艌?chǎng) 傳感器，第一狀態(tài)的第二磁場(chǎng)傳感器變?yōu)榈谝淮艌?chǎng)傳感器，并且第一狀態(tài)的第三磁場(chǎng)傳感 器變?yōu)榈诙艌?chǎng)傳感器。在第三狀態(tài)中，第一狀態(tài)的第一磁場(chǎng)傳感器變?yōu)榈诙艌?chǎng)傳感器， 第一狀態(tài)的第二磁場(chǎng)傳感器變?yōu)榇艌?chǎng)傳感器，并且第一狀態(tài)的第三磁場(chǎng)傳感器變?yōu)榈谝淮?場(chǎng)傳感器?？傊?，當(dāng)從第一狀態(tài)經(jīng)過(guò)第二狀態(tài)到達(dá)第三狀態(tài)時(shí)，所述三個(gè)磁場(chǎng)傳感器改變它 的角色，即以循環(huán)的方式成為傳感器系統(tǒng)的第一至第三磁場(chǎng)傳感器之一。
[0038] 包含惠斯通電橋型電路的偏移補(bǔ)償電路可用于與LMR和LMD連接，但不與LMT連 接。因此，需要一種可以用于連接LMT的補(bǔ)償電路。
[0039] 為了支持用于連接LMT以及LMR和LMD，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的傳感器系統(tǒng)還可 以包括斬波（chopped)差分磁場(chǎng)傳感器讀出電路，包括：可切換的1分2復(fù)用器；第一差分 放大器；可切換的2合1復(fù)用器；第二差分放大器；第三差分放大器以及時(shí)鐘電路，所述斬 波差分磁場(chǎng)傳感器讀出電路適用于提供傳感器輸出信號(hào)。
[0040] 可切換的1分2復(fù)用器具有第一和第二輸入端子以及第一至第四輸出端子，適用 于可切換到"a"狀態(tài)，備選地，切換到"b"狀態(tài)。第一和第二輸入端子連接到電流源。第一 輸出端子連接到第二磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)。第二輸出端子連接到第二磁場(chǎng)傳感器 的第二集電極結(jié)構(gòu)。第三輸出端子連接到第三磁場(chǎng)傳感器的第二集電極結(jié)構(gòu)。第四輸出端 子連接到第三磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)。此外，在"a"狀態(tài)中，第一輸入端子連接到第 二輸出端子，第二輸入端子連接到第四輸出端子；而在"b"狀態(tài)中，第一輸入端子連接到第 一輸出端子，第二輸入端子連接到第三輸出端子。
[0041] 第一差分放大器具有" + "型輸入端子、型輸入端子以及輸出端子，其中" + "型 輸入端子可以耦接到第一磁場(chǎng)傳感器的第一和第二集電極結(jié)構(gòu)之一，型輸入端子可以 耦接到第一磁場(chǎng)傳感器的第一和第二集電極結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)?？汕袚Q的2合1復(fù)用器具有 第一至第四輸入端子以及第一和第二輸出端子，可以適用于切換到"a"狀態(tài)或切換到"b" 狀態(tài)。在"a"狀態(tài)中，第一輸入端子可以連接到第一輸出端子，第三輸入端子可以連接到第 二輸出端子；在"b"狀態(tài)中，第二輸入端子可以連接到第一輸出端子，第四輸入端子可以連 接到第二輸出端子。第一輸入端子可以耦接到第二磁場(chǎng)傳感器的第二集電極結(jié)構(gòu)，第二輸 入端子可以耦接到第三磁場(chǎng)傳感器的第二集電極結(jié)構(gòu)，第三輸入端子可以耦接到第三磁場(chǎng) 傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)，第四輸入端子可以耦接到第二磁場(chǎng)傳感器的第一集電極結(jié)構(gòu)。 時(shí)鐘電路可以適用于將2合1的復(fù)用器依次地從它的"a"狀態(tài)切換到它的"b"狀態(tài)，從它 的"b狀態(tài)"切換到它的"a"狀態(tài)等。
[0042] 第二差分放大器具有" + "型輸入端子，型輸入端子以及輸出端子，其中型 輸入端子可以耦接到2合1復(fù)用器的第一輸出端子，"+，，型輸入端子可以適用于耦接到2 合1復(fù)用器的第二輸出端子。第三差分放大器具有"+"型輸入端子、型輸入端子以及 輸出端子，其中"+"型輸入端子可以耦接到第一差分放大器的輸出端子，"_，，型輸入端子可 以耦接到第二差分放大器的輸出端子，輸出端子可以提供傳感器輸出信號(hào)。
[0043] 考慮到本發(fā)明的第二方面，所述二維磁場(chǎng)傳感器陣列裝置還可以包括：外部連接 電路；以及時(shí)鐘電路，定義在t、t+△t、t+2 △t等等的時(shí)刻開始的時(shí)鐘周期，使得根據(jù)以下 位置方案之一，在陣列裝置中依次步進(jìn)地設(shè)置每個(gè)磁場(chǎng)傳感器的三元組結(jié)構(gòu)：
[0044] (1)在時(shí)刻t的位置：（i，j);
[0045] 在時(shí)刻t+Δt的位置：（i+1，j)或（i-1，j);以及
[0046] 在時(shí)刻t+2Δt的位置：（i+2,j)或（i-2,j);
[0047] (2)在時(shí)刻t的位置：（i，j)，
[0048] 在時(shí)刻t+Δt的位置：（i，j+1)或（i，j_l);以及
[0049] 在時(shí)刻t+2Δt的位置：（i，j+2)或（i，j_2);
[0050] (3)在時(shí)刻t的位置：（i，j);
[0051 ]在時(shí)刻t+Δt的位置：（i+1，j+1)或（i-1，j_l);以及
[0052] 在時(shí)刻t+2Δt的位置：（i+2,j+2)或（i-2,j-2);且
[0053] (4)在時(shí)刻t的位置：（i，j);
[0054] 在時(shí)刻t+Δt的位置：（i+1，j_l)或（i-1，j+1);以及
[0055] 在時(shí)刻t+2Δt的位置：（i+2,j-2)或（i-2,j+2);
[0056] 所述的順序位置（i，j)表示三元組結(jié)構(gòu)中的第一磁場(chǎng)傳感器在陣列裝置中的位 置，而三元組結(jié)構(gòu)中的第二和第三磁場(chǎng)傳感器位于相對(duì)于第一磁場(chǎng)傳感器的相應(yīng)固定相對(duì) 位置。
[0057] 此外，下文描述了多個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)對(duì)以下詳細(xì)描述和附圖的理 解，將清楚所述實(shí)施例。
【附圖說(shuō)明】
[0058] 將根據(jù)以下說(shuō)明書、附圖和所附權(quán)利要求清楚本發(fā)明的不同實(shí)施例的多種方面、 特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0059] 圖la不出了實(shí)現(xiàn)為橫向磁敏電阻器形式的差分橫向磁場(chǎng)傳感器的第一實(shí)施例的 示意橫截面，所述差分橫向磁場(chǎng)傳感器用于通過(guò)提供多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器來(lái)在差 分磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)偏移偏移抵消。
[0060] 圖lb示出了圖la的磁場(chǎng)傳感器的示意頂視圖。
[0061] 圖2a示出了實(shí)現(xiàn)為橫向磁敏電阻器形式的差分橫向磁場(chǎng)傳感器的第二實(shí)施例的 示意橫截面，所述差分橫向磁場(chǎng)傳感器用于通過(guò)提供多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器來(lái)在差 分磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)偏移抵消。
[0062] 圖2b示出了圖2a的磁場(chǎng)傳感器的示意頂視圖。
[0063] 圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明的差分橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的第一實(shí)施例，由三個(gè)圖la 和lb所述橫向磁敏電阻器的實(shí)施例形成所述差分橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)，其中示出了每個(gè) 橫向磁敏電阻器的橫截面視圖。
[0064] 圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的差分橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的第二實(shí)施例，由三個(gè)圖la 和lb所述橫向磁敏電阻器的實(shí)施例形成所述差分橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)，其中示出了每個(gè) 橫向磁敏電阻器的橫截面視圖。
[0065]圖4a示出了根據(jù)本發(fā)明的差分橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的實(shí)施例的示意電路圖，實(shí) 現(xiàn)為使用三個(gè)圖la和lb所示橫向磁敏電阻器的實(shí)施例的惠斯通電橋型偏移補(bǔ)償電路的形 式。
[0066] 圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的差分橫向磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意電路 圖，實(shí)現(xiàn)為使用三個(gè)圖la和lb所示橫向磁敏電阻器的實(shí)施例的惠斯通電橋型偏移補(bǔ)償電 路的形