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芯片设计中的霍尔传感器模拟前端.docx
资料介绍
霍尔元件在磁场中产生与磁场强度成正比的输出电压，电压在mV级，需在模拟前端中放大和处理。本文将从霍尔元件原理、偏置电路、斩波稳定、放大器、温度补偿以及校准技术等方面，系统阐述霍尔传感器模拟前端的设计方法。
霍尔元件原理
霍尔元件在磁场中利用霍尔效应产生电压。
1. 霍尔效应：霍尔元件在电流通过时，在磁场中，载流子受洛伦兹力偏转，在元件两侧产生电压。霍尔电压
，其中为霍尔系数，I为偏置电流，B为磁场强度，t为元件厚度。
2. 霍尔元件类型：霍尔元件在CMOS工艺中使用N阱或N型外延层制作，在灵敏度中，N阱的载流子迁移率高于P阱。
3. 灵敏度：霍尔元件的灵敏度在CMOS工艺中约50~200 V/AT，在偏置电流1 mA时，在100 mT磁场中产生5~20 mV的电压。
斩波稳定
斩波稳定在霍尔传感器模拟前端中消除1/f噪声和失调电压。
1. 斩波原理：斩波稳定在霍尔元件的偏置电流和输出电压中，在斩波频率下切换方向，在1/f噪声中调制，在低通滤波后消除。
2. 旋转电流：旋转电流在霍尔元件中，在偏置电流的四个方向中循环切换，在霍尔电压中消除失调。旋转电流在霍尔传感器中提高精度。
3. 斩波频率：斩波频率在霍尔传感器中通常为1~100 kHz，在高于1/f噪声拐角频率时，在噪声中有效。
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| 1786063363芯片设计中的霍尔传感器模拟前端.docx | 37K |
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