Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

Стабилизатор напряжения


Дифференциальный усилитель

Страница 113 -о+и„

Выход I-вс---1

Общий V -ее-

Рис. 3.2.а. Функциональная схема простейшей магниточувствительной ИС

VD3 В1

Рис. 3.2.6. Пример технической реализации функциональной схемы простейшей магниточувствительной ИС. Диоды VD1-VD4 выполняют роль

стабилизатора напряжения


VD2 V

R1 R2 R3

U U U

VD1 V V

Выход

Общий

Схема (рис. 3.2.6) работает следующим образом. При отсутствии внешнего магнитного поля напряжение на выходе микросхемы Ugj должно быть равно нулю. Однако относительно земли выходное напряжение не равно нулю, поскольку МЧМС работает от однополярного источника питания.

Если внешнее магнитное поле В = О , то дифференциальное входное напряжение между входами дифференциального усилителя равно нулю, но выходное синфазное напряжение Ugjx= Ucm= /2 , то есть составляет половину напряжения источника питания.

Папряжение на выходе элемента Холла есть функция тока управления (lyj) ЭХ. Так как стабилизатор напряжения обеспечивает постоянство тока управления lyj = const, то при воздействии управляющего магнитного поля выходное напряжение Ugj будет пропорционально только индукции этого поля В.

Магнитное поле В, принимаемое элементом Холла, может быть как положительным, так и отрицательным. В результате этого изменение выходного напряжения ДУ тоже может быть положительным или отрицательным относительно уровня покоя Ugj = Up(npn В = 0), где U =

Основным параметром МЧМС является ее чувствительность (S), определяемая как отношение изменения выходного напряжения или выходного тока к изменению индукции управляющего магнитного поля В.

W ,в/Тл (3.1)

или

в

S =

, А/Тл

В

(3.2)

где

- изменение выходного напряжения;

- изменение выходного тока;

- хходукция управляющего магнитного поля.

Чувствительность МЧМС зависит от напряжения питания и температуры. Па рис. 3.3.а,б приведены выходные характеристики типовой магниточувствительной микросхемы при различных напряжениях питания и различной температуре.



В необходимых случаях для термостабилизации основных параметров ИС используются специальные схемотехнические решения и технологические приемы.


Рж. 3.3. Выходные характержтики типовой МЧМС: а - при различном напряжении питания; б - при различной температуре, где AS - относительное изменение чувствительности ИС

Магниточувствительные микросхемы можно условно разделить на три группы: микромощные, маломощные и мощные.

Примерная классификация магниточувствительных микросхем приведена в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Примерная классификация магниточувствительных микросхем

Основные параметры, единицы измерения

Условная группа микросхем

Микромощны<

Маломощные

Папряжение питания, В

2,0...5,5

2,5...30

4,5...50

Выходной ток начальный, мА, не более

1...6

5...20

Выходной ток максимальный, мА, не менее

30...50

50... 1000

Чувствительность микросхемы по току, А/Тл (мА/мТл)

10... 100

10... 300

20...500

Чувствительность микросхемы по напряжению, В/Тл

1...500

20... 600

20...500

Предельный интервал индукций, Тл, не менее

-0,1...+0,1

-0,2...+0,2

-0,3...+ 0,3

Пелинейность характеристики преобразования, %, не

0,1...5,0

0,01...5,0

0,5... 10,0

Диапазон рабочих температур, °С

-10...+85

-60...+150

-60...+125

Функциональные схемы МЧМС весьма разнообразны и основаны на использовании схемотехники и технологии современных операционных усилителей и других более сложных устройств (АЦП, микропроцессоров и пр.). Па рис. 3.4 приводится несколько вариантов функциональных схем простых МЧМС. Эти схемы не требуют подробного обсуждения.

3.1.1. Промышленные образцы магниточувствительных микросхем

Отечественными предприятиями магниточувствительные интегральные микросхемы серийно не производились и пока не производятся.

В настоящее время КО Кристалл на Украине выпускает магниточувствительные ИС типа УА1101ХП30 (UAOlXnsO) [14]. Основные параметры микросхем УА1101ХП30 приведены в главе 12 тома 2.

Зарубежными фирмами вьшускается широкая номенклатура магниточувствительных (аналоговых) микросхем. В доступных источниках приводятся сведения о нескольких десятках типов МЧМС. Ведупщми производителями магниточувствительных интегральных схем являются фирмы Sprague, Allegro MicroSystems Honeywell, Analog Devices, Texas Instruments Inc. (США), Matsushita Elec. Corp., Sharp, Densi (Япония), Micronas Intermetall, Melexis, Siemens, Ebeco (Германия) и др.

Основные параметры самых известных МЧМС, выпускаемых ведупщми зарубежными фирмами, приводятся в главе 12 тома 2.

Наиболее совершенными образцами современных магниточувствительных микросхем являются МЧМС типа AD22151 (фирма Analog Devices), микросхемы серии SS490 (фирма Honeywell), микросхемы UGN 3501М (фирма Sprague), А3507-А3517 (фирма Allegro), КМОН микросхемы серий HAL400 и HAL800 (фирма Micronas Intermetall), микросхемы серии TLE 4910 (фирма Siemens), программируемые КМОН микросхемы типа MLX90215 (фирма Melexis) и др.






Общий

I -

Рис. 3.4. Упрощенные функциональные схемы магниточувствительных ИС



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122