一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路制造技術

一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路包括正溫度系數電壓產生電路、誤差放大器，P型場效應管、霍爾原件、電阻1和電阻2；所述誤差放大器的正輸入端連接正溫度系數電壓產生電路，負輸入端連接在所述電阻1和所述電阻2之間；所述霍爾元件的一對角一端接地，另一端接于所述P型場效應管與所述電阻1之間。本實用新型專利技術霍爾元件的偏置電壓采用了低壓差線性穩壓器供電的結構，實現霍爾元件的電壓穩定性；同時低壓差線性穩壓器供電的結構的基準電壓源采用了正溫度系數的電壓產生電路，調節其內部的電路結構，使其電壓具有特定正溫度系數的特性，用以補償霍爾元件載流子遷移率的負溫度系數特性，實現霍爾元件的溫度穩定性。

A Temperature Compensation Circuit for Hall Component Voltage Stabilization

A temperature compensation circuit for stabilizing Hall element voltage includes a positive temperature coefficient voltage generating circuit, an error amplifier, a P-type field effect transistor, Hall originals, resistors 1 and 2; the positive input end of the error amplifier is connected with a positive temperature coefficient voltage generating circuit, and the negative input end is connected with the resistance 1 and the resistance 2; the one end of the Hall element is grounded diagonally, and the other end is grounded. The end is connected between the P-type field effect tube and the resistance 1. The bias voltage of the Hall element of the utility model adopts the structure supplied by a low-voltage differential linear regulator to realize the voltage stability of the Hall element; at the same time, the reference voltage source of the structure supplied by a low-voltage differential linear regulator adopts a voltage generating circuit with a positive temperature coefficient to adjust its internal circuit structure so that its voltage has the characteristic of a specific positive temperature coefficient to compensate the Hall element. The negative temperature coefficient of the carrier mobility of the Hall element achieves the temperature stability of the Hall element.

【技術實現步驟摘要】
一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路
本技術涉及一種溫度補償電路，特別提供一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路。
技術介紹
單片集成的霍爾元件通常采用常規的半導體工藝如Bipolar、CMOS或BiCMOS工藝實現，一般采用N型半導體材料如N型外延層或N阱構成，形狀則采用正方形、十字架結構等對稱圖形。霍爾元件的電連接方面，一般的方法是將霍爾元件的對角兩端分別接電源和地電平，構成恒電壓的霍爾偏置方式，其弊端是供電電源的變化，霍爾元件的感應電壓隨之線性變化；同時霍爾元件的感應電壓隨溫度呈現負溫度系數的變化，給實際的測量或應用帶來較大誤差。而另外對角輸出霍爾感應電壓1和霍爾感應電壓2，兩者的差值即為霍爾感應電壓VH，如圖1所示。霍爾元件在磁場B條件下的霍爾感應電壓：VH=μ*(W/L)*G*[V×B]………………………………………………（0）其中：μ：載流子遷移率，W/L：霍爾元件的幾何尺寸比例，G：形狀因子，常數<1（與W/L有關），V：施加在霍爾元件的偏置電壓，B：施加在霍爾元件的磁場強度。式（0）表達式中，僅載流子遷移率具有溫度特性。在N型半導體材料摻雜1014~1017（cm2/VS）的雜質濃度范圍內，載流子遷移率呈負溫度特性，即隨著溫度的上升，載流子的遷移率下降。因此這種方法的弊端是隨著霍爾元件工作環境溫度的變化，霍爾感應電壓VH隨溫度呈現負溫度系數的變化；同時，當供電電源的變化，霍爾元件的感應電壓隨之線性變化，給實際的測量或應用帶來較大誤差。
技術實現思路
為了解決上述問題，本技術的目的是提供了一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路。為達到上述目的，本技術的技術方案如下：一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路，包括正溫度系數電壓產生電路、誤差放大器，P型場效應管、霍爾原件、電阻1和電阻2；所述P型場效應管的源極接電源，漏極依次串接電阻1和電阻2后接地，柵極連接誤差放大器的輸出端；所述誤差放大器的正輸入端連接正溫度系數電壓產生電路，負輸入端連接在所述電阻1和所述電阻2之間；所述霍爾元件的一對角兩端分別輸出霍爾感應電壓1和霍爾感應電壓2，另一對角一端接地，另一端接于所述P型場效應管與所述電阻1之間。進一步，所述正溫度系數電壓產生電路包括第一至第五P型場效應管、第一、第二N型場效應管、第一二極管、第一、第二三極管、第一、第二電阻和電壓跟隨電路；所述第一至第五P型場效應管的源極接電源；所述第一P型場效應管的柵極、第一、第二N型場效應管的源極、第一三極管的發射極和第一、第二電阻的一端均連接地信號；所述第一P型場效應管的漏極接第一N型場效應管的漏極；所述第二N型場效應管的漏極與柵極短接，柵極接第一N型場效應管的柵極，漏極接第二P型場效應管的漏極；所述第二至第五P型場效應管的柵極均連接在一起；所述第三P型場效應管的漏極接第一三極管的集電極；所述第一二極管的正極連接在第一P型場效應管與第一N型場效應管之間，負極連接在第三P型場效應管與第一三極管之間；所述第一三極管的集電極與基極短接，基極接第二三極管的基極；所述第二三極管的發射極接第一電阻，集電極接第四P型場效應管的漏極；所述第四P型場效應管的柵極與漏極短接；所述第五P型場效應管的漏極連接第二電阻；所述電壓跟隨電路的正輸入端連接在第五P型場效應管與第二電阻之間，負輸入端與輸出端連接。本技術的有益效果是：本技術霍爾元件的偏置電壓采用了低壓差線性穩壓器供電的結構，實現霍爾元件的電壓穩定性；同時低壓差線性穩壓器供電的結構的基準電壓源采用了正溫度系數的電壓產生電路，調節其內部的電路結構，使其電壓具有特定正溫度系數的特性，用以補償霍爾元件載流子遷移率的負溫度系數特性，實現霍爾元件的溫度穩定性。附圖說明圖1為傳統的恒電壓偏置霍爾元件示意圖；圖2為本技術結構示意圖；圖3為本技術的正溫度系數電壓產生電路結構圖。具體實施方式下面結合附圖詳細描述本技術的具體實施方式。如圖2所示，一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路，包括正溫度系數電壓產生電路、誤差放大器，P型場效應管、霍爾原件、電阻1和電阻2；所述P型場效應管的源極接電源，漏極依次串接電阻1和電阻2后接地，柵極連接誤差放大器的輸出端；所述誤差放大器的正輸入端連接正溫度系數電壓產生電路，負輸入端連接在所述電阻1和所述電阻2之間；所述霍爾元件的一對角兩端分別輸出霍爾感應電壓1和霍爾感應電壓2，另一對角一端接地，另一端接于所述P型場效應管與所述電阻1之間。如圖3所示，所述正溫度系數電壓產生電路包括第一至第五P型場效應管、第一、第二N型場效應管、第一二極管、第一、第二三極管、第一、第二電阻和電壓跟隨電路；所述第一至第五P型場效應管的源極接電源；所述第一P型場效應管的柵極、第一、第二N型場效應管的源極、第一三極管的發射極和第一、第二電阻的一端均連接地信號；所述第一P型場效應管的漏極接第一N型場效應管的漏極；所述第二N型場效應管的漏極與柵極短接，柵極接第一N型場效應管的柵極，漏極接第二P型場效應管的漏極；所述第二至第五P型場效應管的柵極均連接在一起；所述第三P型場效應管的漏極接第一三極管的集電極；所述第一二極管的正極連接在第一P型場效應管與第一N型場效應管之間，負極連接在第三P型場效應管與第一三極管之間；所述第一三極管的集電極與基極短接，基極接第二三極管的基極；所述第二三極管的發射極接第一電阻，集電極接第四P型場效應管的漏極；所述第四P型場效應管的柵極與漏極短接；所述第五P型場效應管的漏極連接第二電阻；所述電壓跟隨電路的正輸入端連接在第五P型場效應管與第二電阻之間，負輸入端與輸出端連接。正溫度系數電壓產生電路具體實施案可由以下的電路實現。第一、第二P型場效應管，第一、第二N型場效應管和第一二極管構成正溫度系數溫度傳感電路的啟動電路，第一P型場效應管和第一二極管在電源電壓VDD上電初始時，為第一三極管提供提供初始電流，當電源電壓VDD上電過程結束后，第四P型場效應管提供穩定的偏置電流，第二P型場效應管和第四P型場效應管構成電流鏡的關系，第一N型場效應管和第二N型場效應管也構成電流鏡的關系，由于P型場效應管的寬長比遠小于N型場效應管的寬長比，因此第一N型場效應管的漏端電位即第一二極管的陽極電位被拉低到接近GND的電平，第一二極管截止，所以啟動電路脫離正溫度系數溫度傳感電路的主體電路，從而完成該電路的啟動過程。第三、第四、第五P型場效應管，第一、第二三極管，和第一、第二電阻構成正溫度系數溫度傳感電路的主體電路。第四P型場效應管的電流由以下式子決定：/R1………………………………（1）式中，VbeQ1和VbeQ2分別為第一、第二三極管基極與發射極正向導通電壓；為熱電壓，物理量；和分別為第一、第二三極管的集電極電流，本例中=；和為第一、第二三極管的集電極飽和電流，該物理量跟三極管的基極-發射極結面積有關，本例中設定第二三極管的基極-發射極結面積為第一三極管的N倍，即。式（1）可以簡化為：………………………………（2）第四、第五P型場效應管構成電流鏡，因此兩者的漏端電流成比例關系：……………………………………………………（3）電壓跟隨電路I0的正負輸入端均為P型場效應管制作，其輸入輸出電流近似為零，因此流經第二電阻的電流即為第五P型場效本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路，其特征在于：包括正溫度系數電壓產生電路、誤差放大器，P型場效應管、霍爾原件、電阻1和電阻2；所述P型場效應管的源極接電源，漏極依次串接電阻1和電阻2后接地，柵極連接誤差放大器的輸出端；所述誤差放大器的正輸入端連接正溫度系數電壓產生電路，負輸入端連接在所述電阻1和所述電阻2之間；所述霍爾元件的一對角兩端分別輸出霍爾感應電壓1和霍爾感應電壓2，另一對角一端接地，另一端接于所述P型場效應管與所述電阻1之間。

【技術特征摘要】
1.一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路，其特征在于：包括正溫度系數電壓產生電路、誤差放大器，P型場效應管、霍爾原件、電阻1和電阻2；所述P型場效應管的源極接電源，漏極依次串接電阻1和電阻2后接地，柵極連接誤差放大器的輸出端；所述誤差放大器的正輸入端連接正溫度系數電壓產生電路，負輸入端連接在所述電阻1和所述電阻2之間；所述霍爾元件的一對角兩端分別輸出霍爾感應電壓1和霍爾感應電壓2，另一對角一端接地，另一端接于所述P型場效應管與所述電阻1之間。2.根據權利要求1所述的一種霍爾元件穩壓的溫度補償電路，其特征在于：所述正溫度系數電壓產生電路包括第一至第五P型場效應管、第一、第二N型場效應管、第一二極管、第一、第二三極管、第一、第二電阻和電壓跟隨電路；所述第一至第五P型場效應管的源極接電源；所述第一P型場效應管的柵極、第一、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜帆，劉玉山，陳利，
申請(專利權)人：廈門安斯通微電子技術有限公司，
類型：新型
國別省市：福建,35