论文摘要
随着信息技术的发展,传感器也得到了日益广泛的应用。工业、农业、航空航天、军事国防,从各种复杂的工程系统到生活的衣食住行,几乎每一个现代化项目都离不开各种类型的传感器。作为信息采集和信息传递的主要构成要素,传感器已经成为现代信息技术系统三大支柱之一。霍尔传感器是全球排名第三的传感器产品,它被广泛应用到工业、汽车业、电脑、手机以及新兴消费电子领域。在我们的日常生活中,霍尔传感器被广泛应用。例如,在翻盖或是滑盖的手机中,用来检测手机盖翻开或是滑动的器件就是霍尔传感器;再如,在电脑键盘上,实现光标移动的滚动键就是由霍尔传感器组成的;还有,在汽车变速箱、电动门窗等需要电机的部件中也有霍尔传感器应用。我们在每天的生活中都在与霍尔传感器打交道。未来几年,随着越来越多的汽车电子和工业设计企业转移到中国,霍尔传感器在中国市场的年销售额将保持20%到30%的高速增长。由于需要采用霍尔传感器的汽车、电机、手机和电脑等应用领域的市场在未来几年的增长较为稳定,因此霍尔传感器在全球总的市场容量是较为稳定的,每年的增长率保持在5%到10%之间。与此同时,霍尔传感器的相关技术仍在不断完善中,霍尔传感器将有更好的市场前景。芯片通过大量的市场调查以及客户走访,确定了芯片的SPEC,明确了芯片要达到的性能指标。首先提出了芯片的电学参数,磁特性以及产品极限参数,之后搭建出芯片各个部分的系统功能结构框图,确定主回路。文章设计的内容主要包括以下几个方面:⑴低功耗磁敏感应集成电路在信号检测的结构上,采用正交电流的方法抑制磁敏传感头的失调电压,取出霍尔电势;⑵信号放大电路采用chopper放大器结构实现对有效信号的放大,并且进一步的实现了失调电压的抑制;⑶通过一个定时控制电路,实现了在保证测量灵敏度的前提下,实现芯片的低功耗,同时芯片还实现了对双磁极信号的检测。⑷采用对偏置电路结构的改善,使芯片拥有更低的工作电压。需要说明的一点是,芯片在设计时,采用Cadence的Virtuoso的Virtuoso schematic edit工具进行Circuit Design,再利用Cadence的specture工具进行子电路以及整体电路的功能验证,参数仿真以及容差分析,做好结案数据,整理出最终Circuit。最后利用Cadence的Virtuoso layout edit工具进行Layout Design。