二端子线性传感器制造技术

一种磁场传感器，包括用于产生与感测的磁场成比例的电压的线性磁场传感器和仅具有两个用于外部连接的端子的接口。接口的两个端子包括电源端子和接地端子。接口包括电压控制的电流生成设备，其连接在两个端子之间，并受到电压的控制以提供与感测的磁场成比例的电流信号。

Two terminal linear sensor

A magnetic field sensor includes a linear magnetic field sensor for generating a voltage proportional to the sensed magnetic field and an interface with only two terminals for external connection. The two terminals of the interface include a power supply terminal and a ground terminal. The interface includes a voltage controlled current generating device which is connected between the two terminals and is controlled by the voltage to provide a current signal proportional to the sensed magnetic field.

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2009年2月19日，名称为“二端子线性传感器”，申请号为200980107300.7的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术总体涉及磁场传感器，并且尤其涉及线性磁场传感器。
技术介绍
生成与磁场成比例的输出电压信号的磁场传感器是公知的。至今，除电源和接地连接外，该常规线性磁场传感器还使用需要单独的输出连接的输出结构。应用中，每个互连对总的成本和空间需求起作用。在低成本传感器应用中，例如，汽车转速计、磁致动报警系统等，每个互连可以代表显著的成本。
技术实现思路
总体上，在一方面，本专利技术涉及一种磁场传感器。所述磁场传感器包括线性磁场传感器，用于感测磁场并产生与所感测的磁场成比例的电压。所述磁场传感器还包括接口，该接口仅具有两个端子，所述两个端子包括电源端子和接地端子。所述接口包括连接在所述两个端子之间的电压控制的电流生成设备，其可以由所述电压控制以提供与所感测的磁场成比例的电流。本专利技术的实施例可以包括一个或多个以下特征。所述线性磁场传感器可以包括用于感测所述磁场的霍尔效应元件或磁阻(MR)元件。当所述电源端子连接至外部电流感测设备时，所述电压控制的电流生成设备可以用作电流吸收器，替代地，当所述接地端子连接至外部电流感测设备时，所述电压控制的电流生成设备可以用作电流源。所述电压控制的电流生成设备可以包括耦接至晶体管的运算放大器。所述线性磁场传感器和接口可以实施在单个集成电路中。在另一方面，本专利技术涉及一种电路，所述电路包括线性磁场传感器和电流感测设备。所述线性磁场传感器包括仅具有两个端子的集成电路，所述两个端子为电源端子和接地端子。所述电流感测设备连接至所述线性磁场传感器，用于测量与所述线性磁场传感器感测的磁场成比例的电流。附图说明从附图的以下详细描述，可以更充分地理解本专利技术的前述特征和本专利技术自身，其中：图1示出了范例二端子线性磁场传感器，其包括三端子线性磁场传感器和三-二端子接口，该接口包括电压控制的电流生成设备；图2A-2B示出了范例电流感测电路，其使用二端子线性磁场传感器(图1)，并且其中，电压控制的电流生成设备用作电流吸收器(sink)(图2A)或电流源(图2B)；图3示出了电压控制的电流生成设备(图1)的范例实施，其包括运算放大器和双极结型晶体管(BJT)；以及图4示出了如图1中所示的二端子线性磁场传感器中使用的三端子线性磁场传感器的范例。相同的参考数字用于代表相同元件。具体实施方式参照图1，示出了包括具有三端子的变换器12的二端子变换器10。在一个范例实施例中，如图1中所示，变换器10是二端子线性磁场传感器(“二端子传感器10”)且变换器12是三端子线性磁场传感器(“线性磁场传感器12”或简单地，“传感器12”)。于此使用的术语“端子”指能够形成(或形成)外部电连接的位置或接触点。传感器12工作以感测磁场并产生与所感测的磁场成比例的输出电压。更具体地，输出电压与磁场强度的改变成比例地改变。在第一端子，即输出端子14，提供输出电压(标注“Vout”)。通过第二端子，即VCC端子16将功率提供给传感器12。通过第三端子，即GND端子18，将至地的连接提供给传感器。在示例的传感器中，VCC端子连接至电压调节器20。从而，提供至VCC端子16的电源电压是调整的电压。在一个实施例中，传感器12可以实施为集成电路(IC)，即单芯片电子电路。替代地，电压调节器20可以视为传感器12架构的部分并从而被包括以形成传感器12’。传感器12’也可以实施为IC。在另一替代实施中，整个二端子传感器10可以构成为IC。在传感器IC中，端子可以对应于设备管脚。如果传感器12或12’是较大IC的一部分，则端子14、16和18将是将传感器12或12’连接至二端子传感器10的其它电路的内电路节点。以下，对传感器12的引用将意指传感器12或传感器12’。仍然参照图1，二端子传感器10还包括三-二端子接口22。接口22包括对应于VCC端子的第一端子24和对应于接地(GND)端子的第二端子26，第一端子设置为连接至外部电源，第二端子设置为连接至地。接口22还包括电压控制的电流源或吸收器28，于此更一般地称作电压控制的电流生成设备28。电压控制的电流生成设备28经由接地路径30耦接至GND端子26，并经由电源路径32耦接至VCC端子24。电压控制的电流生成设备28还通过传感器输出线33耦接至传感器12的输出端子14。电压控制的电流生成设备28接收传感器输出线33上来自传感器12的输出电压Vout。电压控制的电流生成设备28提供与传感器输出Vout成比例的电流。因此，生成的电流与感测的磁场成比例。传感器12的GND端子18通过线34在节点36连接至接地路径30(并因此连接至GND端子26)。电压调节器20，或传感器12’在节点38耦接至电源路径32。如果诸如电压调节器20的电压调节器包括在二端子传感器10中，则其可以视为接口22的部分或传感器12’的部分，如早先所述。图2A和2B示出了电流感测电路中的二端子传感器10。图2A示出了配置为用于高侧电流感测的电流感测电路40，其具有连接在电源(标注“V+”)和VCC端子24之间的电流感测元件42。传感器的GND端子26连接至地。示为旁路电容器44的旁路电容器可以连接在二个端子24、26之间。图2B示出了配置为用于低侧电流感测的电流感测电路50，其具有连接在传感器的GND端子26和地之间的电流感测元件42。电路50中，VCC端子24直接连接至电源。仍然示为旁路电容器44的旁路电容器可以连接在二个端子24、26之间。虽然未示出，但是应当理解，电流感测设备42和感兴趣的被监控电路(即二端子传感器10)能够用开关连接至电源和地，用于全范围(full-range)、双向电流感测。结合图1参照图2A-2B，二端子传感器10的电压控制的电流生成设备28用作电路40中的电流吸收器(图2A)并用作电路50中的电流源(图2B)。从而，与传感器12(图1)感测的磁场成比例地吸收或获得(source)流过电流感测元件42的电流。可以借助于感测通过感测电阻器的电流来感测表示流过电压控制的电流生成设备28的电流的值。因此，在一个实施例中，并且如图2B中所描绘，电路50的电流感测元件42可以以感测电阻器(“Rs”)实施。虽然未示出，但是电路40的电路元件42(图2A)也可以以感测电阻器Rs来实施。感测电阻器Rs将产生与从电源流至电路40中的电压控制的电流生成设备28的电流成比例的电压。电路50中的感测电阻器Rs将产生与通过电压控制的电流生成设备28流至地的电流成比例的电压。参照图3，在一个范例实施中，电压控制的电流生成设备28可以设计为包括非反向运算放大器(或op-amp)60，该运算放大器耦接至诸如晶体管的传输元件(pass element)62，如所示。传输元件62能够是双极的、JFET、MOSFET，或其组合。在示例的范例中，传输元件62示为双极结型晶体管(BJT)。运算放大器60具有两个输入端和输出端68，两个输入端为负输入端66和接收Vout(来自传感器12)的正输入端64。输出端68耦接至BJT 62的控制端子(基极)。晶体管的输入端子(集电极)连接至电源路径32。在晶体管输出端子于节点72和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁场传感器，包括：线性磁场传感器，用于感测磁场并产生与所感测的磁场成比例的电压；以及接口，耦接至所述线性磁场传感器并仅具有两个端子，所述两个端子包括电源端子和接地端子；其中，所述接口包括连接在所述两个端子之间并连接至所述线性磁场传感器的输出端子以接收所述电压的电压控制的电流生成设备，所述电压控制的电流生成设备可由所述电压控制以在所述电源端子和所述接地端子中的至少之一处提供与所感测的磁场成比例的电流。

【技术特征摘要】
2008.03.06 US 12/043,4641.一种磁场传感器，包括：线性磁场传感器，用于感测磁场并产生与所感测的磁场成比例的电压；以及接口，耦接至所述线性磁场传感器并仅具有两个端子，所述两个端子包括电源端子和接地端子；其中，所述接口包括连接在所述两个端子之间并连接至所述线性磁场传感器的输出端子以接收所述电压的电压控制的电流生成设备，所述电压控制的电流生成设备可由所述电压控制以在所述电源端子和所述接地端子中的至少之一处提供与所感测的磁场成比例的电流。2.如权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述线性磁场传感器包括用于感测所述磁场的霍尔效应元件。3.如权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述线性磁场传感器包括用于感测所述磁场的磁阻元件。4.如权利要求1所述的磁场传感器，其中，当所述电源端子连接至外部电流感测设备时，所述电压控制的电流生成设备用作电压控制的电流吸收器。5.如权利要求1所述的磁场传感器，其中，当所述接地端子连接至外部电流感测设备时，所述电压控制的电流生成设备用作电压控制的电流源。6.如权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述电压控制的电流生成设备包括耦接至晶体管的运算放大器。7.如权利要求6所述的磁场传感器，其中，所述晶体管包括双极结型晶体管。8.如权利要求6所述的磁场传感器，其中，所述晶体管包括MOSFET。9.如权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述电压包括模拟信号电压。10.如权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述线性磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·C·杜格，J·拉马尔，M·J·托马斯，
申请(专利权)人：阿莱戈微系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US