Browsing by Author "Yang, Ping-Gsi"

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    應用於微磁感測之垂直式霍爾磁場元件設計
    (2016) 楊秉羲; Yang, Ping-Gsi
    在傳統的磁感測器中，現今常見的架構大致分為異向性磁電阻(Anisotropic Magneto Resistivity, AMR)與霍爾感測器(Hall sensor)。雖然在量測微磁場的條件下，異向性磁電阻有著較佳的靈敏度與線性度，但是其感測器與後續的電路較為不容易銜接，其原因在於感測器並非使用CMOS相關製程，並且在製造成本上相較於霍爾感測器要來的高。 因此為了降低感測器實現的成本，本論使用TSMC 0.18 um 1P6M CMOS與0.35 um 1P4M CMOS共兩個製程來實現霍爾感測器。除此之外，為了彌補霍爾感測器線性度較差的問題，因此使用差動摺疊垂直式霍爾元件與平行摺疊垂直式霍爾元件，利用多個相同的感測器來有效的減小非線性。另一方面，為了彌補霍爾感測器靈敏度較差的問題，因此配合著折疊垂直式霍爾元件，使用負阻抗轉換器使其中一端的霍爾元件轉換至負阻抗，藉由正端霍爾元件與負端霍爾元件的串聯，來減小霍爾元件本身的阻抗的影響，並且同時增幅霍爾效應。隨著平行霍爾元件與負阻抗轉換器的配合，達到高感度的目的。 最後，本論文採用TSMC 0.18 um 1P6M CMOS 的差動摺疊垂直式霍爾元件，其最佳的電流相關靈敏度為691 V/AT，最佳靈敏度為1.04 V/T。而TSMC 0.35 um 1P4M CMOS 的平行摺疊垂直式霍爾元件，其最佳的電流相關靈敏度為743 V/AT，最佳靈敏度為0.82 V/T。