一种增益可调整的放大器电路及具有该电路的霍尔传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种放大器电路，特别是一种增益可调整的放大器电路及具有该 电路的霍尔传感器。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，为了确保测量精度，通常用于传感器信号放大的运放电路的增益都 是设计成固定倍数的。开关型的霍尔磁场传感器芯片在生产的过程由于工艺漂移、封装应 力等因素的影响，成品的磁场灵敏度会有波动。因此，传感器的成品一般通过测试，按照磁 场的灵敏度大小进行分类，形成不同的产品等级出售给客户。在灵敏度超出或者低于所确 定的范围之外的芯片，将作为废品报废，这将降低了产品的良率，并且无法针对特定灵敏度 需求的客户进行批量生产。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型为解决上述问题，提供了一种增益可调整的放大器电路及具有该电路 的霍尔传感器，增益调整更方便，而且具备双向调整功能，能够针对特定的灵敏度需求，其 制得的霍尔传感器的精度更高。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
[0005] 一种增益可调整的放大器电路，其特征在于，包括第一放大器、第二放大器、第一 比例电阻、第二比例电阻、开关电阻阵列，其中，所述的开关电阻阵列连接在第一放大器的 反相输入端和第二放大器的反相输入端之间，且，所述第一放大器的输出端与所述的开关 电阻阵列之间串联设置有第一比例电阻，所述第二放大器的输出端与所述的开关电阻阵列 之间串联设置有第二比例电阻。
[0006] 优选的，所述的开关电阻阵列主要由多个增益调整单元阵列设置构成，且每个增 益调整单元进一步包括串联设置的开关和增益调整电阻。
[0007]优选的，所述的开关电阻阵列预设有三个模块：固定模块、正向调整模块、反向调 整模块，且各个模块分别由多个增益调整单元阵列设置构成。
[0008] 另外，本发明还提供了一种霍尔传感器，其特征在于，其包括所述的增益可调整的 放大器电路。
[0009]本实用新型的有益效果是：
[0010] (1)、所述的放大器电路包括第一放大器、第二放大器、第一比例电阻、第二比例电 阻、开关电阻阵列，从而实现对霍尔传感器芯片上霍尔感应电压放大电路的增益进行双向 调整，对芯片成品的磁场灵敏度进行修调，提高产品良率，产品的磁灵敏度参数可调整至目 标值，有效的针对目标客户；
[0011] (2)、在开关电阻阵列和放大器之间设置比例电阻，第一比例电阻、第二比例电阻 和开关电阻阵列严格匹配，使得放大器电路的稳定性更好；
[0012] (3)、所述的开关电阻阵列预设有三个模块：固定模块、正向调整模块、反向调整模 块，使得调整增益更方便更直观；
[0013] (4)、每个增益调整单元进一步包括串联设置的开关和增益调整电阻，通过控制每 个增益调整单元的开关，并且选择性的断开或导通各个开关，从而方便进行调节。
【附图说明】
[0014] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部 分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的 不当限定。在附图中：
[0015] 图1为本实用新型增益可调整的放大器电路的框架示意图；
[0016] 图2为本实用新型一优选实施例的增益可调整的放大器电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以 下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实 施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018] 如图1和图2所示，本实用新型的一种增益可调整的放大器电路，其特征在于，包 括第一放大器10、第二放大器20、第一比例电阻11、第二比例电阻21、开关电阻阵列30,其 中，所述的开关电阻阵列30连接在第一放大器10的反相输入端和第二放大器20的反相输 入端之间，且，所述第一放大器10的输出端与所述的开关电阻阵列30之间串联设置有第一 比例电阻11，所述第二放大器20的输出端与所述的开关电阻阵列30之间串联设置有第二 比例电阻21。
[0019] 所述的开关电阻阵列30主要由多个增益调整单元阵列设置构成，且每个增益调 整单元进一步包括串联设置的开关K1-K15和增益调整电阻R1-R15;本实施例中，所述的 开关电阻阵列30预设有三个模块：固定模块K1-K5及R1-R5、正向调整模块K11-K15及 R11-R15、反向调整模块K6-K10及R6-R10,且各个模块分别由多个增益调整单元阵列设置 构成。
[0020] 如图2所示，本实用新型的放大器电路的工作原理如下：
[0021] 设定所述的开关电阻阵列30由K1-K15的15个开关及R1-R15的15个电阻构成， 该开关电阻阵列30的总等效电阻为Ry，比例电阻为Rx，一般情况下，第一比例电阻11和第 二比例电阻21的阻值相等，则，该放大器的增益Av的计算公式为：
[0022]
[0023] 以下实施例中，K1-K15为开关信号，H代表高电平，表不开关导通，L代表低电平， 表示开关断开；R1-R15均为大小为R且完全匹配的电阻阵列。
[0024] 在芯片初始设计时，预设K11-K15为正向调整模块的开关信号，K6-K10为反向调 整模块的开关信号，K1-K5为固定模块的开关信号。预设K1-K10为导通状态，K11-K15为断 开状态，此时R1-R15组成的开关电阻阵列的总等效电阻为R/10;假设放大器的负反馈电阻 Rx= 10R，则此时该放大器的增益约等于100倍数。
[0025] 若生产的芯片成品对磁场的灵敏度不在预计的范围内，则进行以下的调整：
[0026] 1.放大器增益的正向调整
[0027] 根据磁场测试值，确定灵敏度需要调整的幅度，选择闭合开关K11-K15，
[0028] 以下表1列出了K11-K15的取值为不同组合时，该放大器增益调整的范围：
[0029] 表 1
[0030]
[0031] 2.放大器增益的反向调整
[0032] 根据磁场测试值，确定灵敏度需要调整的幅度，选择断开开关K6-K10。
[0033] 以下表2列出了K6-K10的取值为不同组合时，该放大器增益调整的范围：
[0034]表2
[0035]
[0036] 以上的调整以初始值的±50%的调整比例为例子，实际可根据实际生产情况进行 扩展或缩小。并且，K1-K15的开关信号可通过集成芯片内部的电阻进行熔丝烧断、激光烧 断、编程烧断等方式产生。
[0037] 需要说明的是，本实用新型的放大器电路的修调范围，并不仅仅是上述具体实施 例中列举的调整范围，还可以利用本实用新型的电路图进行缩小步长再做细分，调整产品 的灵敏度至准确值；或者拉宽步长，将成品的磁场灵敏度范围修调至客户说能接受的范围， 减少测试步骤。
[0038] 另外，本发明还提供了一种包括上述结构的增益可调整的放大器电路的霍尔传感 器，霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种，本实用新型主要适用于开 关型霍尔传感器。
[0039] 在一定磁场和电流条件下的霍尔盘的霍尔感应电压VH:
[0040]
[0041]其中：
[0042] G为霍尔盘HP的几何形状因子；
[0043] &为半导体载流子的散射因子；
[0044] n为霍尔盘的掺杂浓度；
[0045] q为基本电荷1. 602X10-19C;
[0046] d为霍尔盘的厚度；
[0047] Ibias为通过霍尔盘HP的偏置电流；
[0048] B为外部施加磁场强度。
[0049] 在集成传感器中该霍尔感应电压VH-般非常微弱，一般在几个毫伏级别，因此该 电压不能直接应用于输出驱动器，需要经过一定倍数的放大后才能应用。
[0050] 在实际的集成霍尔传感器芯片中，由霍尔盘产生的霍尔感应电压一般通过放大器 进行放大。而霍尔磁场传感器芯片在生产的过程由于工艺漂移、封装应力等因素的影响，成 品的磁场灵敏度会有波动。因此本实用新型通过修调霍尔电压放大器的增益，调整芯片对 磁场的灵敏度。
[0051] 上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新 型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组 合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术 或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则 都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种增益可调整的放大器电路，其特征在于，包括第一放大器、第二放大器、第一比 例电阻、第二比例电阻、开关电阻阵列，其中，所述的开关电阻阵列连接在第一放大器的反 相输入端和第二放大器的反相输入端之间，且，所述第一放大器的输出端与所述的开关电 阻阵列之间串联设置有第一比例电阻，所述第二放大器的输出端与所述的开关电阻阵列之 间串联设置有第二比例电阻。2. 根据权利要求1所述的一种增益可调整的放大器电路，其特征在于：所述的开关电 阻阵列由多个增益调整单元阵列设置构成，且每个增益调整单元进一步包括串联设置的开 关和增益调整电阻。3. 根据权利要求1或2所述的一种增益可调整的放大器电路，其特征在于：所述的开 关电阻阵列预设有三个模块：固定模块、正向调整模块、反向调整模块，且各个模块分别由 多个增益调整单元阵列设置构成。4. 一种霍尔传感器，其特征在于，其包括权利要求1或2或3所述的增益可调整的放大 器电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种增益可调整的放大器电路及具有该电路的霍尔传感器，该放大器电路包括第一放大器、第二放大器、第一比例电阻、第二比例电阻、开关电阻阵列，其中，所述的开关电阻阵列连接在第一放大器的反相输入端和第二放大器的反相输入端之间，且，所述第一放大器的输出端与所述的开关电阻阵列之间串联设置有第一比例电阻，所述第二放大器的输出端与所述的开关电阻阵列之间串联设置有第二比例电阻；从而实现增益的双向调整功能，调整更方便，并通过修调放大器的增益，调整霍尔传感器芯片对磁场的灵敏度，能够针对特定的灵敏度需求，其制得的霍尔传感器的精度更高。
【IPC分类】H03F3/45, H03G3/20
【公开号】CN204681322
【申请号】CN201520393654
【发明人】姜帆, 陈利, 杨瑞聪, 高耿辉, 高伟钧
【申请人】厦门元顺微电子技术有限公司, 大连连顺电子有限公司, 友顺科技股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月9日