Fabrication and Characteristics of the Hall Sensor Using Differential Detection Method

차동검출방식을 이용한 홀 센서의 제작 및 특성

The principle, design, and application of a gear-tooth sensor for the rough environmental conditions such as high temperatures of up to $150^{\circ}C$ are studied. The rotation of a tooth wheel is detected by a couple of Hall elements manufactured on the SIMOX wafer by a methode of differential detection using bipolar silicon technology. The product sensitivity of the Hall element is about 510 V/AT over a wide temperature range of $-40^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$. The differential Hall sensor makes the maximum possible distance between sensor and tooth wheel wider than that when single Hall element is used over a wide temperature range, and the maximum detectable distance is 4.5mm at driving current of 4mA.

$150^{\circ}C$정도의 높은 온도를 갖는 경우와 같은 열악한 환경 조건하에서의 기어 톱니의 회전수 검출을 위한 센서의 원리, 설계, 응용에 대하여 연구하였다. 톱니 바퀴의 회전의 검출을 위해 바이폴라 실리콘 공정에 의하여 SIMOX 기판위에 한 쌍의 Hall 소자들을 제조하여 차동검출방식을 사용하였다. 제작된 고온용 Hall 소자는 $-40^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$의 넓은 온도 영역을 지니며 동작영역에서의 적감도는 약 510 V/AT이었다. 차동 Hall 소자는 단일 Hall 소자를 사용할 때보다 넓은 온도 영역에 걸쳐 센서와 톱니 바퀴사이의 가능한 최대 거리를 보다 넓게 만들어 주었으며 최대 검출거리는 4mA 의 구동전류에서 약 4.5mm이었다.