Käänteinen pyramidi 3-akselisena magnetismin Hall-anturina

Magneettiset anturit, erityisesti Hall-anturit, ovat välttämättömiä monilla teollisuudenaloilla auto- ja teollisuusjärjestelmistä kulutuselektroniikkaan ja lääketieteellisiin laitteisiin.

Luotettavuudestaan ja alhaisista kustannuksistaan huolimatta nykyiset 3-akseliset Hall-anturit kohtaavat merkittäviä haasteita, kuten rajoitettu herkkyys, suuret jalanjäljet ja suuret offsetit.

Nämä rajoitukset estävät niiden kykyä vastata kasvavaan miniatyrisoinnin ja tarkkuuden vaatimuksiin nykyaikaisessa elektroniikassa ja magneettisessa tunnistuksessa.

Delftin teknillisen yliopiston mikroelektroniikan laitoksen tutkijat paljastivat uuden Hall-ilmiöön perustuvan 3-akselisen magneettisen pyramidianturin, jossa on käänteinen rakenne.

Mikroelektromekaanisten järjestelmien (MEMS) mikrokoneistuksen ja komplementaarisen metallioksidipuolijohdeprosessoinnin (CMOS) yhdistelmän avulla laite voi havaita sekä tason sisäisiä että tason ulkopuolisia magneettikenttiä yhdessä kompaktissa rakenteessa.

Tämä anturi ylittää perinteiset Hall-anturit käyttämällä innovatiivista virtapyöritysmenetelmää, joka vähentää poikkeamaa yhdestä kolmeen suuruusluokkaa, mikä vastaa suureen haasteeseen magneettikentän havaitsemisessa.

Uusi anturi esittelee poikkeuksellista suorituskykyä, ja sillä on korkeat virta- ja jännitekohtaiset herkkyydet. Sillä on myös alhainen alle 4,7 % ylikuulumisarvo, mikä varmistaa tarkat lukemat. Noin 0,5 μT/√Hz lämpökohinan ansiosta tämä anturi on ihanteellinen erittäin tarkkoihin sovelluksiin.

Erityisesti anturin kompakti rakenne yhdistää useita tunnistustiloja yhdeksi rakenteeksi, mikä vähentää merkittävästi sen jalanjälkeä ja parantaa isotropiaa olemassa oleviin ratkaisuihin verrattuna. Vaikka anturi osoittaa merkittäviä parannuksia, jäännöspoikkeama pysyy milliteslan alueella, mikä merkitsee potentiaalia lisäoptimointiin.

Tohtori Karen M. Dowling, hankkeen johtava tutkija, korosti läpimurron merkitystä: "Tämä uusi anturi edustaa merkittävää edistystä magneettisen anturitekniikassa. Integroimalla käänteisen pyramidirakenteen virranpyöritykseen olemme saavuttaneet merkittäviä parannuksia herkkyydessä ja offset-heikennyksessä, mikä avaa tietä tarkemmalle ja luotettavammalle magneettikentän tunnistukselle."

Innovatiivinen 3-akselinen Hall-anturi toimii laajasti eri toimialoilla, erityisesti alueilla, jotka vaativat erittäin tarkkaa magneettikentän tunnistusta. Sen kompakti muotoilu ja edistyksellinen suorituskyky tekevät siitä ihanteellisen ehdokkaan sellaisiin sovelluksiin kuin sijainnin palaute, tehonvalvonta ja robotin liikkeen seuranta. Kun lisäparannuksia tehdään, tämä tekniikka voi mullistaa magneettisen sensorin integroinnin jokapäiväisiin laitteisiin, mikä lisää tehokkuutta ja luotettavuutta useilla sektoreilla.

Aiheesta aiemmin:

Grafeenilla käytännön sovelluksia

MEMS-anturi sähkökentän mittaamiseen