[发明专利]单霍尔传感器件和电子设备

说明书

本申请公开一种单霍尔传感器件以及电子设备，所述单霍尔传感器件包括：单霍尔传感模块，用于周期性切换所述霍尔元件的控制端和输出端；比较处理模块，用于接收所述传感信号，并输出相应的南极比较信号或北极比较信号，并且对所述南极比较信号和北极比较信号进行降噪和逻辑运算，并输出控制信号，在外部磁场达到相应的磁场阈值时，所述南极比较信号或北极比较信号发生翻转；阈值调整模块，用于周期性的依次向各个信号端输入阈值控制电流，使得所述南极比较信号和北极比较信号发生翻转时，外部磁场对应于方向相反的南极磁场阈值或北极磁场阈值中的任意一个。上述单霍尔传感器件的体积较小，功耗较低且可靠性高。

技术领域

本申请涉及霍尔传感技术领域，具体涉及一种具有噪声滤除功能的单霍尔传感器件和一种电子设备。

背景技术

霍尔器件是一种基于霍尔效应原理制作的磁性传感器，霍尔效应是电磁效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，导体内垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差被称为霍尔电势差。

霍尔传感器件内部集成了霍尔器件，此类传感器件具有功耗小、灵敏度高、输入输出隔离度高等特点，已经被广泛应用于工业、通信和仪器制造等领域。霍尔传感器开关是霍尔传感器件的一个重要应用，请参考图1a，为单极(南极)性霍尔开关功能图。当磁铁的南极靠近霍尔传感器件芯片表面，当芯片感应到的磁场强度大于磁场阈值BOP时，霍尔传感器件的输出由高电平变成低电平。

通常在消费级产品中所需要的磁铁体积都很小，由于单极性的霍尔开关所配套的磁铁在装配的时候需要区分南北极，从而给磁铁的装配带来很大的不便，从而增加装配的成本。

所以，全极性的霍尔传感器开关更适合应用于消费级产品中，无论磁铁的南极还是北极靠近开关，都会使得霍尔传感器开关输出信号发生翻转。现有的全极性霍尔开关大多采用两个霍尔传感器，分别用于感应南极磁场和北极磁场。请参考图1b，磁铁的南极或北极靠近全极性的霍尔传感器开关芯片表面，且磁场强度大于南极磁场阈值BOPS或北极磁场BOPN时，霍尔传感器开关的输出都会由高电平变成低电平。

但是由于具有两个霍尔传感器，导致全极性霍尔传感器件的功耗和芯片面积都较大。在此基础上，由于磁场的抖动，也会导致霍尔传感器的灵敏度和可靠性受到影响。由于磁场抖动是一个随机过程，产生的霍尔电压的噪声V_noise的幅值有正也有负(请参考图1c)，当霍尔传感器处于阈值磁场时，由于噪声的存在，会影响开关的准确性。在低压高温条件下，霍尔的灵敏度降低，电路噪声增大，有效霍尔电压V_H减小，噪声V_noise变大，会使得翻转点不确定的问题更严重。而采用两个霍尔传感器进行的全极霍尔检测，每一个传感器由于磁场抖动产生的噪声的随机性叠加，会导致准确性进一步下降。

如何降低全极性霍尔传感器件的功耗和成本的同时，提高灵敏度和可靠性是目前亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种单霍尔传感器件和电子设备，在采用较低功耗和成本实现全极性霍尔传感的基础上，进一步提高了可靠性。

本申请提供一种单霍尔传感器件，包括：单霍尔传感模块，包括单个霍尔元件，所述霍尔元件具有两对信号端，其中一对信号端作为两个控制端，连接至控制电压端，用于输入控制电压，另一对信号端作为两个输出端，所述两个输出端用于输出与外部磁场相关的传感信号，所述单霍尔传感模块还用于周期性切换所述霍尔元件的控制端和输出端；比较处理模块，用于接收所述传感信号，并输出相应的南极比较信号或北极比较信号，并且对所述南极比较信号和北极比较信号进行降噪和逻辑运算，并输出控制信号，在外部磁场达到相应的磁场阈值时，所述南极比较信号或北极比较信号发生翻转；阈值调整模块，用于周期性的依次向各个信号端输入阈值控制电流，使得所述南极比较信号和北极比较信号发生翻转时，外部磁场对应于方向相反的南极磁场阈值或北极磁场阈值中的任意一个。