形狀參數(shù)對(duì)MEMS霍爾器件性能影響研究.pdf

1、霍爾器件是目前應(yīng)用最廣的一種磁性傳感器，霍爾傳感器與驅(qū)動(dòng)電路集成是MEMS技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向?；魻柶骷牟牧稀⑿螤?、工藝和接口電路等因素與靈敏度密切相關(guān)。本文通過(guò)研究影響霍爾效應(yīng)的各種參數(shù)，確定提高M(jìn)EMS霍爾器件工作區(qū)(霍爾片)靈敏度的方法，采用ANSYS軟件模擬分析，確定長(zhǎng)方形與圓形霍爾片的結(jié)構(gòu)尺寸與霍爾器件靈敏度的關(guān)系，得出靈敏度達(dá)到最佳的優(yōu)化模型。通過(guò)對(duì)比兩種形狀霍爾片靈敏度，確定最優(yōu)的霍爾片模型。 長(zhǎng)方形霍爾片

2、是選用率最高的霍爾片設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之一，本文采用ANSYS軟件對(duì)長(zhǎng)0.6mm，寬為0.4mm，厚度為0.2mm的長(zhǎng)方形霍爾片的工作狀態(tài)進(jìn)行瞬態(tài)模擬。分析霍爾電壓分布云圖及霍爾電壓與時(shí)間關(guān)系曲線，確定ANSYS軟件建立模型及整個(gè)模擬過(guò)程符合本文研究的要求。 保持長(zhǎng)方形霍爾片的長(zhǎng)與厚度不變，對(duì)寬度為0.30mm至0.40mm的霍爾片進(jìn)行了瞬態(tài)分析。在寬度為0.38mm時(shí)，霍爾電壓達(dá)到最大值，到0.40mm時(shí)迅速降低；寬度為0.40mm時(shí)，

3、V<,H>/gHz值達(dá)到最大，確定最佳霍爾片寬度為0.4mm，最佳長(zhǎng)寬比為1.5。 保持最佳長(zhǎng)寬比，對(duì)不同厚度長(zhǎng)方形霍爾片模擬，結(jié)果表明，厚度為0.02mm時(shí)，靈敏度達(dá)到最佳，長(zhǎng)度與厚度的比值為30。 圓形霍爾片為對(duì)稱(chēng)性極高霍爾片結(jié)構(gòu)的典型代表，其特殊的結(jié)構(gòu)，使其即使在90度旋轉(zhuǎn)的情況下，也可以保持對(duì)稱(chēng)性不變，并且輸入/輸出端電極可以互換。本文在保持圓形霍爾片半徑為0.35mm不變的基礎(chǔ)上，對(duì)不同厚度的霍爾片進(jìn)行了工