УДК 681.586.72
ГАЛУШКОВ А.И., КРУПНОВ Ю.А.,
Каждый двухкомпонентный датчик в матрице представляет собой
*АБАКУМОВ А.А., *АБАКУМОВ А.А. (мл.)
пару биполярных двухколлекторных магнитотранзисторов, с взаимно

перпендикулярными направлениями осей магниточувствительности. При
ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ МАТРИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
этом все магниточувствительные элементы МПМП выполнены на одном
ДЛЯ СИСТЕМ ВИЗУАЛИЗАЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
кристалле, в едином технологическом цикле.

Кристалл МПМП имеет следующие геометрические размеры -
ГУ НПК Технологический Центр, Московского государственного
29х2,5
мм.
Расстояние
между
двухкомпонентными
института электронной техники,
магниточувствительными ячейками МПМП составляет 0,9 мм, а
103498,Москва, МИЭТ, ГУ НПК ТЦ, тел: (095) 534-02-68, gal@tcen.ru,
геометрические размеры одной ячейки- 160290 мкм.
* г.Обнинск, ЗАО Интроско, ул.Курчатова 41
На
Рис.2
изображена
электрическая
схема
соединения

двухкомпонентных ячеек в матрице. Управляющими электродами ячеек,
В настоящее время системы визуализации магнитного поля
являются 8 базовых выводов (b1-b8), объединенных на кристалле в 8 групп
получили широкое применение в различных областях - медицине,
по 4 вывода в каждой и 4 эмиттерных вывода (е1-е4), объединенных на
биологии, дефектоскопии и т.д. Для построения таких систем применяются
кристалле в 4 группы по 8 выводов в каждой. Информационные
матричные преобразователей магнитного поля (МПМП) [1]. В
электроды (коллекторы) объединяются в две группы параллельно по всей
существующих МПМП в качестве элементов матриц, в основном,
матрице и образуют четыре вывода - k1, k2, k3 и k4. Выводы k1 и k2
используются
однокомпонентные

дискретные
элементы
соединены с транзисторами, ориентированными на измерение нормальной
(магниторезисторы, датчики Холла и т.д.). Основными недостатками этих
составляющей поля. Выводы k3 и k4 - с транзисторами,
преобразователей являются низкая разрешающая способность, взаимная
ориентированными на измерение тангенциальной составляющей. У
пространственная разориентация осей магниточувствительности ячеек,
магнитотранзисторов, принадлежащих к одной магниточувствительной
возникающая при монтаже и значительное расстояние между точками
ячейке, эмиттеры и базы соединены попарно. Это дает возможность
измерения разных компонент магнитного поля.
считывать информацию о двух компонентах поля одновременно.
Современный уровень развития полупроводниковой технологии

позволяет изготавливать МПМП в интегральном виде [2]. Это позволяет
существенно увеличить разрешающую способность МПМП и уменьшить
расстояние между точками измерения разных компонент.
Нами разработана магниточувствительная матрица, изготавливаемая
по интегральной технологии ИС и представляющая собой кристалл
кремния,
содержащий
строку
из 32 двухкомпонентных
магниточувствительных ячеек (Рис. 1).




Рис. 1. Схематичный
вид
линейной
интегральной
Рис.2. Электрическая схема соединения ячеек в МПМП, где е1-е4 -
магниточувствительной матрицы, где H
эмиттерные вывода, k1-k4 - коллекторные вывода, b1-b8 - базовые вывода
n , Ht - направления взаимно
перпендикулярных осей магниточувствительности ячеек матрицы


Считывание
информации
с
магниточувствительной
ячейки
происходит путем включения пары транзисторов по схеме с общим

эмиттером посредством внешних коммутаций выводов МПМП.
Разработанный двухкомпонентный матричный преобразователь
имеет уменьшенную не идентичность параметров элементов матрицы,
пониженный разброс температурной нестабильности элементов. Однако
еще не устранены такие недостатки матричного преобразователя в целом,
как недостаточная магниточувствительность при малых значениях
магнитного
поля,
низкая
помехоустойчивость,
значительный
температурный коэффициент изменения магниточувствительности.
В связи с этим, дальнейшим перспективным направлением
совершенствования разработанного МПМП является создание на его
основе интеллектуальной магниточувствительной микросистемы. К числу
функций, выполняемых такой микросистемой, относятся самоконтроль и
коррекция погрешностей, обусловленных в частности, дрейфом нуля,
нелинейностью характеристики вход-выход, изменениями напряжения
питания, влиянием гистерезиса, самодиагностика и сигнализация об
отказах и другое, что позволит значительно расширить области
использования МПМП.
Работа выполнена при финансовой поддержке в форме гранта
Т00-8.0-2727 Исследование принципов построения полупроводниковых
микросистем для измерения параметров распределенных магнитных
полей по фундаментальным исследованиям в области технических наук
Минобразования России.

1. Абакумов А.А., Абакумов (мл.) А.А., Галушков А.И., Чаплыгин Ю.А..
Полупроводниковые сканеры распределенного магнитного поля - н.-т.
журнал Известия вузов. Электроника. N 3-4, 1997, С.117-125.
2. Галушков А.И. Магниточувствительные КМОП ИС и
микроэлектронные матричные микросистемы для измерения
распределенных магнитных полей.// Актуальные проблемы
твердотельной электроники и микроэлектроники. VII международная
научно-техническая конференция. Тезисы докладов. Дивноморское.
15-22 сентября 2000, С.178-180.
3. Галушков А.И. Магниточувствительные микросистемы матричного
типа - основа создания сенсорных систем визуализации дефектов
ферромагнитных объектов.// Интеллектуальные роботехнические
системы (ИРС-2001). Научная молодежная школа. Тезисы докладов.
Дивноморское. 1-6 октября 2001, С.250-252.