形狀參數對MEMS霍爾器件性能影響研究.pdf

1、霍爾器件是目前應用最廣的一種磁性傳感器，霍爾傳感器與驅動電路集成是MEMS技術的一個重要發(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。本文通過研究影響霍爾效應的各種參數，確定提高MEMS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，確定長方形與圓形霍爾片的結構尺寸與霍爾器件靈敏度的關系，得出靈敏度達到最佳的優(yōu)化模型。通過對比兩種形狀霍爾片靈敏度，確定最優(yōu)的霍爾片模型。 長方形霍爾片

2、是選用率最高的霍爾片設計結構之一，本文采用ANSYS軟件對長0.6mm，寬為0.4mm，厚度為0.2mm的長方形霍爾片的工作狀態(tài)進行瞬態(tài)模擬。分析霍爾電壓分布云圖及霍爾電壓與時間關系曲線，確定ANSYS軟件建立模型及整個模擬過程符合本文研究的要求。 保持長方形霍爾片的長與厚度不變，對寬度為0.30mm至0.40mm的霍爾片進行了瞬態(tài)分析。在寬度為0.38mm時，霍爾電壓達到最大值，到0.40mm時迅速降低；寬度為0.40mm時，

3、V<,H>/gHz值達到最大，確定最佳霍爾片寬度為0.4mm，最佳長寬比為1.5。 保持最佳長寬比，對不同厚度長方形霍爾片模擬，結果表明，厚度為0.02mm時，靈敏度達到最佳，長度與厚度的比值為30。 圓形霍爾片為對稱性極高霍爾片結構的典型代表，其特殊的結構，使其即使在90度旋轉的情況下，也可以保持對稱性不變，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不變的基礎上，對不同厚度的霍爾片進行了工