傳感器電路、傳感器裝置以及用于形成傳感器電路的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 實施例設(shè)及傳感器，并且特別是傳感器電路、傳感器裝置W及用于形成傳感器電 路的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 功能安全性代表例如在汽車工業(yè)中的當前的和未來的產(chǎn)品的明顯差異。概念可W 被建立W實現(xiàn)在汽車安全性完整性等級（ASIL)方面的對應(yīng)的目標。為了實現(xiàn)專用ASIL等 級，不同的目標參數(shù)，例如單位時間失效（FIT)率、診斷覆蓋率、單點故障指標（SPFM) W及 潛在故障指標（LPFM)可W被期望W實現(xiàn)專用值。例如，可能需要提高在位置傳感器(例如 角度傳感器）中的功能安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] -些實施例設(shè)及傳感器電路。所述傳感器電路包含多個半橋傳感器電路。所述傳 感器電路進一步包含傳感器輸出值確定電路，所述傳感器輸出值確定電路被配置為基于由 所述多個半橋傳感器電路的半橋傳感器電路之一提供的至少一個半橋傳感器信號來確定 傳感器輸出值。所述傳感器電路進一步包含誤差確定電路，所述誤差確定電路被配置為基 于由所述多個半橋傳感器電路的第一半橋傳感器電路產(chǎn)生的第一半橋傳感器信號和由所 述多個半橋傳感器電路的第二半橋傳感器電路產(chǎn)生的第二半橋傳感器信號來產(chǎn)生誤差信 號。所述傳感器電路進一步包含控制電路，所述控制電路被配置為基于所述誤差信號來控 制所述第一半橋傳感器電路和所述第二半橋傳感器電路之一的選擇用于將所述第一半橋 傳感器信號和所述第二半橋傳感器信號之一提供給所述傳感器輸出值確定電路。
[0004] 一些實施例設(shè)及傳感器裝置。所述傳感器裝置包含多個半橋傳感器電路，每個所 述半橋傳感器電路包含一對磁阻結(jié)構(gòu)。所述傳感器裝置包含傳感器輸出值確定電路，所述 傳感器輸出值確定電路被配置為基于由所述多個半橋傳感器電路的半橋傳感器電路中的 四個提供的至少四個半橋傳感器信號來確定傳感器輸出值。所述多個半橋傳感器電路的第 一半橋傳感器電路和第二半橋傳感器電路被形成在共同的半導(dǎo)體襯底上。與所述第二半橋 傳感器電路的磁阻結(jié)構(gòu)具有相同的預(yù)定義參考磁化方向的所述第一半橋傳感器電路的磁 阻結(jié)構(gòu)被鄰近地形成在所述共同的半導(dǎo)體襯底上。
[0005] -些實施例設(shè)及用于形成傳感器電路的方法。所述方法包含在共同的半導(dǎo)體襯底 的第一共同區(qū)域中形成具有第一預(yù)定義參考磁化方向的多個磁阻結(jié)構(gòu)。所述方法進一步包 含在所述共同的半導(dǎo)體襯底的第二共同區(qū)域中形成具有第二預(yù)定義參考磁化方向的多個 磁阻結(jié)構(gòu)。所述方法進一步包含形成電傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述電傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)將具有所述第一預(yù)定義 參考磁化方向的磁阻結(jié)構(gòu)電禪合到具有所述第二預(yù)定義參考磁化方向的磁阻結(jié)構(gòu)W形成 多個半橋傳感器電路。每個半橋傳感器電路包含具有所述第一預(yù)定義參考磁化方向的磁阻 結(jié)構(gòu)，所述磁阻結(jié)構(gòu)被電禪合到具有所述第二預(yù)定義參考磁化方向的第二磁阻結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0006] 將在下面僅僅W示例的方式并且參考附圖來描述設(shè)備和/或方法的一些實施例， 在所述附圖中： 圖1示出傳感器電路的示意的圖解； 圖2示出進一步傳感器電路的示意的圖解； 圖3示出進一步傳感器電路的示意的圖解； 圖4示出進一步傳感器電路的示意的圖解； 圖5示出傳感器裝置的示意的圖解； 圖6示出用于提供傳感器輸出值的方法的流程圖； 圖7示出用于形成傳感器電路的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0007] 現(xiàn)將參考在其中圖解了一些示例實施例的附圖更全面地描述各種示例實施例。在 附圖中，為了清楚可W夸大線、層和/或區(qū)段的厚度。
[000引因此，雖然示例實施例能有各種修改和替選的形式，但是其實施例在附圖中W示 例的方式被示出并且將在本文中更具體地被描述。然而，應(yīng)該理解不旨在將示例實施例限 制為公開的特別的形式，而是相反，示例實施例將覆蓋落在本公開的范圍之內(nèi)的所有修改、 等同物和替選物。貫穿附圖的描述，同樣的數(shù)字指代同樣的或相似的元件。
[0009] 將理解的是當元件被提及為被"連接"或"禪合"到另一個元件時，它能夠被直接連 接或禪合到另一個元件或者可W存在介入元件。相比而言，當元件被提及為被"直接連接" 或"直接禪合巧Ij另一個元件時，沒有存在介入元件。用于描述元件之間的關(guān)系的其他詞(例 如，"在…之間"對"直接在…之間"、"鄰近"對"直接鄰近"等）應(yīng)該W同樣的樣式被解釋。
[0010] 在本文中使用的術(shù)語僅僅是為了描述特別的實施例的目的，而不旨在限制示例實 施例。如在本文中使用的，單數(shù)形式"一"、"一個"和"該"旨在也包含復(fù)數(shù)形式，除非上下 文清楚地另外指示。將進一步理解的是，術(shù)語"包括"和/或"包含"當在本文中被使用時指 定聲明的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特征、 整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或添加。
[0011] 除非另外被定義，在本文中使用的所有術(shù)語(包含技術(shù)的和科學(xué)的術(shù)語）具有與一 般由示例實施例所屬的領(lǐng)域中的一個普通技術(shù)人員所理解的相同的意義。將進一步理解的 是，術(shù)語例如在一般使用的字典中定義的那些應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的語境中的它 們的意義一致的意義。然而，如果本公開將特定的意義給予偏離一般由一個普通技術(shù)人員 所理解的意義的術(shù)語，則將在運個定義在本文中被給定的特定語境中考慮運個意義。
[0012] 圖1示出根據(jù)實施例的傳感器電路100的示意的圖解。
[0013] 傳感器電路100可W包含多個半橋傳感器電路101。傳感器電路100可W進一步 包含傳感器輸出值確定電路102,所述傳感器輸出值確定電路102被配置為基于由多個半 橋傳感器電路101的半橋傳感器電路之一提供的至少一個半橋傳感器信號103來確定傳感 器輸出值。傳感器電路100可W進一步包含誤差確定電路104,所述誤差確定電路104被 配置為基于由多個半橋傳感器電路的第一半橋傳感器電路IOla產(chǎn)生的第一半橋傳感器信 號105a和由多個半橋傳感器電路的第二半橋傳感器電路10化產(chǎn)生的第二半橋傳感器信號 10化來產(chǎn)生誤差信號107。
[0014] 傳感器電路100可W進一步包含控制電路106,所述控制電路106被配置為基于誤 差信號107來控制第一半橋傳感器電路IOla和第二半橋傳感器電路10化之一的選擇用于 將第一半橋傳感器信號105a和第二半橋傳感器信號10化之一提供給傳感器輸出值確定電 路102 W確定傳感器輸出值。
[0015] 由于具有基于誤差信號來控制第一半橋傳感器電路和第二半橋傳感器電路之一 的選擇的控制電路的傳感器電路的實施方式，當探測到誤差時，例如可W由工作半橋傳感 器電路來代替故障半橋傳感器電路。運可W提供冗余，所述冗余例如可W提高在汽車裝置 或車輛中的安全性。代替半橋傳感器電路例如還可W避免即使僅僅一半的全橋傳感器電路 故障仍代替全橋傳感器電路的復(fù)雜性。運例如可W引起減少的成本。
[0016] 傳感器電路100例如可W包含可W被布置在多個惠斯通橋形成或布置中的多個 半橋傳感器電路101。例如，多個半橋傳感器電路101例如可W被布置成形成每個包括一對 半橋傳感器電路的一個或多個全橋傳感器電路。全橋傳感器電路可W包含被禪合在電源電 壓端子與參考電壓端子(例如地端子）之間的一個半橋傳感器電路和被禪合在電源電壓端 子與參考電壓端子之間的一個互補半橋傳感器電路。全橋傳感器電路的互補半橋傳感器電 路可W與全橋傳感器電路的半橋傳感器電路等同或相似，但是可W被相反地禪合在電源電 壓端子與參考電壓端子之間。換言之，全橋傳感器電路的互補半橋傳感器電路關(guān)于全橋傳 感器電路的半橋傳感器電路可W具有不同的(例如相反的或顛倒的）極性。
[0017] 在傳感器電路100的布置中，多個半橋傳感器電路101的半橋傳感器電路(例如所 有的半橋傳感器電路）每個可W包含被電禪合到電源電壓端子的第一端子和被電禪合到參 考電壓端子的第二端子。每個半橋傳感器電路101可W包含一對電阻元件(例如磁阻元件 或霍爾元件)，所述電阻元件可W響應(yīng)激勵(例如外部激勵)。電阻元件對運樣的激勵的響應(yīng) 例如可W包括電阻元件的電阻的改變。每個半橋傳感器電路101例如可W被配置為響應(yīng)于 外部環(huán)境或激勵的改變(諸如磁場的改變或壓力的改變）而產(chǎn)生半橋傳感器信號。
[0018] 半橋傳感器電路101可W被配置為在半橋傳感器電路輸出端子(或節(jié)點)處產(chǎn)生半 橋傳感器信號。例如，每個半橋傳感器電路101可W包含被布置在一對電阻元件的第一電 阻元件與第二電阻元件之間的半橋傳感器電路輸出端子。半橋傳感器電路的輸出端子處的 半橋傳感器信號輸出例如可W基于由于響應(yīng)于激勵的電阻元件中的改變(或失衡）而引起 的電壓或電流改變。在一些示例中，半橋傳感器信號可W是正弦信號，但是不受限于此。
[0019] 第一半橋傳感器電路IOla可W是第一全橋傳感器電路的部分。第二半橋傳感器 電路10化可W是第二全橋傳感器電路的部分。第二半橋傳感器電路10化例如可W與第一 半橋傳感器電路IOla等同并且可W用與第一半橋傳感器電路IOla相同的極性被禪合到電 源電壓端子和參考電壓端子。例如，由第一半橋傳感器電路IOla產(chǎn)生的第一半橋傳感器信 號105a可W是具有第一預(yù)定相位偏移的正弦曲線的信號(例如正弦信號)。由于第一半橋傳 感器電路IOla的相同的極性和結(jié)構(gòu)，由第二半橋傳感器電路10化產(chǎn)生的第二半橋傳感器 信號10化例如也可W是具有相同的第一預(yù)定相位偏移的正弦曲線的信號(例如正弦信號)。 因此，例如可能可W用第二半橋傳感器電路1〇化來代替第一半橋傳感器電路101a，如果第 一半橋傳感器電路IOla故障。換言之，第二半橋傳感器電路10化可W為第一半橋傳感器 電路IOla提供冗余。
[0020] 傳感器電路100包含傳感器輸出值確定電路102,所述傳感器輸出值確定電路102 例如可W被配置為基于由多個半橋傳感器信號提供的至少一個半橋傳感器信號103來確 定傳感器輸出值。在一些示例中，傳感器輸出值確定電路102例如可W被配置為基于兩個 或四個半橋傳感器信號來確定傳感器輸出值。傳感器輸出值確定電路102可被配置為基于 第一半橋傳感器信號1〇5曰、第二半橋傳感器信號10化、由第=半橋傳感器電路提供的第= 半橋傳感器信號W及由第四半橋傳感器電路提供的第四半橋傳感器信號之一來確定傳感 器輸出值。換言之，傳感器輸出值確定電路102例如可W被配置為基于第一或第二半橋傳 感器信號或者基于第=或第四半橋傳感器信號來確定傳感器輸出值。
[0021] 傳感器輸出值確定電路102可W被配置為基于第=半橋傳感器信號和第一半橋 傳感器信號105a與第二半橋傳感器信號10化之一來確定傳感器輸出值。多個半橋傳感器 電路例如可W包含被配置為提供第=半橋傳感器信號的第=半橋傳感器電路。傳感器輸出 值確定電路102例如可W被配置為進一步基于由第一或第二互補半橋傳感器電路產(chǎn)生的 第一或第二互補半橋傳感器信號并且基于由第=或第四互補半橋傳感器電路產(chǎn)生的第= 或第四半橋傳感器信號來確定傳感器輸出值。
[0022] 傳感器電路100包含誤差確定電路104,其例如可W被配置為確定半橋傳感器電 路是否故障。例如，誤差確定電路104可W被配置為基于第一半橋傳感器信號105a與第二 半橋傳感器信號10化的比較、加法和/或減法來產(chǎn)生誤差信號107。在示例中，誤差確定電 路104可W被配置為將第一半橋傳感器信號與第二半橋傳感器信號10化比較。例如，如果 由半橋傳感器電路產(chǎn)生的半橋傳感器信號是連續(xù)的零信號(例如具有零信號響應(yīng)）而不是 期望的正弦曲線的信號，誤差確定電路104可W產(chǎn)生指示第一半橋傳感器信號105a和第二 半橋傳感器信號10化之一故障的誤差信號。在另一個示例中，誤差確定電路104可W產(chǎn)生 誤差信號，如果第一半橋傳感器信號和第二半橋傳感器信號之一的振幅和/或相位偏離彼 此多于闊值，例如多于1%、或者例如多于5%或者例如多于10%。
[0023] 在另一個示例中，誤差確定電路104可W另外、可選地或替選地被配置為確定在 由第一半橋傳感器電路IOla產(chǎn)生的第一半橋傳感器信號105a與由第一半橋傳感器電路 1〇化產(chǎn)生的第二半橋傳感器信號10化之間的差別。由于第一和第二半橋傳感器電路兩者 基本上等同，如果兩個半橋傳感器電路都正確地運行，由它們生成的傳感器信號應(yīng)該相似 (例如，信號