BG113356A - Hall effect microsensor with more than one output - Google Patents

Abstract

The Hall micro-sensor with more than one output contains an n-type square semiconductor (silicon) substrate (1) on one side of which one corner ohmic contact (2, 3, 4 and 5) is formed near each of its four corners. There is also one middle ohmic contact (6, 7, 8 and 9) along the middle of the lines passing through the corner contacts parallel to the sides of the substrate (1) The pairs of opposing middle contacts (6 and 8), and (7 and 9) respectively, are joined and connected to the terminals of a current source (10). Each pair of corner contacts (2 and 3), (3 and 4), (4 and 5), (5 and 2) adjacent to either side of the square substrate (1) is a separate differential output (11, 12, 13 and 14) of the microsensor, as the measured magnetic field (15) is perpendicular to the plane of the substrate (1).

Description

МИКРОСЕНЗОР НА ХОЛ С ПОВЕЧЕ ОТ ЕДИН ИЗХОДHALL MICROSENSOR WITH MORE THAN ONE OUTPUT

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАFIELD OF ENGINEERING

Изобретението се отнася до микросензор на Хол с повече от един изход, приложимо в областта на роботиката и мехатронните платформи с изкуствен интелкт; квантовата комуникация; 3D роботизираната медицина и минимално инвазивната хирургия, включително лапароскопията; безконтактната автоматика; контролно-измервателната технология и слабополевата магнитометрия; определянето на едноосни деформации чрез магнитомодулаторни системи; автомобилната промишленост, в това число хибридните превозни средства и електромобилите; позиционирането на обекти в равнината; навигацията; военното дело и сигурността, включително подводни, наземни и въздушни системи за наблюдение и превенция; контратероризма и др.The invention relates to a Hall microsensor with more than one output, applicable in the field of robotics and mechatronic platforms with artificial intelligence; quantum communication; 3D robotic medicine and minimally invasive surgery, including laparoscopy; contactless automation; control and measurement technology and weak-field magnetometry; the determination of uniaxial deformations by means of magnetomodulatory systems; the automotive industry, including hybrid vehicles and electric vehicles; the positioning of objects in the plane; navigation; military and security, including underwater, land and air surveillance and prevention systems; counterterrorism, etc.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАPRIOR ART

Известен е микросензор на Хол с повече от един изход, съдържащ птип правоъгълна полупроводникова (силициева) подложка, върху едната страна на която са формирани на равни разстояния един от друг три правоъгълни омични контакти съответно първи, втори и трети, разположени успоредно на дългите си страни и успоредно на късите страни на подложката. Вторият контакт е централен и спрямо него от двете му дълги страни са разположени - от ляво първият и от дясно - третият. Откъм късите страни на тези три контакта и на равни близки разстояния от тях има още по един страничен омичен контакт - първият и вторият са при левия правоъгълен контакт, третият и четвъртият - при централния, а петият и шестият - при левия. Първият, третият и петият контакти са откъм едната къса страна на правоъгълните контакти, а вторият, четвъртият и шестият - откъм срещуположната. Първият и третият правоъгълни контакти са съединени с единия извод на токоизточник, другият извод на който е свързан с централния контакт. Страничните трети и четвърти контакти са единият изход на микросензора, а първият и шестият - другият изход като втори и пети контакти са свързани. Измерваното равнинно (тангенциално) магнитно поле е в равнината на подложката и е перпендикулярно на дългите страни на правоъгълните контакти, [1-7].A Hall microsensor with more than one output is known, containing a ptype rectangular semiconductor (silicon) substrate, on one side of which three rectangular ohmic contacts, first, second and third, respectively, located parallel to their long sides, are formed at equal distances from each other and parallel to the short sides of the pad. The second contact is central and relative to it on its two long sides are located - on the left the first and on the right - the third. On the short sides of these three contacts and at equal close distances from them, there is one more lateral ohmic contact - the first and second are at the left rectangular contact, the third and fourth - at the central one, and the fifth and sixth - at the left one. The first, third, and fifth contacts are on one short side of the rectangular contacts, and the second, fourth, and sixth are on the opposite side. The first and third rectangular contacts are connected to one terminal of a current source, the other terminal of which is connected to the central contact. The third and fourth side contacts are one output of the microsensor, and the first and sixth - the other output as the second and fifth contacts are connected. The measured plane (tangential) magnetic field is in the plane of the substrate and is perpendicular to the long sides of the rectangular contacts, [1-7].

Недостатък на този микросензор на Хол с повече от един изход са увеличените размери на чипа с корпуса както в посока на активиращото равнинно (тангенциално) магнитно поле, перпендикулярно на дългите страни на последователно подредените правоъгълни контакти, а също и в направление на дългите страни, и като резултат на тези фактори обемът на корпусираната микросензорна структура е повишен. Това редуцира управляващата двата изхода външна магнитна индукция, водещо до понижаване стойността на изходните напрежения, намалявайки преобразувателната ефективност (чувствителност).A disadvantage of this Hall microsensor with more than one output is the increased dimensions of the chip with the housing both in the direction of the activating plane (tangential) magnetic field perpendicular to the long sides of the series-arranged rectangular contacts, and also in the direction of the long sides, and as a result of these factors, the volume of the encapsulated microsensor structure is increased. This reduces the external magnetic induction driving the two outputs, leading to a decrease in the value of the output voltages, reducing the conversion efficiency (sensitivity).

Недостатък е също намалената метрологична точност поради едновременно редуцираните магнитна индукция в преобразувателната зона на микросензора и чувствителността на изходите от конструкцията.A disadvantage is also the reduced metrological accuracy due to the simultaneously reduced magnetic induction in the conversion zone of the microsensor and the sensitivity of the outputs of the structure.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТTECHNICAL ESSENCE

Задача на изобретението е да се създаде микросензор на Хол с повече от един изход, който да е с висока чувствителност на изходните канали и повишена измервателна точност.The task of the invention is to create a Hall microsensor with more than one output, which has high sensitivity of the output channels and increased measurement accuracy.

Тази задача се решава с микросензор на Хол с повече от един изход, съдържащ и-тип квадратна полупроводникова (силициева) подложка, върху едната страна на която в близост до четирите й ъгъла са формирани по един ъглов омичен контакт. По средите на линиите, минаващи през ъгловите контакти успоредно на страните на подложката има още по един среден омичен контакт. Двойките срещуположни средни контакти са съединени и съответно са свързани с изводите на токоизточник. Всяка двойка ъглови контакти прилежаща на която и да е страна на квадратната подложка е отделен диференциален изход на микросензора, като измерваното магнитно поле е перпендикулярно на равнината на подложката.This task is solved with a Hall microsensor with more than one output, containing an i-type square semiconductor (silicon) substrate, on one side of which one corner ohmic contact is formed near its four corners. On the middles of the lines passing through the corner contacts parallel to the sides of the pad there is one more middle ohmic contact. The pairs of opposite middle contacts are joined and connected to the terminals of a current source respectively. Each pair of corner contacts adjacent to either side of the square pad is a separate differential output of the microsensor, with the measured magnetic field perpendicular to the plane of the pad.

Предимство на изобретението е високата чувствителност на четирите сензорни изхода, поради съществено редуцираната дебелина на корпусирания полупроводников (силициев) чип в посока на магнитното поле, т.е. минимизираният размер е не повече от 1.0 mm в противовес на известното решение, който е около 3.5 - 5.0 mm. Освен това четирите изходни напрежения могат да се сумират алгебрично чрез измервателни операционни усилватели, което определя твърде висока стойност на крайния изходен сигнал на микросензора на Хол.An advantage of the invention is the high sensitivity of the four sensor outputs, due to the substantially reduced thickness of the encapsulated semiconductor (silicon) chip in the direction of the magnetic field, i.e. the minimized size is no more than 1.0 mm as opposed to the known solution which is about 3.5 - 5.0 mm. In addition, the four output voltages can be summed algebraically by measuring operational amplifiers, which determines the final output signal of the micro-Hall sensor to be too high.

Предимство е също високата измервателна точност на четирите сензорни изхода, поради минимизираното междуканално влияние в резултат на добре локализираните симетрични компоненти на захранващия ток в подложката, генериращи напреженията на Хол в ортогонално магнитно поле, както и повишената чувствителност.An advantage is also the high measurement accuracy of the four sensor outputs, due to the minimized cross-channel influence as a result of the well-localized symmetrical components of the supply current in the substrate, generating the Hall voltages in an orthogonal magnetic field, as well as the increased sensitivity.

Предимство е още драстичното компенсиране на паразитното напрежение на крайния изходен сигнал в отсъствие на магнитно поле (офсет) чрез свързване на четирите двойки ъглови контакти едновременно само с неинвертиращите или само с инвертиращите входове на съответни измервателни усилватели. Тези усилватели алгебрично сумират четирите изходни напрежения, в които сигналите на Хол са с противоположен знак и фактически се сумират, а индивидуалните офсети са почти равни и са с един и същ знак, и схемотехнически се изваждат.Another advantage is the drastic compensation of the parasitic voltage of the final output signal in the absence of a magnetic field (offset) by connecting the four pairs of corner contacts simultaneously only to the non-inverting or only to the inverting inputs of the corresponding measuring amplifiers. These amplifiers algebraically sum the four output voltages, where the Hall signals are of opposite sign and effectively add, and the individual offsets are nearly equal and of the same sign, and schematically subtracted.

Предимство е и високата резолюция на микросензора в резултат на оптималните размери на квадратната структура, и особено минималната дебелина на силициевия чип.An advantage is also the high resolution of the microsensor as a result of the optimal dimensions of the square structure, and especially the minimum thickness of the silicon chip.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИDESCRIPTION OF THE ATTACHED FIGURES

По-подробно изобретението се пояснява с едно негово примерно изпълнение, дадено на приложената Фигура 1.The invention is explained in more detail with an exemplary embodiment given in the attached Figure 1.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕIMPLEMENTATION EXAMPLES

Микросензорът на Хол с повече от един изход съдържа и-тип квадратна полупроводникова (силициева) подложка 1, върху едната страна на която в близост до четирите й ъгъла са формирани по един ъглов омичен контакт 2, 3, 4 и 5. По средите на линиите, минаващи през ъгловите контакти успоредно на страните на подложката 1 има още по един среден омичен контакт 6, 7, 8 и 9. Двойките срещуположни средни контакти 6 и 8, и съответно 7 и 9 са съединени и са свързани с изводите на токоизточник 10. Всяка двойка ъглови контакти 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5, 5 и 2, прилежаща на която и да е страна на квадратната подложка 1 е отделен диференциален изход 11, 12, 13 и 14 на микросензора, като измерваното магнитно поле 15 е перпендикулярно на равнината на подложката 1.The Hall microsensor with more than one output contains an i-type square semiconductor (silicon) substrate 1, on one side of which one corner ohmic contact 2, 3, 4 and 5 are formed near its four corners. On the midpoints of the lines , passing through the corner contacts parallel to the sides of the pad 1, there is one more middle ohmic contact 6, 7, 8 and 9. The pairs of opposite middle contacts 6 and 8, and respectively 7 and 9 are connected and connected to the terminals of the current source 10. Each pair of corner contacts 2 and 3, 3 and 4, 4 and 5, 5 and 2 adjacent to any side of the square pad 1 is a separate differential output 11, 12, 13 and 14 of the microsensor, as the measured magnetic field 15 is perpendicular to the plane of pad 1.

Действието на микросензора на Хол с повече от един изход, съгласно изобретението, е следното. При включване на двойките средни контакти 6-8 и 7-9 към токоизточника 10, както и структурната симетрия на струтурата 1, протичат четири еднакви компоненти /_{6 7} = /_6;9 = /_8>7 = /_8>9 на захранващия ток I_w. Предвид така реализираното свързване на средните омични контакти 6-8 и 7-9, токовите компоненти са противоположно насочени, Фигура 1. Предвид симетрията на микросензора и еквипотенциалността на контакти 6 и 8, и съответно 7 и 9, повърхностното разтичане на захранващия ток, водещо до множество негативни последствия, както това е в известното решениие, са силно минимизирани. Разполагането на изходните контакти 2, 3, 4 и 5 също симетрично във върховете на квадратната подложка 1 редуцира неминуемото паразитно напрежение на четирите изхода 11, 12, 13 и 14 в отсъствие на магнитно поле В 15 (офсети). Чрез добре известна схемотехника, въпреки ниската стойност на офсета в крайния изходен сигнал на микросензора, той допълнително се компенсира чрез свързване на четирите двойки ъглови контакти 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5, 5 и 2 едновременно само с неинвертиращите или съответно само с инвертиращите входове на измервателни усилватели, [1]. Тези усилватели алгебрично сумират четирите изходни напрежения, в които сигналите на Хол са с противоположен знак и фактически се сумират, а индивидуалните офсети са почти равни и са с един и същ знак, и схемотехнически се изваждат. В крайна сметка паразитният офсет в крайния изходен сигнал е драстично компенсиран.The operation of the micro Hall sensor with more than one output according to the invention is as follows. When connecting the pairs of middle contacts 6-8 and 7-9 to the current source 10, as well as the structural symmetry of the structure 1, four identical components / _{6 7} = / _6;9 = / _8>7 = / _8>9 of the supply current flow I _w . Given the thus realized connection of the middle ohmic contacts 6-8 and 7-9, the current components are oppositely directed, Figure 1. Given the symmetry of the microsensor and the equipotentiality of contacts 6 and 8, and respectively 7 and 9, the surface runoff of the supply current, leading to numerous negative consequences, as it is in the known decision, are greatly minimized. The arrangement of the output contacts 2, 3, 4 and 5 also symmetrically in the tops of the square pad 1 reduces the unavoidable parasitic voltage of the four outputs 11, 12, 13 and 14 in the absence of a magnetic field B 15 (offsets). By a well-known circuit technique, despite the low value of the offset in the final output signal of the microsensor, it is further compensated by connecting the four pairs of corner contacts 2 and 3, 3 and 4, 4 and 5, 5 and 2 simultaneously with only the non-inverting or respectively only with the inverting inputs of measurement amplifiers, [1]. These amplifiers algebraically sum the four output voltages, where the Hall signals are of opposite sign and effectively add, and the individual offsets are nearly equal and of the same sign, and schematically subtracted. Ultimately, the parasitic offset in the final output signal is drastically compensated.

Наличието на външно магнитно поле В 15 води до възникване на странично отклонение от силите на Лоренц, F^ = qV^ х В в равнината на подложката 1 на движещите се носители /_6>7, Д,9, h,i и 1^, където q е елементарният товар на електрона, a V_dr е векторът на средната дрейфова скорост на токоносителите. В резултат на специфичната сензорна конструкция, Фигура 1, и посоките на полето В 15 и токовете 1^, Цр, 4,7и /_{8 9}, Лоренцовото отклонение на двойките срещуположни компоненти /_6>7 и /_8>9, и съответно /_{6 9} и /_{8 7} е съпосочно - режим на „свиване” и режим на „разгъване”. Това води до генериране на допълнителни неравновесни електрони в областите, където са разположени срещуположните ъглови контакти, например 2 и 4, и едновременно на положителни товари при другата двойка контакти 3 и 5. Фактически нъзниква ефектът на Хол.The presence of an external magnetic field B 15 leads to the occurrence of a lateral deviation from the Lorentz forces, F^ = qV^ x B in the plane of the substrate 1 of the moving carriers / _6>7 , D,9, h,i and 1^, where q is the elementary charge of the electron, and V _dr is the average drift velocity vector of the current carriers. As a result of the specific sensor design, Figure 1, and the directions of the field B 15 and the currents 1^, Cr, 4,7 and / _{8 9} , the Lorentz deviation of the pairs of opposite components / _6>7 and / _8>9 , and respectively / _{6 9} and / _{8 7} is in the same direction - "collapse" mode and "expansion" mode. This leads to the generation of additional non-equilibrium electrons in the regions where the opposite corner contacts are located, for example 2 and 4, and simultaneously to positive charges at the other pair of contacts 3 and 5. In effect, the Hall effect occurs.

Предвид симетрията и равенството на токовите компоненти, така генерираните потенциали на контакти 2, 3, 4 и 5 са равни. Следователно се реализират четири диференциални изходи с напрежения на Хол, равни помежду си, но с противоположен знак: У₂,з(В) 11, -УзХВ) 12, 13 иGiven the symmetry and equality of the current components, the potentials thus generated at contacts 2, 3, 4 and 5 are equal. Therefore, four differential outputs with Hall voltages, equal to each other, but with the opposite sign, are realized: U ₂ ,3(B) 11, -U3XV) 12, 13 and

-^5,2(^) 14. Следва да се отбележи, че към тези метрологични изходни сигнали се добавят паразитните индивидуални офсети на четирите изхода: У2,з(0) ~ ?зХ0) -V4XO) ~ν₅Χ0), които са почти равни и са с един и същ знак. Чрез операционни измервателни усилватели четирите напрежения 11, 12, 13 и 14 алгебрично се изваждат, крайният сензорен сигнал на Хол нараства четири пъти, а офсетът драстично е компенсиран. Освен това високата преобразувателна ефективност е резултат и от силно редуцираните габарити на елемента на Хол.-^5,2(^) 14. It should be noted that to these metrological output signals are added the parasitic individual offsets of the four outputs: В2,3(0) ~ ?3X0) -V4XO) ~ν ₅ Χ0), which are nearly equal and have the same sign. Through operational measurement amplifiers, the four voltages 11, 12, 13 and 14 are algebraically subtracted, the final Hall sense signal is quadrupled, and the offset is drastically compensated. In addition, the high conversion efficiency is also a result of the greatly reduced dimensions of the Hall element.

Високата измервателна точност на четирите сензорни изхода 11, 12, 13 и 14 се дължи на минимизираното между канал но влияние поради симетричните компоненти на захранващия ток /ю в подложката 1, генериращи четирите напрежения на Хол в ортогонално магнитно поле, включително и повишената чувствителност. Високата резолюция на микросензора е в резултат на оптималните размери на квадратната структура, и особено на силно редуцираната дебелина на силициевия чип и корпуса.The high measurement accuracy of the four sensor outputs 11, 12, 13 and 14 is due to the minimized inter-channel influence due to the symmetrical components of the supply current /u in the pad 1, generating the four Hall voltages in an orthogonal magnetic field, including the increased sensitivity. The high resolution of the microsensor is a result of the optimal dimensions of the square structure, and especially of the greatly reduced thickness of the silicon chip and housing.

Неочакваният положителен ефект на новото техническо решение се заключава в оригиналността на избраната конструкция на основата на триконтактни конфигурации, ограничаваща повърхностното токово разтичане. Иновативното свързване на средните контакти 6-8 и 7-9 както и разпологането на контакти 3, 4, 5 и 6 във върховете на квадратната структура 1 формира четири сензорни изхода 11, 12, 13 и 14. Съгласно информацията, с която се разполага, това е първия интегрален елемент на Хол с четири отделни изхода.The unexpected positive effect of the new technical solution lies in the originality of the chosen construction based on three-contact configurations, limiting surface current leakage. The innovative connection of the middle contacts 6-8 and 7-9 as well as the arrangement of contacts 3, 4, 5 and 6 at the vertices of the square structure 1 form four sensor outputs 11, 12, 13 and 14. According to the information available, this is the first integral Hall element with four separate outputs.

Микросензорът на Хол с повече от един изход може да се осъществи с различните модификации на интегралната силициева технология CMOS, BiCMOS, SOS, а при необходимост може да се използват микромашининг процеси. Освен в интегрално изпълнение, елементът на Хол при необходимост допуска и дискретна реализация. Новият четириизводен магнитометър от Фигура 1 е работоспособен и в областта на ниските температури, например, температурата на кипене на течния азот Т = 77 К, което разширява сферата на приложимост за целите на криотрониката, особено в слабополевата магнитометрия и контратероризма. За още по-висока чувствителност за целите на геофизиката на земния магнетизъм, чипът може да се разположи между два еднакви продълговати концентратори на магнитното поле В 15 от ферит или μ-метал.The micro Hall sensor with more than one output can be realized with the various modifications of the integrated silicon technology CMOS, BiCMOS, SOS, and if necessary, micromachining processes can be used. In addition to an integral implementation, the Hall element, if necessary, also allows a discrete implementation. The new four-terminal magnetometer of Figure 1 is also operable in the low-temperature region, for example, the boiling temperature of liquid nitrogen T = 77 K, which widens the scope of applicability for cryotronics purposes, especially in weak-field magnetometry and counterterrorism. For even higher sensitivity for the geophysics of terrestrial magnetism, the chip can be located between two identical oblong magnetic field concentrators B 15 of ferrite or μ-metal.

ПРИЛОЖЕНИЕ: една фигураAPPENDIX: one figure

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

[1] С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, „Микросензор на Хол с тангенциална чувствителност”, Патент № BG 66955 В1/19.09.2019.[1] S.V. Lozanova, C.S. Rumenin, "Hall microsensor with tangential sensitivity", Patent No. BG 66955 B1/19.09.2019.

[2] Ч.С. Руменин, П.Т. Костов, Планарен датчик на Хол, Авт. свид. № 37208/26.12.1983.[2] Ch.S. Rumenin, P.T. Kostov, Planar Hall sensor, Author. witness No. 37208/26.12.1983.

[3] R. Popovic, “Integrated Hall element”, US Patent 4 782 375/01.11.1988.[3] R. Popovic, “Integrated Hall element”, US Patent 4 782 375/01.11.1988.

[4] Ch. Roumenin, Solid State Magnetic Sensors, Elsevier, Amsterdam, 1994, p. 450; ISBN: 0 444 89401.[4] Ch. Roumenin, Solid State Magnetic Sensors, Elsevier, Amsterdam, 1994, p. 450; ISBN: 0 444 89401.

[5] Ch. Roumenin, “Microsensors for magnetic field”, Ch. 9, in „MEMS - a practical guide to design, analysis and applications”, ed. by J. Korvink and O. Paul, William Andrew Publ., USA, 2006, pp. 453-523; ISBN: 0-8155-1497-2.[5] Ch. Roumenin, “Microsensors for magnetic field”, Ch. 9, in "MEMS - a practical guide to design, analysis and applications", ed. by J. Korvink and O. Paul, William Andrew Publ., USA, 2006, pp. 453-523; ISBN: 0-8155-1497-2.

[6] T. Kaufmann, On the offset and sensitivity of CMOS-based five-contact vertical Hall devices, MEMS Technology and Engineering, v. 21, Der Andere Verlag, 2013, p. 147; ISBN: 978-3-86247-374-8.[6] T. Kaufmann, On the offset and sensitivity of CMOS-based five-contact vertical Hall devices, MEMS Technology and Engineering, v. 21, Der Andere Verlag, 2013, p. 147; ISBN: 978-3-86247-374-8.

[7] R. Steiner, Rotary switch and current monitor by Hall-based microsystems, Phys. Electr. Lab. Publ. (ETH) Zurich; ISBN: 3-89649-446-5.[7] R. Steiner, Rotary switch and current monitor by Hall-based microsystems, Phys. Electr. Lab. Publ. (ETH) Zurich; ISBN: 3-89649-446-5.

Claims (1)

Микросензор на Хол с повече от един изход, съдържащ л-тип полупроводникова подложка, върху едната страна на която са формирани омични контакти, токоизточник като измерваното магнитно поле е перпендикулярно на равнината на подложката, ХАРАКТЕРИЗИРАЩ СЕ с това, че подложката (1) е квадратна, в близост до четирите й ъгъла са разположени по един омичен ъглов контакт (2), (3), (4) и (5), по средите на линиите, минаващи през ъгловите контакти (2), (3), (4) и (5) успоредно на страните на подложката (1) има още по един среден омичен контакт (6), (7), (8) и (9), двойките срещуположни средни контакти (6) и (8), и съответно (7) и (9) са съединени и са свързани с изводите на токоизточника (10), всяка двойка ъглови контакти (2) и (3), (3) и (4), (4) и (5), и (5) и (2), прилежаща на която и да е страна на квадратната подложка (1) е отделен диференциален изход (11), (12), (13) и (14) на микросензора.A multi-output Hall microsensor comprising an l-type semiconductor substrate on one side of which ohmic contacts are formed, a current source such that the measured magnetic field is perpendicular to the plane of the substrate, CHARACTERIZED in that the substrate (1) is square , near its four corners are located one ohmic corner contact (2), (3), (4) and (5), along the midpoints of the lines passing through the corner contacts (2), (3), (4) and (5) parallel to the sides of the pad (1) there is one more middle ohmic contact (6), (7), (8) and (9), the pairs of opposite middle contacts (6) and (8), and respectively ( 7) and (9) are joined and connected to the terminals of the current source (10), each pair of corner contacts (2) and (3), (3) and (4), (4) and (5), and (5 ) and (2), adjacent to either side of the square pad (1) is a separate differential output (11), (12), (13) and (14) of the microsensor.