DE2641599C3

DE2641599C3 - Schaltungsanordnung zum Betrieb eines dreipoligen Hall-Effekt-Bauelementes

Info

Publication number: DE2641599C3
Application number: DE2641599A
Authority: DE
Inventors: Hideo Fuji; Mitsuaki Hino
Original assignee: NIPPON KLINGAGE KK
Current assignee: NIPPON KLINGAGE KK
Priority date: 1976-06-01
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1980-09-25
Also published as: GB1539954A; JPS52161065U; JPS547745Y2; DE2641599A1; DE2641599B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht bich auf eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines dreipoligen Hall-Effekt-Bauelementes mit einem Hall-Effekt-Körper mit einer Stromelektrode und zwei Hall-Effekt-Elektroden, bei der zwischen den zwei Hall-Effekt-Elektroden ein Stromkreis angeschlossen ist, der ein strombegrenzendes Element mit einem mit der Steuerstromquelle verbundenen Widerstandsausgang enthält.

Hall-Effekt-Vorrichtungen für verschiedene Anwendungszwecke sind bekannt. Gebräuchlich sind diejenigen, welche eine Hall-Effekt-Halbleiterplatte benützen, gewöhnlich eine quadratische Platte, an welcher zwei Stromelektroden und zwei Hall-Effekt-Elektroden angeschlossen sind. Die Platte kann aus verschiedenen Halbleitermaterialien hergestellt sein, wie zum Beispiel Ge, Si, InSb und/oder InAs usw.

Gebräuchlich sind auch dreipolige Hall-Effekt-Elemente oder Platten, an welche zwei Hall-Effekt-Elektroden und nur eine einzige Stromelektrode angeschlossen sind.
Aus der US-PS 30 94 669 ist eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines dreipoligen Hail-Effekt-Bauelementcs mit einem zwei Hall- und einer Stromeleklrode aufweisenden Hall-Effekt-Körper der eingangs genannten Art bekannt, bei der zwischen den Hall-Elektroden ein Widerstand geschaltet ist. der einen mit der Steuerstromquelle verbundenen Mittelabgriff aufweist. Zum Abgleich der Ohmschen Nullspannung ist es bei vierpoligen Hall-Effekt-Bauelementen aus der DIi-OS 14 90 465 bekannt, zwischen den beiden Hall-Effekt-Elektroden einen Strumkreis anzuschließen, der in Serie drei Widerstände enthält, wobei der mittlere dieser Widerstände ein Potentiometer ist, dessen variabler Abgriff mit einer der zwei Stromelektroden verbunden ist.

Eine weitere bekannte Schaltungsanordnung (DE-AS 10 00 096) zum Abgleich der Nullspannung bei vierpoligen Hall-Effekt-Bauelementen wird nachfolgend anhand der Fig. 1(a)und l(b) und 2 beschrieben.

In den bekannten vierpoligen Hall-Effekt-Bauelementen gemäß Fig. 1(a) ist die Hall-Effekt-Platte 1 aus

μ Halbleitermaterial hergestellt. Diese Platte 1 besitzt zwei Steuerstremelekiroden, welche mit den entsprechenden Steuerstromanschlüssen 2 und 3 verbunden sind.

Die anderen beiden Anschlüsse der Hall- Effekt-Platte

h^r> 1 gemäß F i g. l(a) werden als Ausgangsanschlüsse 5 und 6 für die Hallspannung verwendet.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. l(a) umfallt einen externen Komocnsationskreis A. welcher als

Potentiometer 4 dargestellt ist. Die äußeren Anschlüsse dieses Potentiometers sind mit den Stromelektroden und Anschlüssen 2 respektive 3 verbunden. Das Potentiometer 4 besitzt zwei bewegliche Anschlüsse 6A und 7/4, welche mit den Anschlüssen 6 und 7 verbunden sind. Die Anschlüsse 5 und 7 sind die Ausgangsanschlüsse der gesamten Schaltungsanordnung, währenddem die Anschlüsse 5 und 6 die Ausgangsanschlüsse des Hall-Effekt-Bauelementes 1 selbst sind.

Durch den externen Kreis A gemäß F i g. l(a) können Nullspannungen kompensiert werden, welche an den Anschlüssen 5 und 7 auftreten können, wenn kein Magnetfeld oder kein Steuerstrom auf das Hall-Effekt-Bauelement 1 einwirkt. Um die Zeichnungen zu vereinfachen, ist das Magnetfeld, weiches senkrecht zur Hall-Effekt-Platte respektive zur Zeichnungsebene wirkt, in den Zeichnungen nicht dargestellt. Anordnungen zur Erzeugung des notwendigen Magnetfeldes sind bekannt und auch in den obenerwähnten Patentschriften beschrieben.

Mit einer Magnctfeldkomponente senkrecht zur Hali-Effekt-Plalte oder beim Fließen eines Steuerstromes zwischen den Anschlüssen 2 und 3 durch die Hall-Effekt-Platte resultiert ein transversales elektrisches Feld, welches an den Ausgangsanschlüssen 5 und 6 eine Hall-Spannung erzeugt. Diese Hall-Spannung ist proportional zum Steuerstrom und zur Magnetfeldstärke. Theoretisch ist die Spannung über den Anschlüssen 5 und 6 Null, wenn kein Magnetfeld oder kein Steuerstrom vorhanden ist. In der Praxis ist jedoch die Ausgangsspannung über den Anschlüssen 5 und 6 infolge magnetischer Remanenz, Herstellungstoleranzen und Änderungen der äußeren Parameter, wie zum Beispiel der Temperatur, im allgemeinen etwas größer als Null. Beim externen Kompensationsstromkreis A gemäß Fig. 1 wurde diese Nullspannung ausgeglichen, indem die variablen Anschlüsse 6Λ und/oder 7A des Potentiometers so eingestellt wurden, daß am Anschluß 7 eine Gegenspannung erzeugt wurde. Diese Gegenspannung triu auf, wenn ein Steuerstrom an die Eingangsanschlüsse 2 und 3 gelegt wird, da der Kompensationskreis A parallel zum Hall-Effekt-Bauelement 1 mit diesen Anschlüssen verbunden ist. Diese Gegenspannung reduziert die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 5 und 7 auf Null.

Wie in Fig. l(b) gezeigt, kann das Hall-Effekt-Bauelement 1 der Fig. l(a) durch eine äquivalente Impedanzbrücke dargestellt werden mit den Impedanzen Zi, Zi, Zi und Zi in den Zweigen der Brücke. Die Impedanzen besitzen meis! nicht dieselben Chrakteristiken (insbesondere Temperaturänderungscharakteristik AZI⁰Q) als Folge der bekannten Herstellungsverfahren für Hall-Effekt-Platten. Für ein gegebenes Hall-Effekt-Bauelement 1 werden die Potentiometeranschlüsse %A und 7/4 des Kompensationskreises A eingestellt, um die entsprechende 4Z/°C-Charakterislik der Impedanzen Z\ bis Za zu kompensieren. Wenn das Hall-Effekt-Bauelement, für welches der Kreis A entsprechend eingestellt wurde,durch ein anderes Hall-Effekt-Bauelement ersetzt wird, ist es schwierig, die Kompensationscharakteristik des Kreises ,4 für das neue Hall-Effekt-Bauelement aufrechtzuerhalten.

D",e Ausgangsanschlüsse 5 und 6 des Hall-Effekt-Bauelementes I weisen einen nicht linearen Widerstand auf, weil die Ausbildung der Ausgangselektroden an ein Hall-Effekt-Hauelemtnt den magnetischen Widerstandseffekl vervielfacht wobei die Hall-Effekt-Spannung über den Ausgangsanschlüssen 5 und 6 vom Strom gemäß der Gleichung V~P abhängig ist, wie das in F i g, 2 gezeigt ist. Daraus ergeben sich relativ große unerwünschte Schwankungen der Ausgangsspannung bei klein gemessener Ausgangsspannung, da die Ausgänge Fehler und Rauschen aufnehmen. Gemäß der obigen Formel ist die Impedanz über den Ausgängen 5 und 6 dabei recht hoch.

Entsprechende Probleme treten auch bei dreipoligen Hall-Effekt-Bauelementen auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Nullspannung auch bei Temperaturschwankungen und Austausch einer Hall-Effekt-Platte durch eine andere mit anderen Charakteristiken abgeglichen werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der zwischen den zwei Hall-Effekt-Elektroden angeschlossene Stromkreis eine Mehrzahl von in Serie liegenden strombegrenzenden Elementen enthält, und daß eirit-s der strombegrenzenden Elemente einen variablen, mit der Stromquelle veriiindenen Widerstandsausgang aufweist und einen gesagten Serienwiderstand hat, welcher sehr viel kleiner ist als der übrige Serienwiderstand in dem Stromkreis. Durch diese Anordnung wird eine beträchtliche (zum Eeispiel um die Hälfte) Reduktion der Drift der Ausgangsspannung infolge von Temperaturänderungen erreicht. Ferner kann die Nullspannung kompensiert werden. Im weiteren wird durch die vorliegende Erfindung die Ausgangsspannung stabilisiert, auch wenn nur eine kleine Spannung gemessen wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist eines der strombegrenzenden Elemente, welche ein Ende des Potentiometers mit einer Hall-Effekt-Elektrode verbindet, selbst ein Potentiometer, wobei der bewegliche Pol desselben so angeschlossen wird, daß er einen der Ausgangsanschlüsse des Hall-Effekt-Bauelements bildet.

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig.3(a) eine Schaltungsanordnung eines bevorzugten Ausfühiungsbeispielesder Erfindung,

F i g. 3(b) eine Äquivalenzschaltung zur F i g. 3(a), bei der die Stromanschlüsse über eine Spannungsnuelle verbunden sind,

Fig.4(a) eine Schaltungsanordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 4(b) eine Äquivalenzschaltung zur F i g. 4(a), bei der die Stromanschlüsse über eine Spannungsquelle verbunden sind und

F i g. 5(a) und 5(b) die Schaltungsanordnung des Stromkreises eines bekannten vierpoligen Hall-Effekt-Bajelementes gemäß F i g. l(a).

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig.3(a) sind drei Elektroden einer dreipoligen Hall-Effekt·Platte 11 mit entsprechenden Zuleitungen verbunden, welche ihrerseits mit einem Steuerstromanschluß 12 und zwei Hall-Effekt-Ausgan<*sanschlüssen 13 und 14 verbunden sind, welche Zuleitungen zusammen mit der Hall-Effekt-Plätte 11 das dreipolige Hall-Effekt-Bauelement 15 bilden. Die Platte 11 ist aus herkömmlichem Halbleitermaterial, wie in den vorgehend erwähnten Patenten beschrieben, hergestellt, zum Beispiel kann es Ge, Si, InSb, InAs usw. entha'len.

Im weiteren besitzt das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3(a) einen Ausgleichsstromkreis, welcher strombegren/.ende Elemente 16. 17 und 18 umfaßt, welche in

Serie /.wischen den Zufiihriingsleitungen der HaII-Kffekl-Klcktroden angeschlossen sind und welche in den Anschlüssen 13 und 14 enden. Wie aus der figur ersichtlich, sind die strombegrenzten Elemente 16 und 17 feste Widerslände und das miniere stmmbcgrcnzte Element ein Potentiometer, dessen beweglicher Pol mit dem Anschluß 19 verbunden ist. Die Anschlüsse 12 und 19 bilden die Eingangsstromanschlüsse für das Mall-Effekt-Bauelement gemäß Fi g. 3(a).

Wie weiter unten detaillierter beschrieben werden in wird, weisen die kombinierten Impedanzen der Widerstände 16 und 17 einen wesentlich größeren Wert auf als der totale Widerstand des Potentiometers. Die strombegrenzenden Elemente 16, 17 und 18 können durch andere Schaltelemente als Widerstände gebildet wer- π den. Zum Beispiel können die strombegrenzenden Elemente 16 und 17 durch Zenerdioden oder Transistoren. hpisnipKwpisp Fpldpffpkttransistnrpn pphilHoi werden. Das Potentiometer 18 kann durch einen passenden Transistor, wie zum Beispiel ein Feldeffekttransistor, ersetzt werden.

Gemäß Fig. 3(b) ist die Hall-Effekt-Platte 11 durch einen Äquivalenzstromkreis ersetzt mil den drei Elektroden A, ßund C. Zwischen der Eingangselektrode A und jeder der Ausgangselektroden ßund C liegen die Ersatzimpedanzen Zu und Zn. Eine Stromquelle fliegt zwischen den äußeren Stromanschlüssen 12 und 19. wobei der letztere mit dem variablen Pol des Potentiometers 18 verbunden ist. Die beiden Hall-Effekt-Elektroden B und C, welche mit den Ausgangsan-Schlüssen 13 und 14 verbunden sind, haben eine Einfachstromelektrode A gemeinsam. Diese Hall-Effekt-Elektroden ßund Cund die Ausgangsanschlüsse 13 und 14 haben über dem Regelkreis B nur den anderen externen Stromanschluß 19 gemeinsam.

Der Widerstand 16 gemäß F i g. 3(b) besitzt den Wert Λ 11. welcher dem Wert R 12 des Widerstandes 17 entspricht. Der Gesamtwiderstand des Potentiometers 18. d. h. der Wideistandswert zwischen den Widerständen 16 und 17 ist mit RL bezeichnet, währenddem der Teil links vom beweglichen Pol mit RL 1 (allgemein Zu) und der ϊ eil recnts vom Dewegiicnen Hol mit HL i (allgemein Zu) bezeichnet wird. Infolge der Stromquelle E fließt über den Anschluß 12 ein Strom /. welcher an der Elektrode A in zwei Teilströme aufgeteilt wird. nämlich /1, welcher durch die innere Hall-Impedanz Zu und /2. welcher durch die innere Hall-Impedanz Zn fließt.

Unter der Voraussetzung, daß das Potential am Punkt D des Potentiometers 18 gleich Null ist. gelten die folgenden Beziehungen:

KC{Spannung am Punkt C) = (RL\ + R\\)i\

VB(Spannung am Punkt B)

RH + RL2

(RL2+R\2)i2

R\

R\2

VC

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Das bedeutet, daß das Verhältnis der Ströme /1 und /2, welche durch die Impedanzen Zu und Zn fließen, geändert werden kann, indem der bewegliche Pol des Potentiometers so eingestellt wird, daß das Potential VC der Hall-Effekt-EIektrode C und des Anschlusses 13 gleich dem Potential Vßan der Hall-Effekt-EIektrode B und des Anschlusses 14 ist. Dabei werden die Spannungen an den Ausgangsanschlüssen abgeglichen, um eine Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen 13 und 14 zu eliminieren. Da die inneren Impedanzen Zu und Zn spezifische 4Z/°C-Charakteristiken besitzen, so können durch l.inslellimg des Verhältnisses der Ströme / I und / 2 auf einen bestimmten Wert die .Spannungen I'C und lYJder I lall Kffeki-Klektroden und Ausgangs ■iiischlüsse bei .liifireieiulen Temperatiiränderungcn ausgeglichen weiden. Die Ströme / 1 und /2 werden v< >· allem durch die Widerstände R 11 und R 12 festgeleg . welche wesentlich größere Werte aufweisen als die Widerstände Rl. I und Rl. 2. Die Ströme /1 und /2 andern sich somit nicht, wenn ΔΖΓC der inneren Impedanzen Zw und 7m infolge 1 emperamrschwankungen oder infolge Austausches der dreipoligen Hall-Effekt-Platte oder der Platte mit den Zuführungsleitungen, d.h. des dreipoligen Hall Effekt-Bauelementes 15 sich ändert, unabhängig von der Wahl des Ersalzclementes und/oder dem Unterschied in der zlZ/"C-Charakteristik der Zn und/oder Zu Impedanz des Ersatzelcmentes.
Zur Veranschaulichung werden folgende Daten

nntjpfiihrt · In rlpr hpl^anntpn ^rhglhinocQnnrHniina c-·- · — ev-~ ·-- c-

gemäß Fig. l(a) und l(b) betrug die Nullspannung des vierpoligen Hall-Effekt-Baur.lementes zwischen den Ausgangsanschlüssen 5 und 7 25μν/°(-, wenn kein Magnetfeld vorhanden war: die Werte von Zi und Zi betrugen 230 Ohm. die Werte von Z₂ und Z₁ 205 Ohm.

In dem in Fig. 3(a) und 3(b) gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung betrug der Wert von Z₁ j = RL 1 und der Wert von Z₁₄ = RL2 230 Ohm. und der Wet von R 11 = 2000 Ohm. Die Nullspannung zwischen den Hall-Effekt-Ausgangsanschlüssen 13 und 14 betrug dabei 5 μν/°€. Das bedeutet, daß, obwohl die Empfindlichkeit des dreipoliger Hall-Effekt-Bauelementes der Fig. 3(b) ungefähr halb so groß ist wie diejenige des vierpoligen Hall-Effekt-Bauelementes gemäß der Fig. l(b). das Signalrauschverhältnis (S/N) 2,5mal größer ist. Wenn der Gesamtwiderstand des Potentiometers 18 sehr klein ist. verglichen mit den Widerstandswerten der Widerstände 16 und 17. kann mit diesem Potentiometer 18 sehr genau reguliert werden.

Fig.4(a) zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung für ein dreipoliges Hall-Effekt-Bauelement. Das Hall-Effekt-Bauelement 21 ist eine Platte ähnlich der Platte 11 der F1 g. 3(a) mit einer Stromelektrode 22 und Hall-Effekt-Elektroden 23 und 24, welche mit Zuführungsleitungen verbunden sind. Das gesamte Bauelement ist durch die strichpunktierte Linie 25 gekennzeichnet. Die Hall-Effekt-Platte 21 kann aus einem der oben erwähnten Halbleitermaterialien hergestellt sein. Über den Hall-Effekt-Elektroden 23 und 24 sind, wie in F i g. 3(a), drei in Serie geschaltete strombegrenzende Elemente ?"· 27 und 28 angeschlossen. Das Element 26 ist dabei ein fester Widerstand, wobei die Elemente 27 und 28 Potentiometer sind. Das Element 26 könnte auch ein passender Transistor, wie zum Beispiel ein Feldeffekttransistor oder ein bipolarer Transistor, sein, und die Elemente 27 und 28 könnten durch je einen Feldeffekttransistor oder einen bipolaren Transistor ausgetauscht werden.

Gemäß F i g. 4(a) ist die Stromelektrode 22 durch eine Zuführungsleitung mit dem Eingangsstromanschluß 30 verbunden, während der bewegliche Pol des Potentiometers 27 mit dem anderen Eingsngsstromanschluß 31 verbunden ist. Die Hall-Effekt-Elektrode 23 ist nicht nur mit einem Ende des Widerstandes 27, sondern auch direkt mit dem Ausgangsansch'uß 33 verbunden. Die andere Hall-Effekt-EIektrode 24 ist nicht direkt mit dem anderen Ausgangsanschluß 34 verbunden, sondern über einen Teil des Potentiometers 28 und über den

beweglichen Pol 32.

Gemäß I i g. 4(b) ist das Hall-Effekt-Bauelement 21 durch einen Äquivalenzstromkreis dargestellt, mit einer inneren Impedanz Zi\ /wischen der Stromclcktrode 22 und der Hall-Effekt-Elektrode 23. Die innere Impedanz ϊ Z₂i verbindet die Stromelektrode 22 mit der anderen Hall-iffekt-Elektrode 24. Über den Hall-Effekt-Elektroden 2.3 und 24 ist eine Stromquelle über den Eingangsanschlüssen 30 und 31 angeschlossen. Ein Strom /fließt zur Stromelektrode 22und wird dort in die Ströme /1 und /2 aufgeteilt, welche durch die inneren Impedanzen Z21 respektive Z22 fließen.

Wenn der bewegliche Pol des Potentiometers 27 auf einem Potential gleich Null ist, so ist beispielsweise RL 21 = /?/.22 = 230 Ohm und R 21 =(RL 23 + RL24) = 2000 Ohm.

Es gelten folgende Beziehungen:

Vo (Spannung am Punkt S)
^(Spannung am Punkt C)
VB

(R 2i

(RL22+RL23)i2

VC

nicht zur Steuerung der Ilall-Effekt-Platte 41 allein verwendet, sondern :n zwei Teilströme aufgeteilt, weil das Potentiometer 45 im Stromkreis 42 über den Stromeleklroden 43 und 44 angeschlossen ist. Ein Teilstrom /I fließt durch die Impedanz Z«2 des Stromkreises 42, und ein Teilstrom /2 fließt durch die Impedanz Zti der Hall-Effekt-Platte 41. Im Gegensatz dazu besteht bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 3(b) und 4(b) kein Stromverlust im externen Stromkreis, da der Stromkreis B der Fig. 3{b) und der entsprechende der F i g. 4(b) nicht parallel zu den Stromanschliissen 12, 19 respektive 30, 31 sondern über den Hall-Effekt-Ausgangselektroden angeschlossen ist und dabei keinen Teilstrom von der Hall-Effekt-Platte 11 respektive 21 der Fig. 3(a) und 3{b) abzweigen.
In einem Ausführungsbeispiel (Fig. 3(b)) weisen die

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Die Temperaturausgleichsspannung am Punkt 29, d.h. JTV₀ wird durch den beweglichen Pol des Potentiometers 27 eingestellt, währenddem die Nullspannung durch Verstellen des beweglichen Poles des 2=, Potentiometers 28 reguliert wird. Mit dem Potentiometer 28 wird das Verhältnis der Ströme /1 und /2 so eingestellt, daß das Potential VC am Hall-Effekt-AusgangsanschluO 32 und das Potential VB am Hall-Effekt-Aus -angsanschluß 33 den gleichen Wert besitzen.

Falls die inneren Impedanzen Zm und Zn verschiedene Temperaturcharakteristiken AZi° C besitzen, so kann dieser Unterschied durch eine geeignete Einstellung des Potentiometers 27 kompensiert werden. Die Spannungen VB und VC ändern sich um den gleichen Wert bei « auftretenden Temperaturänderungen. Die Ströme /1 und /2 ändern sich auch nicht, wenn AZI'C der Impedanzen Z21 und/oder Z22 voneinander verschieden sind oder ihren Wert ändern, oder wenn die Hall-Effekt-Platte 21 ersetzt wird.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung wird anhand der Y1 g. 5(a) und 5(b) erläutert. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig.5{a) entspricht einer bekannten Schaltungsanordnung eines vierpoligen Hall-Effekt-Bauelementes, wie sie in F i g. 1 gezeigt wurde. Die Eingangsanschlüsse sind in Fig.5(a) nicht eingezeichnet, werden jedoch in derselben Weise angeschlossen wie die Anschlüsse 2 und 3 der Fig. l(a). In Fig.5(b) ist ein Äquivalenzstromkreis gemäß demjenigen in F i g. 5(a) dargestellt. Der Steuerstrom am Punkt 43 wird lnn Clanuin

16, 17 und 18 solche Widerstandswerte auf, daß Zu«/? 11 und Zm < R 12 ist. Dabei wird die Drift der Ausgangsspannung zum Beispiel auf die Hälfte reduziert. Ähnliche Verhältnisse herrschen beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4(b). Weil die zwei Hall-Effekt-Elektroden über die entsprechenden inneren Impedanzen mit der gemeinsamen Stromelektrode der Hall-Effekt-Platte verbunden sind, so weisen die Ströme, die durch die Hall-Effekt-Elektroden fließen, im wesentlichen denselben Wert auf. Dabei wird die Ausgangsspannung stabilisiert, auch wenn nur eine kleine Spannung gemessen wird.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für ein dreipoliges Hall-Effekt-Bauelement verbessert das S/N-Verhältnis um einen Faktor 2,5 gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen, obwohl die Empfindlichkeit etwas gegenüber den bekannten vierpoligen Hall-Effekt-Bauelementen sinkt. Im weiteren wird durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung die Stabilität gegenüber Temperaturschwankungen des Hall-Effekt-Bauelementes im Vergleich zu bekannten Schaltungsanordnungen verbessert. Weiterhin wird das Anwendungsgebiet erweitert und das Herstellungsverfahren vereinfacht. Wenn das dreipolige Hall-Effekt-Bauelement zum Beispiel als integrierte Schaltung (IC) hergestellt wird, so ist das Herstellungsverfahren einfacher und billiger. Mit der vorliegenden Erfindung kann auch eine kleinere Temperaturausgleichspannung erreicht werden, und es können die verschiedensten Charakteristiken dieser Spannung für dreipolige Hall-Effekt-Bauelemente auf einfache Weise geregelt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung zum Betrieb eines dreipoligen Hall-Effekt-Bauelements mit einem Hall-Effekt-Körper mit einer Stromelektrode und zwei Hall-Effekt-Elektroden, bei der zwischen den zwei Hall-Effekt-Elektroden ein Stromkreis angeschlossen ist, der ein strombegrenzendes Element mit einem mit der Steuerstromquelle verbundenen Widerstandsausgang enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den zwei Hall-Effekt-Elektroden (23, 24) angeschlossene Stromkreis eine Mehrzahl von in Serie liegenden strombegrenzenden Elementen (16,17,18,26,27,28) enthält und daß eines der strombegrenzenden Elemente (18, 27) einen variablen, mit der Stromquelle verbundenen Widerstandsausgang (19, 29) aufweist und einen gesamten Serienwiderstand hat, welcher sehr viel kleiner ist als der übrige Serienwiders!and in dem Stromkreis.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strombegrenzende Element mit variablem Widerstandsausgang ein Potentiometer (18,27,28) ist, dessen Gesamtwiderstand in Serie zum Stromkreis liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strombegrenzende Element mit variablem Widerstandsansgang ein Transistor ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor ein Feldeffekttransistor ist.

5.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der zu ichen den zwei Hall-Effekt-Elektroden angeschlossene Stromkreis drei in Serie verbundene strombegrenzende Elemente (16, 17, 18) umfaßt, daß das mittlere strombegrenzende Element ein Potentiometer (18) ist und daß jedes der äußeren strombegrenzenden Elemente (16,17) einen Widerstand besitzt, der sehr viel größer ist als der Gesamtwiderstand des Potentiometers (18) (Fig. 3(a) und 3(b)).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden äußeren strombegrenzenden Elemente (16, 17) einen Widerstand besitzt, der etwa vier- bis fünfmal größer ist als der Widerstand des Potentiometers (18).

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der beiden äußeren strombegrenzenden Elemente (16, 17) ein Widerstand ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der beiden äußeren strombegrenzenden Elemente (16, 17) ein Transistor ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor ein Feldeffekttransistor oder ein bipolarer Transistor ist.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine Stromquelle (E) umfaßt, die über der Stromelcktrode (A) des Hall-Effekt-Körpers (11) und dem beweglichen Pol des Potentiometers (18) angeschlossen ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Ausgangsanschlüsse besitzt, von denen einer mit dem beweglichen Pol des Potentiometers und der andere direkt

mit der gegenüberliegenden Hall-Effekt-Elektrode verbunden ist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der äußeren strombegrenzenden Elemente ein zweites Potentiometer (28) ist, dessen Gesamtwiderstand in Serie zum Stromkreis geschaltet ist (F i g. 4(a) und 4(b)).

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Ausga-jgsanschlüsse (33, 34) besitzt, von denen einer mit dem beweglichen Pol des äußeren Potentiometers (28) und der andere direkt mit der gegenüberliegenden Hall-Effekt-Elektrode (23) verbunden ist.