WO2012171688A1 - Hall sensor and method for operating a hall sensor - Google Patents

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WO2012171688A1
WO2012171688A1 PCT/EP2012/057429 EP2012057429W WO2012171688A1 WO 2012171688 A1 WO2012171688 A1 WO 2012171688A1 EP 2012057429 W EP2012057429 W EP 2012057429W WO 2012171688 A1 WO2012171688 A1 WO 2012171688A1
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WO
WIPO (PCT)
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hall
terminals
hall elements
measuring
supply voltage
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/057429
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German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Lammel
Marcin DANIEL
Achim BREITLING
Stefan Weiss
Oliver Schatz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07Hall effect devices
    • G01R33/072Constructional adaptation of the sensor to specific applications
    • G01R33/075Hall devices configured for spinning current measurements

Definitions

  • the invention relates to a Hall sensor and a method for operating a
  • Hall sensor in particular a square Hall sensor arrangement in spinning current operation.
  • Hall sensors are based on the Lorentz effect, by which moving charges are deflected in a direction perpendicular to the direction of charge and perpendicular to an external magnetic field.
  • Hall elements can therefore at a predetermined current between two electrode terminals, which with a
  • Supply voltage can be applied, a Hall voltage can be tapped, which allows conclusions about the strength of a standing perpendicular to the direction of the magnetic field.
  • Such Hall sensors can also be used in products with which, for example, the strength of the geomagnetic field can be detected.
  • Hall sensors such as navigation devices or digital compasses
  • Electronic devices for consumers comprising such Hall sensors, such as navigation devices or digital compasses, often only a low supply voltage in the range between 1 volt and 5 volts available.
  • Hall voltages which are due to the geomagnetic field, are due to the small strength of the geomagnetic field of a few ⁇ in the range of a few nanovolts. Therefore, Hall sensors for geomagnetic field detection must have a very high resolution and require a good coordination of the individual components.
  • Intrinsic measurement offsets or offsets of Hall sensors usually require a high dynamic gain range of the Hall sensors, about two to four orders of magnitude above the range of the signal to be measured
  • geomagnetic field strength can lie.
  • the high gain range can affect the signal-to-noise behavior of the Hall sensor and consequently to the
  • the present invention therefore provides, according to one embodiment, a Hall sensor having four Hall elements each having a first pair of along a first one
  • a control device which is adapted to apply in four different measuring phases, a supply voltage via each one of the pairs of terminals of each of the Hall elements, and a measuring device, which is designed is to detect a Einzelhallschreib and the detected in each of the four measuring phases at the other of the pairs of terminals of each of the Hall elements
  • the control device is designed in a first measurement phase, a
  • Supply voltage terminal which provides the supply voltage to connect to one of the terminals of each of the Hall elements, wherein the respectively connected connection of a Hall element with respect to the clockwise adjacent Hall element corresponds to the offset by 90 ° counterclockwise port.
  • Control means are each designed to be that connection of each of
  • Hall elements to connect to the supply voltage terminal, which corresponds to the compared to the previous measurement phase by 90 ° clockwise connected connection.
  • the present invention provides, according to a further embodiment, a method for operating a Hall sensor with four Hall elements, each having a first pair of first terminals and opposite to each other along a first connecting line a second pair of along a second, perpendicular to the first connecting line standing connecting line opposite second terminals, and which are arranged on the vertices of a square base.
  • the method comprises the steps of applying a supply voltage to one of the terminals of each of the Hall elements, wherein the respectively connected terminal of a Hall element with respect to the
  • Clockwise adjacent Hall elements corresponds to the offset by 90 ° counterclockwise port, detecting first Einzelhallhoven each of the Hall elements on the pair of terminals, which does not include the respective connected terminal of the Hall element, and adding the first Einzelhallschreiben to a first measurement voltage.
  • the method can then comprise the steps of applying a supply voltage to the terminal of each of the Hall elements which corresponds to the connected terminal offset by 90 ° in the clockwise direction compared to the preceding measuring phase, detecting further individual reverberation voltages each the Hall elements on the pair of
  • Terminals which does not include the respectively connected connection of the Hall element, and the adding of the further individual sound voltages to another measurement voltage include.
  • Hall sensor arrangement which is operated in a spinning current mode or spinning-voltage operation, the interchanging of the terminals, where the
  • Hall sensor arrangement can compensate for the measured value offset already conditionally by the measurement method, so that the Hall sensor a better signal-to-noise ratio and is thus particularly well suited for applications with very low signal values, for example for the detection of the geomagnetic field.
  • Hall sensor assembly is easier, easier and cheaper to produce.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a Hall element according to a
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a measuring arrangement for a Hall element according to a further embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a method for operating a Hall sensor according to a further embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a Hall sensor arrangement according to FIG.
  • Fig. 5 is a schematic representation of a Hall sensor according to another
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the phases of a spinning current operation for a Hall sensor arrangement according to a further embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a Hall element 10.
  • the Hall element 10 comprises two pairs of electrical terminals 12a, 12b and 13a, 13b, which in each case lie along connecting lines which are perpendicular to each other.
  • the Hall element 10 may, for example, in a substrate 1 1, for example a
  • Semiconductor substrate 1 1 be made as silicon, and be electrically conductive in the plane defined by the terminals 12 a, 12 b and 13 a, 13 b.
  • a supply voltage Vdd can be applied to the Hall element 10, in the example of FIG. 1 between the terminals 13a and 13b.
  • Supply voltage Vdd can be applied in both directions, ie with a negative or a positive sign.
  • Supply voltage Vdd are applied and at the terminal 13 a
  • Supply voltage Vdd as indicated in Fig. 1.
  • Vdd Supply voltage
  • FIG. 1 therefore leads to a deflection of the charges in the direction of the terminal 12a. Between the terminals 12a and 12b, therefore, a Hall voltage Vh can be tapped, which depends on the strength of the magnetic field B.
  • the measuring arrangement comprises a measuring and control device 15, which has connections 15a, 15b, 15c and 15d, which are connected to the terminals 12a, 12b, 13a and 13b of the Hall element 10 are connected.
  • the supply voltage Vdd is applied between the terminals 12a and 12b, for example when a negative voltage is applied to the terminal 15a of the measuring and control device 15
  • Supply voltage is applied to the terminal 12a and the terminal 12b is connected to a ground terminal. Via the terminals 13a and 13b, which are connected to terminals 15b and 15d of the measuring and control device 15, then the Hall voltage Vh can be tapped, which is an indicator of the strength of the magnetic field B.
  • the Seebeck effect occurs at material transitions such as metal-semiconductor junctions or semiconductor-semiconductor junctions. Such junctions may be present at the terminals 13a and 13b when the metal or semiconductor lines are connected to the semiconductor substrate 11.
  • the Seebeck effect is a temperature-dependent effect which produces a temperature-dependent voltage at metal-semiconductor junctions or semiconductor-semiconductor junctions.
  • Fig. 2 is formed at the terminal 13a by the Seebeck effect
  • the Seebeck voltage Vs1 for example, the Seebeck voltage Vs1.
  • the Seebeck voltage Vs2 is produced at the terminal 13b by the Seebeck effect.
  • the Seebeck voltages are Vs1 and Vs2 equal in magnitude and have different signs, so that they just cancel out in the measurement of the Hall voltage Vh and no Seebeck offset arises.
  • the terminal 13b has the temperature T2
  • the terminal 13a has the temperature T1.
  • prevailing ambient temperature is for example TO.
  • Temperature ranges are indicated by the range limits 14a and 14b illustratively.
  • the Seebeck voltages Vs1 and Vs2 are indicated by the range limits 14a and 14b illustratively. In this case, the Seebeck voltages Vs1 and Vs2
  • Vs1 a (T1-T0) (1)
  • Vs2 a (T2-T0) (2)
  • is a material-dependent Seebeck coefficient.
  • the Seebeck coefficient ⁇ for transitions between metal and lightly doped silicon can be, for example, around 1000 ⁇ / ⁇ 0.
  • Control device 15 between the terminals 15b and 15d can be measured is thus:
  • the actual measuring voltage Vh is offset by a Seebeck offset Voff, which depends on the temperature difference (T1-T2).
  • T1-T2 the Seebeck offset Voff may give a value which is on the order of the Hall voltage Vh for the typical strength of the geomagnetic field. Even small temperature differences T1 -T2 can therefore generate parasitic signals Voff, which are superimposed as a significant offset of the measuring voltage Vh.
  • FIG. 3 explains a method for operating a Hall sensor with which measured value offsets based on Seebeck effects can be eliminated or at least reduced.
  • 4 shows a schematic representation of a Hall sensor arrangement 30
  • Hall sensor arrangement 30 comprises four Hall elements 10, each of which has a first pair of first terminals 12a, 12b located opposite a first connecting line and a second pair of second terminals 13a, 13b located along a second connecting line perpendicular to the first connecting line.
  • the Hall elements 10 may correspond to the Hall elements 10 of FIG. 1.
  • the four Hall elements can be arranged in a congruent orientation respectively on the vertices of a square base.
  • Alignment of the terminals 12a, 12b, 13a and 13b results only by lateral displacement of the connection geometry of each of the Hall elements, but not by rotation, strain, reflection or other geometric operations. Continue to lie the
  • Hall elements with their geometric emphasis on vertices of an imaginary square base, that is, the imaginary connecting lines of the
  • Focusing points laterally adjacent Hall elements are perpendicular to each other, and have an identical length.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a method 20 for operating a
  • the method 20 can be divided into four measurement phases P1, P2, P3 and P4, which are shown schematically in FIG.
  • the respective views of FIG. 6 show the Hall sensor arrangement 30 of FIG. 4 with the corresponding temperature ranges, wherein different supply voltages Vdd are applied to different terminals of the Hall elements 10 in the measurement phases P1 to P4, as indicated by the arrows illustrated.
  • the Hall elements 10 are marked for the better understanding with the consecutive numbers 1 to 4.
  • the four Hall elements 1 to 4 in FIG. 6 each have four terminals 12a, 12b, 13a and 13b, which are arranged such that the designations of the terminals of each Hall element respectively the names of the adjacent, rotated by 90 °
  • Hall elements correspond.
  • the terminal 12a of the Hall element 1 in Fig. 6 is upper left, while the terminal 12a of the Hall element 2 is located on the upper right.
  • the method 20 can also be referred to as a spinning current method, that is to say as a method with alternating current directions.
  • Spinning current method is to say as a method with alternating current directions.
  • Hall sensors are characterized by the fact that a measurement of a magnetic field by means of a Hall sensor takes place in different measuring phases, which in each case differ in the relative orientation of the current direction in the Hall sensor. This is the
  • the method 20 comprises four measurement phases P1 to P4, wherein the measurement phase P1 in step 21 and the subsequent measurement phases P2 to P4 are each illustrated in step 25.
  • a supply voltage Vdd is applied to one of the terminals of each of the Hall elements, wherein the respective connected terminal of a Hall element with respect to the clockwise adjacent Hall element corresponds to the offset by 90 ° counterclockwise port.
  • the Hall element 1 it is possible to apply to the Hall element 1 a positive supply voltage Vdd to the terminal 12a, that is to say the terminal on the top left.
  • a ground potential can be applied to the opposite terminal 12b at the bottom right, so that, as indicated by the corresponding arrow, there is a current flow with a current flow direction from terminal 12a to terminal 12b, ie from top left to bottom right.
  • the supply voltage Vdd can be applied to terminals other than terminals 12a of the Hall element 1, respectively.
  • the Hall element 2 is located adjacent to the Hall element 1 in the clockwise direction. The Hall element 2 is therefore acted upon at that terminal with the supply voltage Vdd, which is offset in relation to the Hall element 1 in the counterclockwise direction by 90 °, that is on the
  • the Hall element 3 in turn is located adjacent to the Hall element 2 in the clockwise direction.
  • the Hall element 3 is corresponding to that Terminal with the supply voltage Vdd is applied, which is offset in relation to the Hall element 2 counterclockwise by 90 °, that is, at the terminal 12b.
  • For the Hall element 4 is a corresponding procedure, so that its terminal 13a is connected to the supply voltage terminal.
  • a Hall element control of the Hall elements 1 to 4 results in the measurement phase P1, in which all connections of the Hall elements, between which no current flow, that is, which do not belong to a pair of terminals, at which the supply voltage Vdd and a ground potential is applied, have the same temperature, as can be seen from the isotherms TO and T1.
  • the individual sound voltages Vh1 to Vh4 which can be detected at the Hall elements 1 to 4 in the measurement phase P1 in step 23, are free from a Seebeck offset Voff.
  • step 24 it is therefore possible to add the first individual sound voltages Vh1 to Vh4 to a first measurement voltage Vm without having to make an external offset correction with respect to the Seebeck effect.
  • Tapping medium voltage The mean voltage is the average
  • step 25 takes place in the measuring phase P2.
  • step 26 first with the
  • Terminal 12a 90 ° clockwise connection is for the Hall element 1 of Terminal 13a, which is therefore connected in the measuring phase P2 now to the supply terminal. Consequently, the ground potential is applied to the terminal 13 a opposite the terminal 13 a, so that the current flow indicated by the arrow from terminal 13 a to terminal 13 b of the Hall element 1 results in measuring phase P2.
  • step 27 further single-hall voltages Vh1 'to Vh4' of each of the hall elements 1 to 4 are detected at the pair of terminals which does not include the respective connected terminal of the Hall element, similar to step 23. Since the respective opposite terminals of each of the Hall elements 1 to 4 in
  • a step 28 the additional individual sound voltages Vh1 'to Vh4' are added to form a further measurement voltage Vm '. As can be seen, own the
  • the single-hall voltages Vh1 'and Vh2' have Seebeck offsets of equal magnitude but different sign. This is because the
  • the supply voltage can be applied to another node terminal in relation to the measuring phase P1, so that the mean voltage of the individual sound voltages Vh1 'to Vh4' is likewise applied to one
  • the method 20 is iterated after completion of the measurement phase P2 for the measurement phases P3 and P4 with the respective repetition of steps 26 to 28.
  • analogous statements apply to the measurement phases P3 and P4 as for the measurement phases P1 and P2, as can easily be seen by the person skilled in the art from the illustration in FIG.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a Hall sensor 40, which has a Hall sensor arrangement 30 according to FIG. 4 or FIG. 6.
  • the Hall sensor 40 can be operated in particular with a method 20 according to FIG. 3.
  • the Hall sensor 40 comprises a control device 41, a measuring device 45, first switching devices 42a and second switching devices 42b.
  • the control device 41 is connected to the
  • Measuring device 45 the first switching devices 42a and the second
  • the control device 41 is designed in four different measuring phases P1, P2, P3, P4 a supply voltage Vdd via in each case one of the pairs of terminals of each of the Hall elements of
  • control device 41 is designed to connect a supply voltage connection 43, which provides the supply voltage Vdd, via corresponding activation of the first switching devices 42a to one of the connections of each of the Hall elements of the Hall sensor arrangement 30.
  • Control device 41 may be configured to a ground terminal 44, which
  • Hall sensor assembly 30 to connect.
  • the measuring device 45 is designed in each of the four measuring phases to the respectively not via the switching devices 42 a and 42 b with the

Abstract

The invention relates to a Hall sensor having four Hall elements (10), which in each case have a first pair of first connections (12a, 12b) which are located mutually opposite along a first connection line and a second pair of second connections (13a, 13b) which are located mutually opposite along a second connection line that is perpendicular to the first connection line, and which Hall elements are arranged in a congruent orientation in each case on the corner points of a square base area; a control device which is configured for applying a supply voltage (Vdd) in four different measurement phases (P1, P2, P3, P4) via in each case one of the pairs of connections (13a, 13b; 12a, 12b) of each of the Hall elements (10); and a measurement device which is configured for capturing in each of the four measurement phases a single Hall voltage at the respectively other one of the pairs of connections (12a, 12b; 13a, 13b) and for adding the captured single Hall voltages to one measurement voltage, wherein the control device in a first measurement phase (P1) is configured for connecting a supply voltage connection, which provides the supply voltage (Vdd), to in each case one of the connections (12a, 12b; 13a, 13b) of each of the Hall elements (10), wherein the respectively connected connection (12a, 12b; 13a, 13b) of a Hall element (10) with respect to the Hall element (10), which is adjacent in the clockwise direction, corresponds to the connection (12a, 12b; 13a, 13b) which is offset by 90° in the counter-clockwise direction, and wherein the control device in the three measurement phases (P2, P3, P4) which follow the first measurement phase (P1) is in each case configured for connecting that connection (12a, 12b; 13a, 13b) of each of the Hall elements (10) to the supply voltage connection which corresponds to the connected connection (12a, 12b; 13a, 13b) which is offset by 90° in the clockwise direction relative to the preceding measurement phase.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Hallsensor und Verfahren zum Betreiben eines Hallsensors Hall sensor and method for operating a Hall sensor
Die Erfindung betrifft einen Hallsensor und ein Verfahren zum Betreiben eines The invention relates to a Hall sensor and a method for operating a
Hallsensors, insbesondere einer quadratischen Hallsensoranordnung im Spinning- Current-Betrieb. Hall sensor, in particular a square Hall sensor arrangement in spinning current operation.
Stand der Technik State of the art
Hallsensoren basieren auf dem Lorentz-Effekt, durch welchen sich bewegende Ladungen in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Ladungen und senkrecht zu einem externen Magnetfeld abgelenkt werden. In Hallelementen kann daher bei einem vorbestimmten Strom zwischen zwei Elektrodenanschlüssen, welche mit einer Hall sensors are based on the Lorentz effect, by which moving charges are deflected in a direction perpendicular to the direction of charge and perpendicular to an external magnetic field. In Hall elements can therefore at a predetermined current between two electrode terminals, which with a
Versorgungsspannung beaufschlagt werden, eine Hallspannung abgegriffen werden, welche Rückschlüsse auf die Stärke eines senkrecht zu der Stromrichtung stehenden Magnetfeldes zulässt. Supply voltage can be applied, a Hall voltage can be tapped, which allows conclusions about the strength of a standing perpendicular to the direction of the magnetic field.
Derartige Hallsensoren können auch in Produkten eingesetzt werden, mit denen beispielsweise die Stärke des geomagnetischen Feldes erfasst werden kann. In Such Hall sensors can also be used in products with which, for example, the strength of the geomagnetic field can be detected. In
Elektronikgeräten für Verbraucher, die derartige Hallsensoren umfassen, beispielsweise Navigationsgeräte oder digitale Kompasse, ist oft nur eine geringe Versorgungsspannung im Bereich zwischen 1 Volt und 5 Volt verfügbar. Hallspannungen, welche auf das geomagnetische Feld zurückzuführen sind, liegen aufgrund der geringen Stärke des geomagnetischen Feldes von einigen μΤ im Bereich von einigen wenigen Nanovolt. Daher müssen Hallsensoren für geomagnetische Felddetektion eine sehr hohe Auflösung besitzen und benötigen eine gute Abstimmung der einzelnen Komponenten. Electronic devices for consumers comprising such Hall sensors, such as navigation devices or digital compasses, often only a low supply voltage in the range between 1 volt and 5 volts available. Hall voltages, which are due to the geomagnetic field, are due to the small strength of the geomagnetic field of a few μΤ in the range of a few nanovolts. Therefore, Hall sensors for geomagnetic field detection must have a very high resolution and require a good coordination of the individual components.
Intrinsische Messversätze bzw. Offsets von Hallsensoren bedingen üblicherweise einen hohen dynamischen Verstärkungsbereich der Hallsensoren, der etwa zwei bis vier Größenordnungen über dem Wertebereich des zu messenden Signals der Intrinsic measurement offsets or offsets of Hall sensors usually require a high dynamic gain range of the Hall sensors, about two to four orders of magnitude above the range of the signal to be measured
geomagnetischen Feldstärke liegen kann. Der hohe Verstärkungsbereich kann sich auf das Signal-Rausch-Verhalten des Hallsensors auswirken und folglich auf den geomagnetic field strength can lie. The high gain range can affect the signal-to-noise behavior of the Hall sensor and consequently to the
Stromverbrauch und die Linearität der verwendeten Auswerteelektronik. Die Druckschrift US 7,345,376 B2 offenbart eine Hallsensorschaltung mit Hallelementen in quadratischer Geometrie, bei der Hallströme über ein geeignetes Spinning-Current- Verfahren ausgewertet werden. Power consumption and the linearity of the evaluation electronics used. The document US 7,345,376 B2 discloses a Hall sensor circuit with Hall elements in square geometry, are evaluated in the Hall currents via a suitable spinning current method.
Die Druckschrift US 6,154,027 offenbart ein Hallelement mit einer Auswerteschaltung im Spinning-Current-Betrieb, mithilfe derer externe Temperaturdifferenzen ausgeglichen werden können. Offenbarung der Erfindung The document US 6,154,027 discloses a Hall element with an evaluation circuit in the spinning current mode, by means of which external temperature differences can be compensated. Disclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft daher gemäß einer Ausführungsform einen Hallsensor, mit vier Hallelementen, welche jeweils ein erstes Paar von entlang einer ersten The present invention therefore provides, according to one embodiment, a Hall sensor having four Hall elements each having a first pair of along a first one
Verbindungslinie gegenüberliegenden ersten Anschlüssen und ein zweites Paar von entlang einer zweitenVerbindungslinie gegenüberliegenden zweiten Anschlüssen aufweisen, einer Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, in vier verschiedenen Messphasen eine Versorgungsspannung über jeweils eines der Paare von Anschlüssen jedes der Hallelemente anzulegen, und einer Messeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, in jeder der vier Messphasen an dem jeweils anderen der Paare von Anschlüssen jedes der Hallelemente eine Einzelhallspannung zu erfassen und die erfassten Connecting line opposite first terminals and a second pair of second terminals located along a second connecting line, a control device which is adapted to apply in four different measuring phases, a supply voltage via each one of the pairs of terminals of each of the Hall elements, and a measuring device, which is designed is to detect a Einzelhallspannung and the detected in each of the four measuring phases at the other of the pairs of terminals of each of the Hall elements
Einzelhallspannungen zu einer Messspannung zu addieren. Add individual sound voltages to a measuring voltage.
Die Steuereinrichtung ist in einer ersten Messphase dazu ausgelegt, einen The control device is designed in a first measurement phase, a
Versorgungsspannungsanschluss, welche die Versorgungsspannung bereitstellt, mit jeweils einem der Anschlüsse jedes der Hallelemente zu verbinden, wobei der jeweils verbundene Anschluss eines Hallelements bezüglich des im Uhrzeigersinn benachbart gelegenen Hallelements dem um 90° gegen den Uhrzeigersinn versetzten Anschluss entspricht. In den drei auf die erste Messphase folgenden Messphasen kann die Supply voltage terminal, which provides the supply voltage to connect to one of the terminals of each of the Hall elements, wherein the respectively connected connection of a Hall element with respect to the clockwise adjacent Hall element corresponds to the offset by 90 ° counterclockwise port. In the three measuring phases following the first measuring phase, the
Steuereinrichtung jeweils dazu ausgelegt sein, denjenigen Anschluss jedes der Control means are each designed to be that connection of each of
Hallelemente mit dem Versorgungsspannungsanschluss zu verbinden, der dem gegenüber der vorangegangen Messphase um 90° im Uhrzeigersinn versetzten verbundenen Anschluss entspricht. Hall elements to connect to the supply voltage terminal, which corresponds to the compared to the previous measurement phase by 90 ° clockwise connected connection.
Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Verfahren zum Betreiben eines Hallsensors mit vier Hallelementen, welche jeweils ein erstes Paar von entlang einer ersten Verbindungslinie gegenüberliegenden ersten Anschlüssen und ein zweites Paar von entlang einer zweiten, senkrecht zu der ersten Verbindungslinie stehenden Verbindungslinie gegenüberliegenden zweiten Anschlüssen aufweisen, und welche auf den Eckpunkten einer quadratischen Grundfläche angeordnet sind. In einer ersten von vier Messphasen umfasst das Verfahren die Schritte des Anlegens einer Versorgungsspannung an jeweils einen der Anschlüsse jedes der Hallelemente, wobei der jeweils verbundene Anschluss eines Hallelements bezüglich des im The present invention provides, according to a further embodiment, a method for operating a Hall sensor with four Hall elements, each having a first pair of first terminals and opposite to each other along a first connecting line a second pair of along a second, perpendicular to the first connecting line standing connecting line opposite second terminals, and which are arranged on the vertices of a square base. In a first of four measuring phases, the method comprises the steps of applying a supply voltage to one of the terminals of each of the Hall elements, wherein the respectively connected terminal of a Hall element with respect to the
Uhrzeigersinn benachbart gelegenen Hallelements dem um 90° gegen den Uhrzeigersinn versetzten Anschluss entspricht, des Erfassens von ersten Einzelhallspannungen jedes der Hallelemente an dem Paar von Anschlüssen, das den jeweils verbundenen Anschluss des Hallelements nicht umfasst, und des Addierens der ersten Einzelhallspannungen zu einer ersten Messspannung. Clockwise adjacent Hall elements corresponds to the offset by 90 ° counterclockwise port, detecting first Einzelhallspannungen each of the Hall elements on the pair of terminals, which does not include the respective connected terminal of the Hall element, and adding the first Einzelhallspannungen to a first measurement voltage.
In jeweils einer von drei auf die erste Messphase folgenden Messphasen kann das Verfahren dann die Schritte des Anlegens einer Versorgungsspannung an denjenigen Anschluss jedes der Hallelemente, der dem gegenüber der vorangegangen Messphase um 90° im Uhrzeigersinn versetzten verbundenen Anschluss entspricht, des Erfassens von weiteren Einzelhallspannungen jedes der Hallelemente an dem Paar von In each case in one of three measuring phases following the first measuring phase, the method can then comprise the steps of applying a supply voltage to the terminal of each of the Hall elements which corresponds to the connected terminal offset by 90 ° in the clockwise direction compared to the preceding measuring phase, detecting further individual reverberation voltages each the Hall elements on the pair of
Anschlüssen, das den jeweils verbundenen Anschluss des Hallelements nicht umfasst, und des Addierens der weiteren Einzelhallspannungen zu einer weiteren Messspannung umfassen. Terminals, which does not include the respectively connected connection of the Hall element, and the adding of the further individual sound voltages to another measurement voltage include.
Vorteile der Erfindung Eine grundlegende Idee der Erfindung ist es, mithilfe einer quadratischen Advantages of the Invention A basic idea of the invention is to use a square
Hallsensoranordnung, welche in einem Spinning-Current-Betrieb oder Spinning-Voltage- Betrieb betrieben wird, die Vertauschung der Anschlüsse, an denen die  Hall sensor arrangement, which is operated in a spinning current mode or spinning-voltage operation, the interchanging of the terminals, where the
Versorgungsspannung anliegt, und der Anschlüsse, an denen die Hallspannung abgegriffen wird, in allen vier Messphasen des Spinning-Current-Betriebs derart vorzunehmen, dass in jeder Messphase eine Messspannung durch Addition der einzelnen Hallspannungen der Hallelemente erhalten werden kann, die nicht mehr auf eine durch den Seebeck-Effekt hervorgerufenen Messwertversatz korrigiert werden muss. Supply voltage is applied, and the terminals at which the Hall voltage is tapped to perform in all four measuring phases of the Spinning-Current operation such that in each measurement phase, a measurement voltage can be obtained by adding the individual Hall voltages of the Hall elements, which no longer on corrected for the Seebeck effect.
Dies bietet den Vorteil, dass ein Hallsensor mit einer entsprechenden This offers the advantage that a Hall sensor with a corresponding
Hallsensoranordnung den Messwertversatz bereits durch die Messmethode bedingt kompensieren kann, so dass der Hallsensor ein besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufweist, und damit besonders gut für Anwendungen mit sehr niedrigen Signalwerten, beispielsweise für die Detektion des geomagnetischen Felds geeignet ist. Hall sensor arrangement can compensate for the measured value offset already conditionally by the measurement method, so that the Hall sensor a better signal-to-noise ratio and is thus particularly well suited for applications with very low signal values, for example for the detection of the geomagnetic field.
Durch die verfahrensbedingte Kompensation von Versatzeffekten, die durch den Due to the procedural compensation of offset effects caused by the
Seebeck-Effekt hervorgerufen werden, ist es nicht mehr nötig, zusätzliche Seebeck effect be evoked, it is no longer necessary, additional
Ausgleichsmaßnahmen bzw. -Schaltungen vorzusehen, wodurch die Compensatory measures or arrangements, whereby the
Hallsensoranordnung einfacher, leichter und kostengünstiger herzustellen ist. Hall sensor assembly is easier, easier and cheaper to produce.
Überdies werden Maßnahmen, die zur Kompensation weiterer Versatzeffekte, wie beispielsweise Verspannungseffekte eingesetzt werden, durch das Betriebsverfahren der Hallsensoranordnung nicht beeinflusst. Dadurch können sich bekannte Moreover, measures which are used to compensate for further offset effects, such as, for example, stress effects, are not influenced by the operating method of the Hall sensor arrangement. This can become familiar
Ausgleichsverfahren zur Reduktion von Verspannungseinflüssen ideal mit dem Compensation method to reduce stress effects ideal with the
Betriebsverfahren der Erfindung kombinieren. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Combine operating method of the invention. Preferred developments are the subject of the respective subclaims.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Hallelements gemäß einer 1 is a schematic representation of a Hall element according to a
Ausführungsform der Erfindung;  Embodiment of the invention;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Messanordnung für ein Hallelement gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Hallsensors gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; FIG. 2 shows a schematic illustration of a measuring arrangement for a Hall element according to a further embodiment of the invention; FIG. 3 shows a schematic representation of a method for operating a Hall sensor according to a further embodiment of the invention;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Hallsensoranordnung gemäß 4 shows a schematic representation of a Hall sensor arrangement according to FIG
weiteren Ausführungsform der Erfindung;  another embodiment of the invention;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Hallsensors gemäß einer weiteren Fig. 5 is a schematic representation of a Hall sensor according to another
Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 6 eine schematische Darstellung der Phasen eines Spinning-Current- Betriebs für eine Hallsensoranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.  Embodiment of the invention; and FIG. 6 shows a schematic representation of the phases of a spinning current operation for a Hall sensor arrangement according to a further embodiment of the invention.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts Anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben In the figures of the drawing are identical and functionally identical elements, features and components - unless otherwise stated - each with the same
Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass Komponenten und Elemente in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit und Verständlichkeit nicht  Provided with reference numerals. It is understood that components and elements in the drawings are not for the sake of clarity and clarity
notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander wiedergegeben sind. Ausführliche Beschreibung der Erfindung necessarily reproduced to scale to each other. Detailed description of the invention
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Hallelements 10. Das Hallelement 10 umfasst zwei Paare von elektrischen Anschlüssen 12a, 12b und 13a, 13b, welche sich jeweils entlang von Verbindungslinien gegenüberliegen, die senkrecht zueinander stehen. Das Hallelement 10 kann beispielsweise in einem Substrat 1 1 , beispielsweise einemFig. 1 shows a schematic representation of a Hall element 10. The Hall element 10 comprises two pairs of electrical terminals 12a, 12b and 13a, 13b, which in each case lie along connecting lines which are perpendicular to each other. The Hall element 10 may, for example, in a substrate 1 1, for example a
Halbleitersubstrat 1 1 wie Silizium gefertigt sein, und in der durch die Anschlüsse 12a, 12b und 13a, 13b definierten Ebene elektrisch leitfähig sein. Semiconductor substrate 1 1 be made as silicon, and be electrically conductive in the plane defined by the terminals 12 a, 12 b and 13 a, 13 b.
An das Hallelement 10 kann beispielsweise eine Versorgungsspannung Vdd angelegt werden, im Beispiel der Fig. 1 zwischen den Anschlüssen 13a und 13b. Die For example, a supply voltage Vdd can be applied to the Hall element 10, in the example of FIG. 1 between the terminals 13a and 13b. The
Versorgungsspannung Vdd kann dabei in beide Richtungen angelegt werden, das heißt mit einem negativen oder einem positiven Vorzeichen. Beispielsweise kann an dem Anschluss 13b ein Versorgungsspannungsanschluss mit einer positiven  Supply voltage Vdd can be applied in both directions, ie with a negative or a positive sign. For example, at the terminal 13b, a supply voltage terminal with a positive
Versorgungsspannung Vdd angelegt werden und an dem Anschluss 13a ein Supply voltage Vdd are applied and at the terminal 13 a
Massenanschluss. In diesem Fall ergibt sich ein Spannungsabfalls der Ground connection. In this case results in a voltage drop of
Versorgungsspannung Vdd wie in Fig. 1 angedeutet. Es ist jedoch ebenso möglich, an jeden der anderen Anschlüsse 12a, 12b und 13b den Versorgungsspannungsanschluss anzuschließen. Durch Anlegen einer Versorgungsspannung Vdd kommt es zu einem Stromfluss zwischen den jeweiligen Anschlüssen 12a, 12b bzw. 13a, 13b des mit der Versorgungsspannung Vdd beaufschlagten Anschlusspaares. Supply voltage Vdd as indicated in Fig. 1. However, it is also possible to connecting each of the other terminals 12a, 12b and 13b to the supply voltage terminal. By applying a supply voltage Vdd, there is a current flow between the respective terminals 12a, 12b and 13a, 13b of the terminal pair subjected to the supply voltage Vdd.
Liegt nun ein Magnetfeld B an, welches senkrecht zu dem Stromfluss steht - im Beispiel der Fig. 1 ein Magnetfeld B, welches in die Zeichenebene hinein weist - so ergibt sich aufgrund des Lorentz-Effekts eine Ablenkung des bewegten Ladungen des Stromflusses in der Zeichenebene senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Ladungen. Im If there is now a magnetic field B, which is perpendicular to the current flow - in the example of FIG. 1, a magnetic field B, which points into the plane of the drawing - due to the Lorentz effect, a deflection of the moving charges of the current flow in the plane perpendicular to the direction of movement of the charges. in the
vorliegenden Beispiel der Fig. 1 kommt es daher zu einer Auslenkung der Ladungen in Richtung des Anschlusses 12a. Zwischen den Anschlüssen 12a und 12b lässt sich daher eine Hallspannung Vh abgreifen, welche von der Stärke des Magnetfelds B abhängig ist. The present example of FIG. 1 therefore leads to a deflection of the charges in the direction of the terminal 12a. Between the terminals 12a and 12b, therefore, a Hall voltage Vh can be tapped, which depends on the strength of the magnetic field B.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Messanordnung für das Hallelement 10 der Fig. 1. Die Messanordnung umfasst eine Mess- und Steuereinrichtung 15, welche über Anschlüsse 15a, 15b, 15c und 15d verfügt, die mit den Anschlüssen 12a, 12b, 13a bzw. 13b des Hallelements 10 verbunden sind. In Fig. 2 liegt beispielsweise zwischen den Anschlüssen 12a und 12b die Versorgungsspannung Vdd an, beispielsweise wenn an dem Anschluss 15a der Mess- und Steuereinrichtung 15 eine negative 2 shows a schematic representation of a measuring arrangement for the Hall element 10 of FIG. 1. The measuring arrangement comprises a measuring and control device 15, which has connections 15a, 15b, 15c and 15d, which are connected to the terminals 12a, 12b, 13a and 13b of the Hall element 10 are connected. In FIG. 2, for example, the supply voltage Vdd is applied between the terminals 12a and 12b, for example when a negative voltage is applied to the terminal 15a of the measuring and control device 15
Versorgungsspannung an den Anschluss 12a angelegt wird und der Anschluss 12b mit einem Masseanschluss verbunden ist. Über die Anschlüsse 13a und 13b, welche mit Anschlüssen 15b und 15d der Mess- und Steuereinrichtung 15 verbunden sind, kann dann die Hallspannung Vh abgegriffen werden, die ein Indikator für die Stärke des Magnetfelds B ist. Supply voltage is applied to the terminal 12a and the terminal 12b is connected to a ground terminal. Via the terminals 13a and 13b, which are connected to terminals 15b and 15d of the measuring and control device 15, then the Hall voltage Vh can be tapped, which is an indicator of the strength of the magnetic field B.
Ein erheblicher Anteil eines Offsets oder Messversatzes in Hallelementen wird durch den Seebeck-Effekt verursacht. Der Seebeck-Effekt tritt an Materialübergängen wie beispielsweise an Metall-Halbleiter-Übergängen oder Halbleiter-Halbleiter-Übergängen auf. An den Anschlüssen 13a und 13b können solche Übergänge vorliegen, wenn die Metall- oder Halbleiterleitungen mit dem Halbleitersubstrat 1 1 verbunden werden. Der Seebeck-Effekt ist ein temperaturabhängiger Effekt, welcher eine temperaturabhängige Spannung an Metall-Halbleiter-Übergängen oder Halbleiter-Halbleiter-Übergängen erzeugt. In Fig. 2 entsteht an dem Anschluss 13a durch den Seebeck-Effekt A significant proportion of an offset or measurement offset in Hall elements is caused by the Seebeck effect. The Seebeck effect occurs at material transitions such as metal-semiconductor junctions or semiconductor-semiconductor junctions. Such junctions may be present at the terminals 13a and 13b when the metal or semiconductor lines are connected to the semiconductor substrate 11. The Seebeck effect is a temperature-dependent effect which produces a temperature-dependent voltage at metal-semiconductor junctions or semiconductor-semiconductor junctions. In Fig. 2 is formed at the terminal 13a by the Seebeck effect
beispielsweise die Seebeck-Spannung Vs1. An dem Anschluss 13b entsteht durch den Seebeck-Effekt beispielsweise die Seebeck-Spannung Vs2. Solange die Temperaturen beider Anschlüsse 13a und 13b gleich sind, sind die Seebeck-Spannungen Vs1 und Vs2 betragsmäßig gleich groß und besitzen unterschiedlich Vorzeichen, so dass sie sich bei der Messung der Hallspannung Vh gerade aufheben und kein Seebeck-Offset entsteht. for example, the Seebeck voltage Vs1. For example, the Seebeck voltage Vs2 is produced at the terminal 13b by the Seebeck effect. As long as the temperatures of both terminals 13a and 13b are the same, the Seebeck voltages are Vs1 and Vs2 equal in magnitude and have different signs, so that they just cancel out in the measurement of the Hall voltage Vh and no Seebeck offset arises.
In Fig. 2 liegen die beiden Anschlüsse 13a und 13b jedoch auf unterschiedlichen In Fig. 2, however, the two terminals 13a and 13b are at different
Temperaturniveaus. Beispielsweise weist der Anschluss 13b die Temperatur T2 auf, wohingegen der Anschluss 13a die Temperatur T1 aufweist. Die ansonsten Temperature levels. For example, the terminal 13b has the temperature T2, whereas the terminal 13a has the temperature T1. The otherwise
vorherrschende Umgebungstemperatur beträgt beispielsweise TO. Die prevailing ambient temperature is for example TO. The
Temperaturbereiche sind dabei durch die Bereichsgrenzen 14a und 14b illustrativ angedeutet. In diesem Fall haben die Seebeck-Spannungen Vs1 und Vs2 Temperature ranges are indicated by the range limits 14a and 14b illustratively. In this case, the Seebeck voltages Vs1 and Vs2
unterschiedliche Beträge, so dass deren Summe nicht Null ist. different amounts, so that their sum is not zero.
Vs1 = a(T1 -T0) (1 ) Vs2 = a(T2-T0) (2)Vs1 = a (T1-T0) (1) Vs2 = a (T2-T0) (2)
Vs1 - Vs2 = α(Τ1 -Τ0) - α(Τ2-Τ0) = α(Τ1 -Τ2) (3) Vs1 - Vs2 = α (Τ1 -Τ0) - α (Τ2-Τ0) = α (Τ1 -Τ2) (3)
Dabei ist α ein materialabhängiger Seebeck-Koeffizient. Der Seebeck-Koeffizient α für Übergänge zwischen Metall und schwach dotiertem Silizium kann beispielsweise um die 1000 μν/ο0 betragen. Die Spannungsdifferenz Vm, die von der Mess- und Here, α is a material-dependent Seebeck coefficient. The Seebeck coefficient α for transitions between metal and lightly doped silicon can be, for example, around 1000 μν / ω 0. The voltage difference Vm, of the measuring and
Steuereinrichtung 15 zwischen den Anschlüssen 15b und 15d gemessen werden kann beträgt damit: Control device 15 between the terminals 15b and 15d can be measured is thus:
Vm = Vs1 + Vh - Vs2 = Vh + a(T1 -T2) = Vh + Voff (4) Vm = Vs1 + Vh - Vs2 = Vh + a (T1 - T2) = Vh + Voff (4)
Die eigentliche Messspannung Vh wird dabei um einen Seebeck-Offset Voff, welcher von der Temperaturdifferenz (T1 -T2) abhängig ist, versetzt. Für Metall-Halbleiter-Übergänge in typischen Hallelementen kann sich für den Seebeck-Offset Voff ein Wert ergeben, welcher in der Größenordnung der Hallspannung Vh für die typische Stärke des geomagnetischen Felds liegt. Bereits geringe Temperaturdifferenzen T1 -T2 können daher parasitische Signale Voff erzeugen, die als erheblicher Offset der Messspannung Vh überlagert sind. The actual measuring voltage Vh is offset by a Seebeck offset Voff, which depends on the temperature difference (T1-T2). For metal-semiconductor junctions in typical Hall elements, the Seebeck offset Voff may give a value which is on the order of the Hall voltage Vh for the typical strength of the geomagnetic field. Even small temperature differences T1 -T2 can therefore generate parasitic signals Voff, which are superimposed as a significant offset of the measuring voltage Vh.
In Fig. 3 wird im Zusammenhang mit den Darstellungen in Fig. 4 und Fig. 6 ein Verfahren zum Betreiben eines Hallsensors erläutert, mit welchem Messwertversätze, welche auf Seebeck-Effekten beruhen, eliminiert oder zumindest reduziert werden können. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Hallsensoranordnung 30. Die In connection with the illustrations in FIGS. 4 and 6, FIG. 3 explains a method for operating a Hall sensor with which measured value offsets based on Seebeck effects can be eliminated or at least reduced. 4 shows a schematic representation of a Hall sensor arrangement 30
Hallsensoranordnung 30 umfasst vier Hallelemente 10, welche jeweils ein erstes Paar von entlang einer ersten Verbindungslinie gegenüberliegenden ersten Anschlüssen 12a, 12b und ein zweites Paar von entlang einer zweiten, senkrecht zu der ersten Verbindungslinie stehenden Verbindungslinie gegenüberliegenden zweiten Anschlüssen 13a, 13b aufweisen. Die Hallelemente 10 können dabei den Hallelementen 10 aus Fig. 1 entsprechen. Die vier Hallelemente können in einer deckungsgleichen Orientierung jeweils auf den Eckpunkten einer quadratischen Grundfläche angeordnet sein. Hall sensor arrangement 30 comprises four Hall elements 10, each of which has a first pair of first terminals 12a, 12b located opposite a first connecting line and a second pair of second terminals 13a, 13b located along a second connecting line perpendicular to the first connecting line. The Hall elements 10 may correspond to the Hall elements 10 of FIG. 1. The four Hall elements can be arranged in a congruent orientation respectively on the vertices of a square base.
Deckungsgleiche Orientierung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich die Coincident orientation in this context means that the
Ausrichtung der Anschlüsse 12a, 12b, 13a und 13b lediglich durch laterale Verschiebung der Anschlussgeometrie jedes der Hallelemente, nicht aber durch Rotation, Zerrung, Spiegelung oder sonstige geometrische Operationen ergibt. Weiterhin liegen die Alignment of the terminals 12a, 12b, 13a and 13b results only by lateral displacement of the connection geometry of each of the Hall elements, but not by rotation, strain, reflection or other geometric operations. Continue to lie the
Hallelemente mit ihren geometrischen Schwerpunkten auf Eckpunkten einer gedachten quadratischen Grundfläche, das heißt, dass die gedachten Verbindungslinien der Hall elements with their geometric emphasis on vertices of an imaginary square base, that is, the imaginary connecting lines of the
Schwerpunkte lateral benachbarter Hallelemente senkrecht aufeinander stehen, und eine identische Länge aufweisen. Focusing points laterally adjacent Hall elements are perpendicular to each other, and have an identical length.
Die Anordnung 30 der Hallelemente 10 bedingt durch den Betrieb der Hallelemente 10 eine Temperaturverteilung, welche in etwa der durch die gestrichelten Kreise The arrangement 30 of the Hall elements 10 due to the operation of the Hall elements 10, a temperature distribution which is approximately that of the dashed circles
angedeuteten Temperaturverteilung entspricht. In einem Außenbereich der Hallelemente 10 herrscht die konstante Raumtemperatur TO. Nach innen hin zu dem Mittelpunkt der gedachten quadratischen Grundfläche, an deren Eckpunkten die Hallelemente 10 angeordnet sind, nimmt die Temperatur zu. Etwa in der Mitte der Hallelemente 10 kann die Temperatur beispielsweise T1 > TO betragen. Auf der Höhe der Anschlüsse der Hallelemente, welche in die Mitte der quadratischen Grundfläche weisen, kann die Temperatur beispielsweise T2 > T1 > TO betragen. Da in der Mitte der quadratischen Grundfläche mehr Komponenten betrieben werden und der Temperaturabfluss dort schlechter ist, ist die Temperatur T2 höher als die Raumtemperatur TO. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Verfahrens 20 zum Betreiben einesindicated temperature distribution corresponds. In an outer region of the Hall elements 10, the constant room temperature TO prevails. Inwardly toward the center of the imaginary square base, at whose vertices the Hall elements 10 are arranged, the temperature increases. Approximately in the middle of the Hall elements 10, the temperature may be, for example, T1> TO. At the level of the connections of the Hall elements, which point in the middle of the square base, the temperature can be, for example, T2> T1> TO. Since more components are operated in the middle of the square base area and the temperature outflow there is worse, the temperature T2 is higher than the room temperature TO. FIG. 3 shows a schematic representation of a method 20 for operating a
Hallsensors mit einer Hallsensoranordnung 30 wie in Fig. 4 dargestellt. Das Verfahren 20 kann in vier Messphasen P1 , P2, P3 und P4 eingeteilt werden, welche schematisch in Fig. 6 dargestellt sind. Die Darstellungen der Fig. 6 zeigen jeweils die Hallsensoranordnung 30 der Fig. 4 mit den entsprechenden Temperaturbereichen, wobei in den Messphasen P1 bis P4 jeweils unterschiedliche Versorgungsspannungen Vdd an unterschiedlichen Anschlüssen der Hallelemente 10 angelegt werden, wie jeweils durch die Pfeile veranschaulicht. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sind die Hallelemente 10 zum besseren Verständnis mit den fortlaufenden Nummern 1 bis 4 gekennzeichnet. Die vier Hallelemente 1 bis 4 in Fig. 6 weisen dabei jeweils vier Anschlüsse 12a, 12b, 13a und 13b auf, welche derart angeordnet sind, dass die Bezeichnungen der Anschlüsse jedes Hallelements jeweils den Bezeichnungen des benachbarten, um 90° gedrehten Hall sensor with a Hall sensor assembly 30 as shown in Fig. 4. The method 20 can be divided into four measurement phases P1, P2, P3 and P4, which are shown schematically in FIG. The respective views of FIG. 6 show the Hall sensor arrangement 30 of FIG. 4 with the corresponding temperature ranges, wherein different supply voltages Vdd are applied to different terminals of the Hall elements 10 in the measurement phases P1 to P4, as indicated by the arrows illustrated. Without limiting the generality, the Hall elements 10 are marked for the better understanding with the consecutive numbers 1 to 4. The four Hall elements 1 to 4 in FIG. 6 each have four terminals 12a, 12b, 13a and 13b, which are arranged such that the designations of the terminals of each Hall element respectively the names of the adjacent, rotated by 90 °
Hallelements entsprechen. Beispielsweise liegt der Anschluss 12a des Hallelements 1 in Fig. 6 links oben, während des Anschluss 12a des Hallelements 2 rechts oben liegt.  Hall elements correspond. For example, the terminal 12a of the Hall element 1 in Fig. 6 is upper left, while the terminal 12a of the Hall element 2 is located on the upper right.
Das Verfahren 20 kann auch als Spinning-Current-Verfahren, das heißt als Verfahren mit wechselnden Stromrichtungen bezeichnet werden. Spinning-Current-Verfahren beiThe method 20 can also be referred to as a spinning current method, that is to say as a method with alternating current directions. Spinning current method
Hallsensoren zeichnen sich dadurch aus, dass eine Messung eines Magnetfelds mithilfe eines Hallsensors in verschiedenen Messphasen erfolgt, die sich jeweils in der relativen Orientierung der Stromrichtung in dem Hallsensor unterscheiden. Dazu wird die Hall sensors are characterized by the fact that a measurement of a magnetic field by means of a Hall sensor takes place in different measuring phases, which in each case differ in the relative orientation of the current direction in the Hall sensor. This is the
Versorgungsspannung zwischen mit den Messphasen wechselnden Anschlüssen des Hallsensors angelegt, so dass die Stromrichtung jeweils wechselt. Supply voltage applied between changing with the measuring phases terminals of the Hall sensor, so that the current direction changes in each case.
Das Verfahren 20 umfasst vier Messphasen P1 bis P4, wobei die Messphase P1 in Schritt 21 und die darauffolgenden Messphasen P2 bis P4 jeweils in Schritt 25 dargestellt sind. In einem ersten Schritt 22 erfolgt ein Anlegen einer Versorgungsspannung Vdd an jeweils einen der Anschlüsse jedes der Hallelemente, wobei der jeweils verbundene Anschluss eines Hallelements bezüglich des im Uhrzeigersinn benachbart gelegenen Hallelements dem um 90° gegen den Uhrzeigersinn versetzten Anschluss entspricht. The method 20 comprises four measurement phases P1 to P4, wherein the measurement phase P1 in step 21 and the subsequent measurement phases P2 to P4 are each illustrated in step 25. In a first step 22, a supply voltage Vdd is applied to one of the terminals of each of the Hall elements, wherein the respective connected terminal of a Hall element with respect to the clockwise adjacent Hall element corresponds to the offset by 90 ° counterclockwise port.
Im Beispiel in Fig. 6 kann an das Hallelement 1 eine positive Versorgungsspannung Vdd an den Anschluss 12a, also den Anschluss links oben angelegt werden. Gleichzeitig kann an den gegenüberliegenden Anschluss 12b rechts unten ein Massepotential angelegt werden, so dass, wie durch den entsprechenden Pfeil angedeutet, ein Stromfluss mit einer Stromflussrichtung von Anschluss 12a zu dem Anschluss 12b, also von links oben nach rechts unten erfolgt. An den übrigen Hallelementen 2 bis 4 kann an jeweils anderen Anschlüssen als dem Anschluss 12a des Hallelements 1 entsprechenden Anschlüssen die Versorgungsspannung Vdd angelegt werden. Das Hallelement 2 ist dem Hallelement 1 im Uhrzeigersinn gesehen benachbart gelegen. Das Hallelement 2 wird daher an demjenigen Anschluss mit der Versorgungsspannung Vdd beaufschlagt, der im Bezug auf das Hallelement 1 gegen den Uhrzeigersinn um 90° versetzt ist, das heißt an dem In the example in FIG. 6, it is possible to apply to the Hall element 1 a positive supply voltage Vdd to the terminal 12a, that is to say the terminal on the top left. At the same time, a ground potential can be applied to the opposite terminal 12b at the bottom right, so that, as indicated by the corresponding arrow, there is a current flow with a current flow direction from terminal 12a to terminal 12b, ie from top left to bottom right. At the other Hall elements 2 to 4, the supply voltage Vdd can be applied to terminals other than terminals 12a of the Hall element 1, respectively. The Hall element 2 is located adjacent to the Hall element 1 in the clockwise direction. The Hall element 2 is therefore acted upon at that terminal with the supply voltage Vdd, which is offset in relation to the Hall element 1 in the counterclockwise direction by 90 °, that is on the
Anschluss 13b. Das Hallelement 3 wiederum ist dem Hallelement 2 im Uhrzeigersinn gesehen benachbart gelegen. Das Hallelement 3 wird entsprechend an demjenigen Anschluss mit der Versorgungsspannung Vdd beaufschlagt, der im Bezug auf das Hallelement 2 gegen den Uhrzeigersinn um 90° versetzt ist, das heißt an dem Anschluss 12b. Für das Hallelement 4 gilt eine entsprechende Vorgehensweise, so dass dessen Anschluss 13a mit dem Versorgungsspannungsanschluss verbunden ist. Connection 13b. The Hall element 3 in turn is located adjacent to the Hall element 2 in the clockwise direction. The Hall element 3 is corresponding to that Terminal with the supply voltage Vdd is applied, which is offset in relation to the Hall element 2 counterclockwise by 90 °, that is, at the terminal 12b. For the Hall element 4 is a corresponding procedure, so that its terminal 13a is connected to the supply voltage terminal.
Auf diese Weise ergibt sich eine Hallelementansteuerung der Hallelemente 1 bis 4 in der Messphase P1 , in der sämtliche Anschlüsse der Hallelemente, zwischen denen kein Stromfluss erfolgt, das heißt, die nicht zu einem Anschlusspaar gehören, an denen die Versorgungsspannung Vdd und ein Massepotential anliegt, die gleiche Temperatur aufweisen, wie sich anhand der Isothermen TO bzw. T1 erkennen lässt. Dadurch sind die Einzelhallspannungen Vh1 bis Vh4, welche sich an den Hallelementen 1 bis 4 in der Messphase P1 in Schritt 23 erfassen lassen, frei von einem Seebeck-Offset Voff. In Schritt 24 ist daher ein Addieren der ersten Einzelhallspannungen Vh1 bis Vh4 zu einer ersten Messspannung Vm möglich, ohne dass eine externe Offsetkorrektur hinsichtlich des Seebeck-Effekts erfolgen müsste. In this way, a Hall element control of the Hall elements 1 to 4 results in the measurement phase P1, in which all connections of the Hall elements, between which no current flow, that is, which do not belong to a pair of terminals, at which the supply voltage Vdd and a ground potential is applied, have the same temperature, as can be seen from the isotherms TO and T1. As a result, the individual sound voltages Vh1 to Vh4, which can be detected at the Hall elements 1 to 4 in the measurement phase P1 in step 23, are free from a Seebeck offset Voff. In step 24, it is therefore possible to add the first individual sound voltages Vh1 to Vh4 to a first measurement voltage Vm without having to make an external offset correction with respect to the Seebeck effect.
Jeweils vier korrespondierende Anschlüsse der Hallelemente 1 bis 4 können dabei an einem von vier Knotenanschlüssen zusammengeführt werden, so dass zum Einen das Anlegen der Versorgungsspannung an einen der Anschlüsse jedes Hallelements 1 bis 4 durch Anlegen an einen der Knotenanschlüsse erfolgen kann. Andererseits kann das Abgreifen einer Hallspannung an jeweils einem anderen der Knotenanschlüsse erfolgen, so dass sich die Einzelhallspannungen Vh1 bis Vh4 der vier verschiedenen Anschlüsse der Hallelemente 1 bis 4 summieren und an dem jeweiligen Knotenanschluss als In each case four corresponding terminals of the Hall elements 1 to 4 can be brought together at one of four node connections, so that on the one hand the supply voltage can be applied to one of the terminals of each Hall element 1 to 4 by applying to one of the node terminals. On the other hand, the tapping of a Hall voltage at each one of the other node connections take place, so that the Einzelhallspannungen Vh1 to Vh4 of the four different terminals of the Hall elements 1 to 4 summing and at the respective node terminal as
Mittelspannung abgreifen lassen. Die Mittelspannung ist dabei die gemittelte Tapping medium voltage. The mean voltage is the average
Summenspannung der Einzelhallspannungen Vh1 bis Vh4 und bereits aufgrund der Messgeometrie frei von Seebeck-Offsets. Total voltage of the single-frequency voltages Vh1 to Vh4 and already due to the measuring geometry free of Seebeck offsets.
Nachdem die Messphase P1 abgeschlossen ist, erfolgt der Eintritt bei Schritt 25 in die Messphase P2. Dazu werden in Schritt 26 zunächst die jeweils mit dem After the measuring phase P1 has been completed, the entry at step 25 takes place in the measuring phase P2. For this purpose, in step 26 first with the
Versorgungsanschluss verbundenen Anschlüsse der Hallelemente 1 bis 4 verändert. Demnach erfolgt ein Anlegen der Versorgungsspannung Vdd an denjenigen Anschluss jedes der Hallelemente, der dem gegenüber der vorangegangen Messphase um 90° im Uhrzeigersinn versetzten verbundenen Anschluss entspricht. Im Beispiel in Fig. 6 war in der Messphase P1 , die der Messphase P2 vorangegangen ist, der Anschluss 12a des Hallelements 1 mit dem Versorgungsanschluss verbunden. Der gegenüber dem Supply connection connected terminals of the Hall elements 1 to 4 changed. Accordingly, the supply voltage Vdd is applied to the terminal of each of the Hall elements that corresponds to the connected terminal offset by 90 ° in the clockwise direction compared to the preceding measurement phase. In the example in FIG. 6, in the measurement phase P1, which preceded the measurement phase P2, the connection 12a of the Hall element 1 was connected to the supply connection. The opposite to the
Anschluss 12a um 90° im Uhrzeigersinn versetzte Anschluss ist für das Hallelement 1 der Anschluss 13a, welcher demzufolge in der Messphase P2 nun mit dem Versorgungsanschluss verbunden wird. Folglich wird an den dem Anschluss 13a gegenüberliegenden Anschluss 13b das Massepotential angelegt, so dass sich der durch den Pfeil angedeutete Stromfluss von Anschluss 13a zu Anschluss 13b des Hallelements 1 in Messphase P2 ergibt. Für die Hallelemente 2 bis 4 gilt entsprechendes, so dass in der Messphase P2 wie in der Messphase P1 jeweils unterschiedliche der Anschlüsse jedes der Hallelemente 1 bis 4 mit dem Versorgungsspannung Vdd beaufschlagt werden. Terminal 12a 90 ° clockwise connection is for the Hall element 1 of Terminal 13a, which is therefore connected in the measuring phase P2 now to the supply terminal. Consequently, the ground potential is applied to the terminal 13 a opposite the terminal 13 a, so that the current flow indicated by the arrow from terminal 13 a to terminal 13 b of the Hall element 1 results in measuring phase P2. The same applies to the Hall elements 2 to 4, so that in the measuring phase P2, as in the measuring phase P1, different supply voltages Vdd are applied to each of the terminals of each of the Hall elements 1 to 4.
In Schritt 27 erfolgt dann ein Erfassen von weiteren Einzelhallspannungen Vh1 ' bis Vh4' jedes der Hallelemente 1 bis 4 an dem Paar von Anschlüssen, das den jeweils verbundenen Anschluss des Hallelements nicht umfasst, ähnlich wie in Schritt 23. Da die jeweils gegenüberliegenden Anschlüsse jedes der Hallelemente 1 bis 4 in Then, in step 27, further single-hall voltages Vh1 'to Vh4' of each of the hall elements 1 to 4 are detected at the pair of terminals which does not include the respective connected terminal of the Hall element, similar to step 23. Since the respective opposite terminals of each of the Hall elements 1 to 4 in
unterschiedlichen Temperaturbereichen liegen, ergeben sich für die weiteren Different temperature ranges, resulting in the other
Einzelhallspannungen Vh1 ' bis Vh4' jeweils Seebeck-Offsets, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 und Gleichungen (1 ) bis (4) erläutert. Einzelhallspannungen Vh1 'to Vh4' each Seebeck offsets, as explained in connection with FIG. 2 and equations (1) to (4).
In einem Schritt 28 erfolgt ein Addieren der weiteren Einzelhallspannungen Vh1 ' bis Vh4' zu einer weiteren Messspannung Vm'. Wie sich zeigen lässt, besitzen die In a step 28, the additional individual sound voltages Vh1 'to Vh4' are added to form a further measurement voltage Vm '. As can be seen, own the
Einzelhallspannungen Vh1 ' bis Vh4' mit der Versorgungsspannungsansteuerung in der Messphase P2 allerdings gerade sich paarweise aufhebende Seebeck-Offsets. Einzelhallspannungen Vh1 'to Vh4' with the supply voltage control in the measuring phase P2, however, just in pairs canceling Seebeck offsets.
Beispielsweise weisen die Einzelhallspannungen Vh1 ' und Vh2' Seebeck-Offsets gleichen Betrags, aber unterschiedlichen Vorzeichens auf. Dies liegt daran, dass die  For example, the single-hall voltages Vh1 'and Vh2' have Seebeck offsets of equal magnitude but different sign. This is because the
Temperaturverteilung der Anschlüsse im Hallelement 1 , über die die Einzelhallspannung Vh1 ' abgegriffen wird, gerade invers zu der Temperaturverteilung der Anschlüsse im Hallelement 2 ist, über die die Einzelhallspannung Vh2' abgegriffen wird. Gleiches gilt entsprechend für das Hallelementpaar der Hallelemente 3 und 4. Auf diese Weise heben sich durch die Addition der Einzelhallspannungen Vh1 ' bis Vh4' die Seebeck-Offsets paarweise auf, so dass die weitere Messspannung Vm' wieder offsetfrei ist. Wie in Messphase P1 ist damit auch in Messphase P2 keine externe Offsetkorrektur notwendig. Temperature distribution of the terminals in the Hall element 1, via which the individual reverberation voltage Vh1 'is tapped, just inverse to the temperature distribution of the terminals in the Hall element 2, via which the individual reverberation voltage Vh2' is tapped. The same applies mutatis mutandis to the Hall element pair of Hall elements 3 and 4. In this way, the Seebeck offsets cancel each other in pairs by the addition of the Einzelhallspannungen Vh1 'to Vh4', so that the other measurement voltage Vm 'is again offset-free. As in measuring phase P1, no external offset correction is necessary even in measuring phase P2.
Wiederum kann in der zweiten Messphase P2 die Versorgungsspannung an einem anderen Knotenanschluss gegenüber der Messphase P1 angelegt werden, so dass die Mittelspannung der Einzelhallspannungen Vh1 ' bis Vh4' ebenfalls an einem In turn, in the second measuring phase P2, the supply voltage can be applied to another node terminal in relation to the measuring phase P1, so that the mean voltage of the individual sound voltages Vh1 'to Vh4' is likewise applied to one
unterschiedlichen der Knotenanschlüsse abgegriffen werden kann. Das Verfahren 20 wird nach Abschluss der Messphase P2 für die Messphasen P3 und P4 mit der jeweiligen Wiederholung der Schritte 26 bis 28 iteriert. Für die Messphasen P3 und P4 gelten hinsichtlich der Hallsensoranordnungen analoge Aussagen wie für die Messphasen P1 bzw. P2, wie sich aus der Darstellung in Fig. 6 für den Fachmann leicht erkennen lässt. different node connections can be tapped. The method 20 is iterated after completion of the measurement phase P2 for the measurement phases P3 and P4 with the respective repetition of steps 26 to 28. With regard to the Hall sensor arrangements, analogous statements apply to the measurement phases P3 and P4 as for the measurement phases P1 and P2, as can easily be seen by the person skilled in the art from the illustration in FIG.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Hallsensors 40, welcher über eine Hallsensoranordnung 30 gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 6 verfügt. Der Hallsensor 40 kann insbesondere mit einem Verfahren 20 gemäß Fig. 3 betrieben werden. Der Hallsensor 40 umfasst eine Steuereinrichtung 41 , eine Messeinrichtung 45, erste Schalteinrichtungen 42a und zweite Schalteinrichtungen 42b. Die Steuereinrichtung 41 ist mit der FIG. 5 shows a schematic representation of a Hall sensor 40, which has a Hall sensor arrangement 30 according to FIG. 4 or FIG. 6. The Hall sensor 40 can be operated in particular with a method 20 according to FIG. 3. The Hall sensor 40 comprises a control device 41, a measuring device 45, first switching devices 42a and second switching devices 42b. The control device 41 is connected to the
Messeinrichtung 45, den ersten Schalteinrichtungen 42a und den zweiten Measuring device 45, the first switching devices 42a and the second
Schalteinrichtungen 42b verbunden. Die Steuereinrichtung 41 ist dazu ausgelegt ist, in vier verschiedenen Messphasen P1 , P2, P3, P4 eine Versorgungsspannung Vdd über jeweils eines der Paare von Anschlüssen jedes der Hallelemente der Switching devices 42b connected. The control device 41 is designed in four different measuring phases P1, P2, P3, P4 a supply voltage Vdd via in each case one of the pairs of terminals of each of the Hall elements of
Hallsensoranordnung anzulegen. Dazu ist die Steuereinrichtung 41 dazu ausgelegt, einen Versorgungsspannungsanschluss 43, welche die Versorgungsspannung Vdd bereitstellt, über entsprechende Ansteuerung der ersten Schalteinrichtungen 42a mit jeweils einem der Anschlüsse jedes der Hallelemente der Hallsensoranordnung 30 zu verbinden.  Apply Hall sensor assembly. For this purpose, the control device 41 is designed to connect a supply voltage connection 43, which provides the supply voltage Vdd, via corresponding activation of the first switching devices 42a to one of the connections of each of the Hall elements of the Hall sensor arrangement 30.
Entsprechend der Ansteuerung der ersten Schalteinrichtungen 42a kann die According to the activation of the first switching devices 42a, the
Steuereinrichtung 41 dazu ausgelegt sein, einen Masseanschluss 44, welcher Control device 41 may be configured to a ground terminal 44, which
beispielsweise ein Masse- oder Referenzpotential zu der Versorgungsspannung Vdd bereitstellt, über entsprechende Ansteuerung der zweiten Schalteinrichtungen 42b mit jeweils einem der gegenüberliegenden Anschlüsse jedes der Hallelemente der For example, provides a ground or reference potential to the supply voltage Vdd, via appropriate control of the second switching means 42b, each with one of the opposite terminals of each of the Hall elements of
Hallsensoranordnung 30 zu verbinden. Hall sensor assembly 30 to connect.
Die Messeinrichtung 45 ist dazu ausgelegt, in jeder der vier Messphasen an den jeweils nicht über die Schalteinrichtungen 42a und 42b mit dem The measuring device 45 is designed in each of the four measuring phases to the respectively not via the switching devices 42 a and 42 b with the
Versorgungsspannungsanschluss 43 bzw. dem Masseanschluss 44 verbundenen  Supply voltage terminal 43 and the ground terminal 44 connected
Anschlüssen jedes der Hallelemente der Hallsensoranordnung eine Einzelhallspannung zu erfassen und die erfassten Einzelhallspannungen zu einer Messspannung zu addieren. Connections of each of the Hall elements of the Hall sensor assembly to detect a Einzelhallspannung and to add the detected Einzelhallspannungen to a measurement voltage.

Claims

Ansprüche  claims
Hallsensor (40), mit: Hall sensor (40), with:
vier Hallelementen (10), welche jeweils ein erstes Paar von entlang einer ersten Verbindungslinie gegenüberliegenden ersten Anschlüssen (12a, 12b) und ein zweites Paar von entlang einer zweitenVerbindungslinie gegenüberliegenden zweiten Anschlüssen (13a, 13b) aufweisen;  four Hall elements (10) each having a first pair of first terminals (12a, 12b) opposed along a first connection line and a second pair of second terminals (13a, 13b) opposite to a second connection line;
einer Steuereinrichtung (41 ), welche dazu ausgelegt ist, in vier Messphasen (P1 , P2, P3, P4) eine Versorgungsspannung (Vdd) über jeweils eines der Paare von  a control device (41) which is designed in four measuring phases (P1, P2, P3, P4) a supply voltage (Vdd) via in each case one of the pairs of
Anschlüssen (12a, 12b; 13a, 13b) jedes der Hallelemente (10) anzulegen; und einer Messeinrichtung (45), welche dazu ausgelegt ist, in jeder der vier Messphasen an dem jeweils anderen der Paare von Anschlüssen (13a, 13b; 12a, 12b) jedes der Hallelemente (10) eine Einzelhallspannung (Vh) zu erfassen und die erfassten Einzelhallspannungen (Vh) zu einer Messspannung (Vm) zu addieren,  Attaching terminals (12a, 12b, 13a, 13b) of each of the Hall elements (10); and a measuring device (45) adapted to detect and detect a single-phase voltage (Vh) in each of the four measuring phases at the other of the pairs of terminals (13a, 13b; 12a, 12b) of each of the hall elements (10) Add individual sound voltages (Vh) to a measurement voltage (Vm),
wobei die Steuereinrichtung (41 ) in einer ersten Messphase (P1 ) dazu ausgelegt ist, einen Versorgungsspannungsanschluss (43), welche die Versorgungsspannung (Vdd) bereitstellt, mit jeweils einem der Anschlüsse (12a, 12b; 13a, 13b) jedes der Hallelemente (10) zu verbinden, wobei der jeweils verbundene Anschluss (12a, 12b; 13a, 13b) eines Hallelements (10) bezüglich des im Uhrzeigersinn benachbart gelegenen Hallelements (10) dem um 90° gegen den Uhrzeigersinn versetzten Anschluss (12a, 12b; 13a, 13b) entspricht.  wherein the control device (41) is designed in a first measurement phase (P1) to connect a supply voltage connection (43) which supplies the supply voltage (Vdd) to one of the connections (12a, 12b; 13a, 13b) of each of the Hall elements (10 ), wherein the respectively connected terminal (12a, 12b, 13a, 13b) of a Hall element (10) with respect to the clockwise adjacent Hall element (10) offset by 90 ° counterclockwise port (12a, 12b, 13a, 13b ) corresponds.
Hallsensor (40) nach Anspruch 1 , wobei die vier Hallelemente (10) laterale Hall sensor (40) according to claim 1, wherein the four Hall elements (10) lateral
Hallelemente sind.  Hall elements are.
Hallsensor (40) nach Anspruch 1 , wobei die vier Hallelemente (10) vertikale Hall sensor (40) according to claim 1, wherein the four Hall elements (10) vertical
Hallelemente sind.  Hall elements are.
Hallsensor (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die vier Hallelemente (10) in einem Halbleitersubstrat (1 1 ) ausgebildet sind, und wobei jeder der Anschlüsse der Hallelemente (10) Metall-Halbleiter-Kontakte oder Halbleiter-Halbleiter-Kontakte umfasst. Hall sensor (40) according to one of claims 1 to 3, wherein the four Hall elements (10) in a semiconductor substrate (1 1) are formed, and wherein each of the terminals of the Hall elements (10) metal-semiconductor contacts or semiconductor-semiconductor contacts includes.
5. Hallsensor (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Verbindungslinie senkrecht zu der ersten Verbindungslinie steht. 5. Hall sensor (40) according to one of claims 1 to 4, wherein the second connecting line is perpendicular to the first connecting line.
6. Hallsensor (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die vier Hallelemente (10) jeweils auf den Eckpunkten einer quadratischen Grundfläche angeordnet sind. 6. Hall sensor (40) according to one of claims 1 to 5, wherein the four Hall elements (10) are each arranged on the vertices of a square base.
7. Hallsensor (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jeder der Anschlüsse (12a, 12b; 13a, 13b) jedes Hallelements (10) bezüglich des im Uhrzeigersinn benachbart gelegenen Hallelements (10) jeweils mit dem um 90° gegen den Uhrzeigersinn versetzten Anschluss (12a, 12b; 13a, 13b) an einem von vier Knotenanschlüssen verbunden ist. 7. Hall sensor (40) according to any one of claims 1 to 6, wherein each of the terminals (12a, 12b, 13a, 13b) of each Hall element (10) with respect to the clockwise adjacent Hall element (10) each with the 90 ° to the Clockwise offset terminal (12a, 12b, 13a, 13b) is connected to one of four node terminals.
8. Hallsensor (40) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (41 ) in den drei auf die erste Messphase (P1 ) folgenden Messphasen (P2, P3, P4) jeweils dazu ausgelegt ist, unterschiedliche der vier Knotenanschlüsse mit dem 8. Hall sensor (40) according to claim 7, wherein the control device (41) in the three measuring phases (P2, P3, P4) following the first measuring phase (P1) is in each case designed to have different of the four node connections with the
Versorgungsspannungsanschluss (43) zu verbinden.  Supply voltage connection (43) to connect.
9. Verfahren zum Betreiben eines Hallsensors (40) mit vier Hallelementen (10), welche jeweils ein erstes Paar von entlang einer ersten Verbindungslinie 9. A method of operating a Hall sensor (40) having four Hall elements (10), each having a first pair of along a first connecting line
gegenüberliegenden ersten Anschlüssen (12a, 12b) und ein zweites Paar von entlang einer zweitenVerbindungslinie gegenüberliegenden zweiten Anschlüssen (13a, 13b) aufweisen mit den Schritten:  opposite first terminals (12a, 12b) and a second pair of second terminals (13a, 13b) opposite to a second connecting line, comprising the steps of:
in einer ersten (P1 ) von vier Messphasen:  in a first (P1) of four measurement phases:
Anlegen (22) einer Versorgungsspannung (Vdd) an jeweils einen von vier  Applying (22) a supply voltage (Vdd) to each one of four
Knotenanschlüssen, welche jeweils die Anschlüsse (12a, 12b; 13a, 13b) jedes Hallelements (10) mit dem um 90° gegen den Uhrzeigersinn versetzten Anschluss des im Uhrzeigersinn benachbart gelegenen Hallelements (10) verbinden;  Node terminals respectively connecting the terminals (12a, 12b; 13a, 13b) of each Hall element (10) to the 90 ° counterclockwise terminal of the clockwise adjacent Hall element (10);
Erfassen (23) von ersten Einzelhallspannungen (Vh) jedes der Hallelemente (10) an dem Paar von Anschlüssen (12a, 12b; 13a, 13b), das mit dem jeweils verbundenen Knotenanschluss nicht verbunden ist; und  Detecting (23) first single-hall voltages (Vh) of each of the hall elements (10) at the pair of terminals (12a, 12b; 13a, 13b) not connected to the respective connected node terminal; and
Abgreifen (24) einer Summenspannung der ersten Einzelhallspannungen (Vh) zum Messen einer ersten Messspannung (Vm) an einem um 90° versetzten  Picking up (24) a sum voltage of the first individual sound voltages (Vh) for measuring a first measuring voltage (Vm) at a 90 ° offset
Knotenanschluss.  Node connection.
10. Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin mit den Schritten: in jeweils einer von drei auf die erste Messphase (P1 ) folgenden Messphasen (P2, P3, P4): 10. The method of claim 9, further comprising the steps of: in each case in one of three measuring phases (P2, P3, P4) following the first measuring phase (P1):
Anlegen (26) einer Versorgungsspannung (Vdd) an einen anderen  Applying (26) one supply voltage (Vdd) to another
Knotenanschluss;  Node connection;
Erfassen (27) von weiteren Einzelhallspannungen (Vh) jedes der Hallelemente Detecting (27) further individual reverberant voltages (Vh) of each of the Hall elements
(10) an dem Paar von Anschlüssen (12a, 12b; 13a, 13b), das mit dem jeweils verbundenen Knotenanschluss nicht verbunden ist; und (10) to the pair of terminals (12a, 12b; 13a, 13b) not connected to the respective connected node terminal; and
Abgreifen (28) einer Summenspannung der weiteren Einzelhallspannungen (Vh) zum Messen einer weiteren Messspannung (Vm) an einem um 90° versetzten Knotenanschluss.  Picking up (28) a sum voltage of the further individual sound voltages (Vh) for measuring a further measuring voltage (Vm) at a node connection offset by 90 °.
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