Selbstüberwachung und Autokalibrierung von Hall-Sensoren für die robuste Magnetfeldmessung:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2014
|
| Schriftenreihe: | Aktuelle Berichte aus der Mikrosystemtechnik
25 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 235 S. Ill., graph. Darst. |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND AUFGABENSTELLUNG 11
2 MEILENSTEINE DER MAGNETFELDMESSUNG 15
2.1 DIE ANFAENGE 15
2.2 ELEKTROMAGNETISMUS 17
2.3 DER MAGNETISCHE VEREIN 20
2.4 FARADAYS ENTDECKUNGEN 22
2.5 DIE MAXWELLSCHEN GLEICHUNGEN 24
2.6 DER ANISOTROPE MAGNETORESISTIVE EFFEKT 25
2.7 DER HALL-EFFEKT 26
2.8 MAGNETISCHE HYSTERESE 27
2.9 BEWEGTE LADUNGEN UND RELATIVITAET 31
2.10 WEISS-BEZIRKE, MAGNETISCHE SAETTIGUNG
UND DIE FOERSTER-SONDE 33
2.11 DAS MAGNETO-IMPEDANZ-PRINZIP 34
2.12 DIE AERA DER HALBLEITER 35
2.13 QUANTENPHAENOMENE 39
2.14 3-DIMENSIONALE HALL-SENSOREN 43
2.15 WEITERE MAGNETFELDSENSOREN 46
2.15.1 MAGNETODIODE 46
2.15.2 MAGNETOTRANSISTOR 46
2.15.3 MAGNETISCHER TUNNELWIDERSTAND 48
2.16 ANWENDUNGEN FUER MAGNETFELDSENSOREN 49
3 DEFINITION VON MESSWERTQUALITAET 51
3.1 EINFLUESSE AUF GENAUIGKEIT UND MESSBEREICH 54
3.1.1 HALL-WINKEL 55
3.1.2 RAUMLADUNGSZONENEFFEKT 57
3.1.3 RAUSCHEN 58
7
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3.1.4 OFFSETS 61
3.1.5 FREQUENZBEREICH 62
3.1.6 DAS SPINNING-CURRENT-VERFAHREN UND SEINE EINFLUESSE AUF
OFFSET, RAUSCHEN UND FREQUENZ-BEZOGENEN MESSBEREICH 64
3.2 QUEREMPFINDLICHKEITEN ALS NEGATIVE EINFLUESSE AUF DIE MESSWERT-
ROBUSTHEIT 67
3.2.1 TEMPERATUREINFLUESSE 67
3.2.2 MECHANISCHE EINFLUESSE 69
3.2.3 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT 70
3.2.4 STRAHLUNG 71
3.3 MESSWERTKONSISTENZ 73
3.3.1 DEFEKTE 73
3.3.2 SIGNALUEBERTRAGUNG 73
3.4 FAZIT 75
4 VERRINGERUNG VON QUEREMPFINDLICHKEITEN IN INTEGRIERTEN HALL-
SENSOREN 77
4.1 VERSUCHSAUFBAU 79
4.2 BEOBACHTUNGEN 82
4.2.1 EINFLUSS DES GEHAEUSETYPS 82
4.2.2 EINFLUSS DER LOETPROZEDUR 84
4.3 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 86
4.3.1 MECHANISCHE SPANNUNGEN 86
4.3.2 PIEZORESISTIVER EFFEKT 88
4.3.3 PIEZO-HALL-EFFEKT 96
4.3.4 UNTERSCHIEDE LATERALER UND VERTIKALER HALL-ELEMENTE . . 103
4.4 URSACHEN MECHANISCHER SPANNUNGEN 107
4.4.1 PACKAGING-PROZESS 108
4.4.2 LOETPROZESS 111
4.5 ANSAETZE ZUR VERRINGERUNG ODER KOMPENSATION DES STRESSES . . 115
4.5.1 AENDERUNG DER PACKAGE-GEOMETRIE 115
4.5.2 AENDERUNG DER SENSOR-GEOMETRIE 122
4.5.3 ONLINE-EMPFINDLICHKEITSKALIBRIERUNG 125
4.6 MESSTECHNISCHE VERIFIKATION DER GENANNTEN ANSAETZE 128
4.6.1 AENDERUNG DER SCHICHTDICKEN IM TSSO-PACKAGE .... 128
4.6.2 VERKUERZUNG DER VERTIKALEN SENSOREN 131
4.6.3 ONLINE-EMPFINDLICHKEITSKALIBRIERUNG 135
8
5 ERHOEHUNG DER SIGNALKONSISTENZ DURCH SELBSTUEBERWACHUNG 141
5.1 DEFEKTMECHANISMEN IN INTEGRIERTEN
CMOS-SCHALTUNGEN 143
5.1.1 ELEKTROMIGRATION 144
5.1.2 ESD-INDUZIERTER PN-DURCHBRUCH 145
5.1.3 SCHWELLSPANNUNGSVERSCHIEBUNG 147
5.1.4 GATE-DURCHBRUCH 148
5.1.5 LATCH-UP 150
5.1.6 BONDABRISSE 152
5.2 ANALYSEMETHODEN ZUR BEWERTUNG DER SICHERHEIT 153
5.2.1 MARKOV-PROZESS ALS BEISPIEL ZUR ANALYSE EINES GESAMT
SYSTEMS 153
5.2.2 SUBSYSTEME UND BAUELEMENTE 156
5.2.3 FEHLERINJEKTION 157
5.3 METHODEN ZUR FEHLERERKENNUNG 159
5.3.1 ZUVERLAESSIGKEITSINDIKATOREN 159
5.3.2 REDUNDANZ 161
5.3.3 SELBSTTEST 162
5.3.4 FUNKTIONALER TEST INTEGRIERTER SENSOREN 163
5.4 NEUARTIGES VERFAHREN ZUR ANWENDUNG IN
INTEGRIERTEN MAGNETFELDSENSOREN 164
5.4.1 SCHALTUNG UND IMPLEMENTIERUNG DER METHODE 164
5.4.2 WEITERE UEBERLEGUNGEN 165
5.5 BEWERTUNG DER ZUVERLAESSIGKEIT DURCH FEHLERINJEKTION 167
5.5.1 VERWENDETE SOFTWARE 167
5.5.2 FEHLERMODELLE 168
5.5.3 SIMULATION 168
5.5.4 ERGEBNISSE 169
5.5.5 INTERPRETATION 171
5.6 EXPERIMENTELLE UBERPRUEFUNG DER FEHLERERKENNUNG 173
5.6.1 IMPLEMENTIERTE UBERWACHUNGSMETHODEN 174
5.6.2 PROVOZIERTE LOKALE SCHAEDIGUNG 175
5.6.3 ERGEBNISSE UND INTERPRETATION 176
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 179
LITERATURVERZEICHNIS 183
9
A ABKUERZUNGEN, FORMELZEICHEN, KONSTANTEN 195
A.L VERWENDETE ABKUERZUNGEN 195
A.2 VERWENDETE FORMELZEICHEN 197
A.3 VERWENDETE KONSTANTEN 200
B TECHNISCHE DOKUMENTATION 201
B.L MATHCAD-SKRIPT PIEZORESISTIVER EFFEKT 201
B.2 MATHCAD-SKRIPT PIEZO-HALL-EFFEKT BEI KONSTANT-
SPANNUNGS-BIAS 211
B.3 MATHCAD-SKRIPT PIEZO-HALL-EFFEKT BEI KONSTANT-
STROM-BIAS 224
DANKSAGUNG 235
10
|
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| series | Aktuelle Berichte aus der Mikrosystemtechnik |
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| spelling | Peters, Volker Verfasser (DE-588)1051614457 aut Selbstüberwachung und Autokalibrierung von Hall-Sensoren für die robuste Magnetfeldmessung Volker Peters Aachen Shaker 2014 235 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Aktuelle Berichte aus der Mikrosystemtechnik 25 Zugl.: Saarbrücken, Univ., Diss., 2014 Hall-Sonde (DE-588)4298740-4 gnd rswk-swf Automatisches Kalibrieren (DE-588)4343426-5 gnd rswk-swf Messwert (DE-588)4169543-4 gnd rswk-swf Magnetfeldsensor (DE-588)4262432-0 gnd rswk-swf Qualität (DE-588)4047966-3 gnd rswk-swf Selbstüberwachung (DE-588)4552084-7 gnd rswk-swf Messgenauigkeit (DE-588)4138706-5 gnd rswk-swf Echtzeitverarbeitung (DE-588)4151002-1 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Magnetfeldsensor (DE-588)4262432-0 s Hall-Sonde (DE-588)4298740-4 s Selbstüberwachung (DE-588)4552084-7 s Automatisches Kalibrieren (DE-588)4343426-5 s Echtzeitverarbeitung (DE-588)4151002-1 s Messgenauigkeit (DE-588)4138706-5 s Messwert (DE-588)4169543-4 s Qualität (DE-588)4047966-3 s DE-604 Aktuelle Berichte aus der Mikrosystemtechnik 25 (DE-604)BV024617808 25 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=027428310&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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