НАПІВПРОВІДНИКОВІ СЕНСОРИ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА РОЗЩЕПЛЕНИХ ХОЛЛІВСЬКИХ СТРУКТУРАХ : ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СЕНСОРЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА расщепленной холловских СТРУКТУРАХ

Краткое описание

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

На правах рукопису

МАРУСЕНКОВА ТЕТЯНА АНАТОЛІЇВНА

УДК 621.315.592

НАПІВПРОВІДНИКОВІ СЕНСОРИ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА РОЗЩЕПЛЕНИХ ХОЛЛІВСЬКИХ СТРУКТУРАХ

05.27.01 твердотільна електроніка

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Науковий керівник доктор технічних наук професор Голяка Р.Л.

Львів ‑ 2012

ЗМІСТ

Стор.

ЗМІСТ ........................................................

2

ВСТУП ........................................................

4

РОЗДІЛ1. АНАЛІЗ СУЧАСНОГО СТАНУ РОЗВИТКУ ГАЛЬВАНОМАГ-НІТНИХ СЕНСОРІВ МАГНІТНОГО ПОЛЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ...

11

1.1. Загальна характеристика ...................................

11

1.2. Розщеплені холлівські структури та сенсори на їх основі .......

16

1.3. Математичне моделювання холлівських сенсорів ..............

21

1.4. Калібрування холлівських сенсорів ..........................

24

1.5. Вибір предмету дослідження та постановка задач дисертаційної роботи ......................................................

29

1.6. Висновки до розділу 1 ....................................

38

РОЗДІЛ2. МОДЕЛІ СЕНСОРІВ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА ОСНОВІ РХС

39

2.1. Компоненти інтегрованого моделювання ....................

39

2.2. Синтез SPICE схем заміщення холлівських сенсорів ...........

42

2.2.1. Базові елементи схем заміщення та формальні аналоги .......

42

2.2.2. Cхема заміщення типового холлівського сенсора ............

45

2.2.3. Модельне представлення планарного ефекту ................

51

2.2.4. Модельне представлення магніторезистивної модуляції РХС ...

52

2.3. FEMLAB моделі елементів структур холлівських сенсорів ......

59

2.3.1. Базові рівняння .........................................

59

2.3.2. Використання FEMLAB для моделювання холлівських сенсорів

61

2.3.3 Комплексне застосування FEMLAB і MATLAB ..............

66

2.3.4 Моделювання планарного ефекту Холла ....................

73

2.3.5 Моделювання магніторезистивного ефекту .................

74

2.4. Висновки до розділу 2 ....................................

75

РОЗДІЛ 3. ПАРАМЕТРИЧНИЙ АНАЛІЗ ТА УДОСКОНАЛЕННЯ СЕНСОРІВ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА ОСНОВІ РХС ................

77

3.1. Сенсор на основі РХС з кутовим розміщенням чутливої ділянки .

77

3.1.1. Постановка задачі ......................................

77

3.1.2. Параметричний аналіз..................................

78

3.1.3. Методика дослідження магніторезистивної модуляції ........

82

3.1.4. PSPICE схема заміщення .................................

84

3.1.5. Просторова модель структури ............................

86

3.1.6. Апробація .............................................

91

3.2. Двокоординатний сканер на основі лінійок РХС ..............

93

3.2.1. Постановка задачі .......................................

93

3.2.2. Формування сигналів та еквівалентна схема .................

94

3.2.3. SPICE схема заміщення лінійки РХС .......................

96

3.2.4. FEMLAB модель лінійки РХС .............................

97

3.2.5. Параметричний аналіз 2D-сканера ..........................

101

3.3. Трикоординатний сенсор на основі чотирививідної РХС .........

107

3.3.1. Постановка задачі .......................................

107

3.3.2. Експериментальні дослідження та аналіз проблеми ...........

109

3.3.3. Концепція 3D-сенсорів на основі чотирививідних РХС .........

114

3.3.4. PSPICE схема заміщення 3D-сенсора на основі чотирививідної РХС

116

3.3.5. FEMLAB модель 3D-сенсора на основі чотирививідної РХС ....

121

3.4. Висновки до розділу 4 .....................................

124

РОЗДІЛ 4. КАЛІБРУВАННЯ СЕНСОРІВ НА ОСНОВІ РХС ............

125

4.1. Загальні підходи до калібрування сенсорів на основі РХС .......

125

4.2. Калібрування із застосуванням обертального механізму .........

126

4.3. Калібрування шляхом довільних обертань ....................

138

4.3.1. Калібрування 3D-зондів на основі ортогонально розміщених сенсорів з лінійними польовими характеристиками .................

138

4.3.2. Калібрування 3D-зондів на основі ортогонально розміщених сенсорів з поліноміальними польовими характеристиками .............

142

4.3.3. Калібрування 3D-зондів з кутовим розсуміщенням сенсорів ....

144

4.4. Калібрування 3D-сенсорів на основі чотирививідної РХС ........

148

4.5 Чисельні методи для вирішення задач калібрування..............

149

4.6 Обчислення BX, BY, BZ за вихідними сигналами 3D-сенсора на основі чотирививідної РХС .....................................

150

4.7. Висновки до розділу 4 ......................................

154

РОЗДІЛ 5. СТРУКТУРНО-СХЕМНІ РІШЕННЯ ТА ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СЕНСОРНИХ ПРИСТРОЇВ НА ОСНОВІ РХС.........

155

5.1. Постановка задачі та загальна структурна схема пристроїв на РХС ..

155

5.2. Вибір елементної бази .........................................

157

5.3. Схемні вузли та макетні взірці сенсорних пристроїв на РХС ........

159

5.4. Програмне забезпечення ......................................

168

5.5. Висновки до розділу 5 ........................................

170

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ ..........................

171

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ............................

174

ДОДАТКИ .....................................................

190

ВСТУП. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Характерною ознакою розвитку сучасної твердотільної електроніки є її широке впровадження у техніку вимірювання параметрів зовнішнього середовища мікроелектронну сенсорику. Використовуючи базові фізичні механізми перетворення неелектричних величин в електричні сигнали та конструктивно-технологічні підходи напівпровідникової електроніки, мікроелектронна сенсорика стала домінуючою рушійною силою подальшого розширення функціональних можливостей та підвищення експлуатаційних параметрів інформаційно-вимірювальної техніки, пристроїв автоматики, медичної апаратури, фото- та ві-деотехніки, пристроїв мобільного зв’язку тощо.
Одними з найбільш поширених пристроїв мікроелектронної сенсорики є напівпровідникові гальваномагнітні сенсори магнітного поля. Сфера застосування цих сенсорів охоплює широкий ряд задач від висопрецизійних картографів магнітних полів прискорювачів заряджених частинок та реакторів термоядерного синтезу і до елементарних порогових детекторів просторового положення (магнітного поля малогабаритних магнітів) в пристроях автоматики, зокрема, в контролерах крокових двигунів, приводах дисководів магнітного та оптичного запису інформації, маніпуляторах систем керування портативної інформаційно-обчислюваної техніки. За даними останніх аналітичних оглядів ринок напівпровідникових сенсорів магнітного поля становить декілька мільярдів сенсорів на рік.
Дисертаційна робота присвячена одному з сучасних напрямків розвитку напівпровідникових гальваномагнітних сенсорів мікроелектронним пристроям вимірювання магнітного поля на розщеплених холлівських структурах (РХС). РХС відносяться до більш загального класу сенсорів з розщепленою структурою. Це, зокрема, магнітотранзистори з розщепленим стоком (split-drain) чи розщепленим колектором (split-collector), розвиток яких в галузі інтегральних гальваномагнітних сенсорів за останні десятиліття є доволі значним.
Базова ідея РХС полягає в формуванні інтегрованих структур з використанням лише однієї половини холлівського сенсора (split current Hall device). На відміну від традиційних холлівських сенсорів, РХС не передбачають структурної симетрії, тобто можуть мати практично довільну топологію. Перевагою сенсорів на РХС є менші розміри чутливого елемента, вища просторова роздільна здатність та можливість вимірювати в одній точці простору три проекції (BX, BY, BZ) вектора індукції магнітного поля.
Однак, відсутність структурної симетрії РХС обумовлює їхню проблематику гірші у порівнянні з традиційними холлівськими сенсорами експлуатаційні параметри, зокрема, значний вплив на вихідний сигнал РХС планарних проекцій вектора індукції магнітного поля (паразитна перехресна чутливість), відсутність адаптованих до цих сенсорів математичних моделей, методик калібрування, сигнальних перетворювачів тощо. На вирішення цих проблем спрямована дана дисертаційна робота.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до наукового напрямку наукових досліджень кафедри електронних приладів Національного університету Львівська політехніка”. Основні результати дисертаційної роботи отримані у ході виконання науково-дослідної роботи Мікроелектронні сенсори фізичних величин та електронні сенсорні системи” (№держреєстрації 0107U009412) та були апробовані, зокрема, при створенні апаратно-програмного комплексу VibroMAG модернізованого високопрецизійного вібраційного магнітометра в держбюджетній НДР Оптимізація функціональних властивостей конструкційних матеріалів методами інженерії поверхні з використанням комп’ютерного моделювання” (№держреєстрації 0110U001119).
Мета роботи та завдання досліджень. Метою роботи є подальший розвиток та покращення експлуатаційних характеристик пристроїв вимірювання магнітного поля на основі напівпровідникових РХС.
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:
- провести аналіз сучасного рівня розвитку гальваномагнітних сенсорів, і, зокрема, їх новітнього напряму РХС, та конкретизувати проблематику подальшого покращення експлуатаційних параметрів пристроїв вимірювання магнітного поля на вказаних структурах;
- розробити комплексний підхід математичного моделювання РХС, що охоплює схемний і структурний аналіз і базується на широко визнаних та в достатній мірі уніфікованих спеціалізованих середовищах SPICE, FEMLAB та MATLAB;
- провести параметричний аналіз, математичне моделювання та визначити підходи підвищення експлуатаційних характеристик РХС з кутовим розміщенням чутливої ділянки, двокоординатного сканера на основі лінійок РХС та трикоординатного сенсора на основі чотирививідної РХС;
- визначити особливості та розробити методи калібрування сенсорів магнітного поля на основі РХС;
- розробити сигнальні перетворювачі та програмне забезпечення сенсорних пристроїв вимірювання магнітного поля на основі РХС, що відповідають особливостям цих структур та вимогам до сучасної мікроелектронної техніки.
Об’єктом дослідження є процеси в структурах гальваномагнітних сенсорів та пристроїв вимірювання магнітного поля на їх основі.
Предметом дослідження є структура, математичні моделі, режими роботи та схемотехніка мікроелектронних сенсорних пристроїв на основі РХС.
Методи дослідження: експериментальне дослідження та аналіз гальваномагнітних польових характеристик, математичне та комп’ютерне моделювання фізичних процесів та електронних кіл, модельна аналогія, метод Монте-Карло, метод кінцевих елементів, мікропроцесорна обробка сигналів.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:
1. Вперше показано, що поєднання уніфікованих спеціалізованих середовищ SPICE, FEMLAB та MATLAB забезпечує інтегрований схемно-структурний аналіз параметрів РХС, причому для реалізації схемного моделювання введено та розкрито поняття формальних аналогів SPICE елементів, синтаксис яких забезпечує аналітичний опис функціональних взаємозв’язків між вихідними сигналами холлівських сенсорів, електрофізичними параметрами структури та проекціями вектора індукції магнітного поля на осі РХС.
2.Вперше на основі результатів математичного моделювання та параметричного аналізу експериментальних даних виявлені та досліджені закономірності паразитної магніторезистивної модуляції вихідних напруг РХС; показано, що врахування цих закономірностей в математичних моделях РХС дозволяє в декілька раз підвищити точність вимірювання магнітного поля, зокрема похибка трикоординатного вимірювання магнітного поля в РХС з кутовим розміщенням чутливої ділянки зменшується з ±2% до ±0.3% (при B=1T).
3.Вперше встановлено, що введення коефіцієнтів магніторезистивної модуляції в математичну модель РХС 3D сенсорів магнітного поля дозволяє використовувати немостові схеми вимірювального перетворення, перевагою яких є зменшена вдвічі кількість виводів, а отже спрощена структура лінії передачі сигналу.
4.Отримали подальший розвиток методики калібрування РХС 3D-сенсорів, в яких на основі математичного аналізу параметрів калібрування з фіксованим та довільним обертанням РХС в магнітному полі, встановлені закономірності між кількістю вимірювань та точністю калібрування.
Практичне значення одержаних результатів. В ході виконання дисертаційної роботи отримано такі практичні результати:
1. Розроблено комплексну методику математичного моделювання РХС, що охоплює схемний та структурний аналіз та базується на інтегруванні уніфікованих спеціалізованих середовищ SPICE, FEMLAB та MATLAB ‑ в середовищі SPICE проводять аналіз РХС зі схемотехнічної точки зору та оптимізацію схем формування сигналів, в середовищі FEMLAB ‑ структурний електрофізичний аналіз та оптимізації конструкції сенсорів, а в середовищі MATLAB математичне оброблення результатів моделювання та формування взаємозв’язків між SPICE та FEMLAB.
2. Створені математичні моделі схемного та структурного аналізу РХС з кутовим розміщенням чутливої ділянки, двокоординатного сканера на основі лінійок РХС та трикоординатного сенсора на основі чотирививідної РХС.
3. Розроблена методика дослідження паразитної магніторезистивної модуляції РХС планарними проекціями вектора індукції магнітного поля, що дозволяє дати кількісну характеристику вказаної модуляції, і тим самим, в декілька разів зменшити похибку вимірювання магнітного поля, зокрема в 3-D зонді на основі РХС з кутовим розміщенням чутливої ділянки похибка вимірювання зменшується з 2% до 0,3%.
4. Розроблені методики калібрування сенсорів магнітного поля на основі РХС з фіксованим та довільним поворотом 3D-зондів в магнітній мірі та програмне забезпечення для реалізації цих методик.
5. Розроблені та виготовлені схемні вузли та макетні взірці сигнальних перетворювачів сенсорних пристроїв вимірювання магнітного поля на основі РХС, що відповідають особливостям цих РХС та вимогам до сучасної мікроелектронної техніки, і зокрема, базуючись на новому поколінні мікроелектронної елементної бази (AD8551/2/4, ADG736, ADuC841, ADuC834) та синхронному детектуванні сигналу, забезпечують невідтворюваність сигналу на рівні 0,25% (ADuC841) та 0,0025% (ADuC834), відповідно.
6. Створено комплекс програмного забезпечення для аналізу результатів вимірювання, калібрування сенсорних пристроїв та керування режимами роботи сигнальних перетворювачів цих пристроїв.
Особистий внесок здобувача. Основні результати дисертаційної роботи отримані автором особисто. Постановка задачі досліджень, вибір об’єктів і методів дослідження здійснювалися разом з науковим керівником. Автор самостійно провів огляд і аналіз літературних джерел, розробив математичні моделі РХС, методи їх калібрування, розробив програмне забезпечення, розробив та дослідив параметри ряду макетів сигнальних перетворювачів сенсорних пристроїв вимірювання магнітного поля. У працях зі співавторами публікацій автором дисертаційної роботи були: визначені проблеми подальшого розвитку РХС, запропоновані методики дослідження параметрів РХС та проведено їх аналіз, розроблені SPICE схеми заміщення та структурні FEMLAB моделі, запропоновані базові рішення покращення параметрів сенсорних пристроїв на РХС та їх калібрування, проведено макетування та дослідження висвітлених у розділі 5 дисертаційної роботи сигнальних перетворювачів, розроблено програмне забезпечення керування сигнальними перетворювачами та аналізу результатів вимірювання магнітного поля.
Апробація результатів дисертації. Основний зміст і результати роботи доповідались та обговорювались на: Х (TCSET’ 2010) та ХI TCSET’ 2012) Міжнародних конференціях Сучасні проблеми радіоелектроніки, телекомунікацій, комп’ютерної інженерії”, Львів-Славське; ХІ-ої Міжнародній науково-практичній конференції СИЭТ-2010”; Warsztaty Doktoranckie WD2010, 2010; Х Міжнародній науково-технічній конференції Проблеми інформатики та моделювання”, Ялта, 2010; ХІ Міжнародній науково-технічній конференції CADSM Досвід розробки та застосування приладо-технологічних САПР в мікроелектроніці”, Львів-Поляна, 2011; ІІ Всеукраїнській науково-практичній конференції «Системний аналіз. Інформатика. Управління», Запоріжжя, 2011; ХХХІ (2011) та ХХХІI (2012) Міжнародних наукових конференціях «Електроніка та нанотехнології» ELNANO , Київ, КПІ; VII (2011) та VIII (2012 р) Міжнародних конференціях MEMSTECH Перспективні технології і методи проектування МЕМС”, Поляна; ХІХ (2011) та ХХ (2012) Міжнародних науково-практичних конференціях «Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я», Харків, НТУ «ХПІ»; 1-ій Всеукраїнській науково-практичній конференції «Фізико-технологічні проблеми радіотехнічних пристроїв, засобів телекомунікацій, нано- та мікроелектроніки», Чернівці, 2011; XIII (2010), XIV (2011) та XV (2012) відкритих науково-технічних конференціях Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки Національного університету «Львівська політехніка».
Публікац

Список литературы

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі вирішено комплекс наукових та практичних задач подальшого розвитку та покращення експлуатаційних характеристик пристроїв вимірювання магнітного поля на основі напівпровідникових РХС. Основні результати роботи полягають у наступному:
1.Показано, що новим напрямком розвитку гальваномагнітних сенсорів є РХС, базова ідея яких полягає в формуванні інтегрованих структур з використанням лише однієї половини холлівського сенсора, забезпечуючи тим самим вищу просторову роздільну здатність та можливість вимірювати в одній точці простору три проекції (BX, BY, BZ) вектора індукції магнітного поля. Створення сенсорів на РХС передбачає вирішення комплексу задач, основними з яких є: по-перше, більш детальний аналіз ефектів, що виникають в РХС, і зокрема, комбінація холлівського та магніторезистивного ефектів; по-друге, розробка більш складних (специфічних) математичних моделей сенсорів на основі РХС; по-третє, удосконалення методик калібрування сенсорів з врахуванням комбінації холлівського та магніторезистивного ефектів; і, по-четверте, реалізація більш досконалих методів та схем сигнального перетворення, які б дозволяли відокремити корисну складову сигналу від його паразитних складових та шумів.
2.Вперше запропоновано комплексний підхід математичного моделювання РХС, що охоплює схемний та структурний аналіз та базується на уніфікованих спеціалізованих середовищах SPICE, FEMLAB та MATLAB. В середовищі SPICE проводять аналіз РХС зі схемотехнічної точки зору та оптимізацію схем формування сигналів, в середовищі FEMLAB ‑ структурний електрофізичний аналіз та оптимізацію конструкції сенсорів, а в середовищі MATLAB математичне оброблення результатів моделювання та формування взаємозв’язків між SPICE та FEMLAB. Введено та розкрито поняття формальних аналогів ‑ SPICE елементів, синтаксис яких забезпечує аналітичний опис функціональних взаємозв’язків між вихідними сигналами холлівських сенсорів, електрофізичних параметрів структури та проекцій вектора індукції магнітного поля на осі РХС.
3.На основі проведеного параметричного аналізу експериментальних даних та математичного моделювання визначені основні причини неідеальності експлуатаційних характеристик РХС з кутовим розміщенням чутливої ділянки, двокоординатного сканера на основі лінійок РХС та трикоординатного сенсора на основі чотирививідної РХС. Встановлено, що на відміну від традиційних холлівських сенсорів, несиметрія чутливих ділянок РХС призводить не лише до зростання синфазної складової сигналу ‑ напруги зміщення (off-set), але і до значного зростання нелінійності функції перетворення та паразитної перехресної чутливості 3D-сенсорів магнітного поля. Вперше показано, що:
- зменшення паразитного впливу планарних проекцій поля в структурі з кутовим розміщенням чутливої ділянки забезпечується допоміжним електродом, який формується в кутовій ділянці РХС та вирівнює в ній траєкторію проходження струму;
- підвищення точності вимірювання магнітного поля двокоординатним сканером забезпечується введенням в структуру сканера допоміжного сенсора, який вимірює паралельну до напрямку проходження струму в РХС проекцію вектора магнітного поля.
Сформульована концепція побудови 3D-сенсорів магнітного поля на основі немостових схем вимірювального перетворення, що дозволяє вдвічі з восьми до чотирьох зменшити кількість виводів сенсорів, і тим самим, вдвічі збільшити інформативність багатоканальних сканерів магнітного поля з обмеженою кількістю сигнальних ліній.
4.Розроблені методики калібрування сенсорів магнітного поля на основі РХС з фіксованим та довільним поворотом 3D-зондів в магнітній мірі та програмне забезпечення для реалізації цих методик, зокрема, у варіантах: ортогонального розміщення РХС з лінійними польовими характеристиками, ортогонального розміщення РХС з польовими характеристиками на основі поліномів другого степеня та кутового розсуміщення РХС.
5.Розроблені та виготовлені схемні вузли та макетні взірці сигнальних перетворювачів сенсорних пристроїв вимірювання магнітного поля на основі РХС, що відповідають особливостям цих РХС та вимогам до сучасної мікроелектронної техніки, і зокрема, базуючись на новому поколінні мікроелектронної елементної бази (AD8551/2/4, ADG736, ADuC841, ADuC834) та синхронному детектуванні сигналу, забезпечують невідтворюваність сигналу на рівні 0,25% (ADuC841) та 0,0025% (ADuC834), відповідно. Створено комплекс програмного забезпечення для аналізу результатів вимірювання, калібрування сенсорних пристроїв та керування режимами роботи сигнальних перетворювачів цих пристроїв. Розроблені пристрої були використані, зокрема, при створенні апаратно-програмного комплексу VibroMAG модернізованого високопрецизійного вібраційного магнітометра в держбюджетній НДР Оптимізація функціональних властивостей конструкційних матеріалів методами інженерії поверхні з використанням комп’ютерного моделювання” (№держреєстрації 0110U001119).

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1.Vetelino J. Introduction to Sensors / J. Veletino, R. Aravind. CRC Press, 2010. 208P.
2.Wilson J.S. Sensor technology handbook / J.S. Wilson. Newnes, 2005. 691 p.
3. Fraden. J. Handbook of modern sensors: Physics, design, and applications. / J. Fraden. Springer, 2004. 580 p.
4.Ripka P. Magnetic sensors and Magnetometers / P. Ripka. Artech House, 2001. 511 p.
5. Popovic R.S. Hall Effect Devices / R.S Popovich. 2nd ed. USA, Bristol and Philadelphia, Adam Hilger, 2004. 307 p.
6.Мікроелектронні сенсорні пристрої магнітного поля: монографія / [Готра З.Ю. та ін.]; за ред. З.Ю. Готри. Л.: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2001. 412c.
7.Вуйцік В. Мікроелектронні сенсори фізичних величин. В 3 т. Т. 1 / В. Вуйцік [та ін.] // За ред. З.Ю. Готри. ‑ Л.: Ліга-Прес, 2002. 474 с.
8.Кучис Е.В. Гальваномагнитные эффекты и методы их исследования / Е.В.Кучис. М.: Наука, 1990. 326с.
9.Егизарян Г.А., Стафеев В.И. Магнитодиоды, магнитотранзисторы и их применение / Г.А.Егизарян, В.И.Стафеев. М.: Радио и связь, 1987. 88с.
10. Roumenin Ch. S. Magnetic sensors continue to advance towards perfection // Sensors and Actuators. 1995. A 46-47. PP.273279.
11.Lenz J. Magnetic Sensors and Their Applications / James Lenz, Alan S. Edelstein // IEEE Sensors journal. 2006. Vol. 6, No. 3. PP. 631649.
12.Sherman J.T. Characterization of a Novel Magnetic Tracking System / Jason T. Sherman, Jonathan K. Lubkert, Radivoje S. Popovic, Mark R. DiSilvestro // IEEE Transactions on magnetics. 2007. Vol. 43, No. 6. PP. 27252727.
13.Sanfilippo S. A Strategy for Series Magnetic Measurements of the LHC Magnets / S.Sanfilippo, L.Bottura, L.Walckiers // Twelfth international magnet measurement workshop ESRF, October 14. 2001. Grenoble, FRANCE, 2011.
14.Robust Algorithm for a Noncontact Single Chip Input Device With Four Degrees of Freedom / H. Zangl [et alias] // IEEE Sensors journal. 2008. Vol. 8, No. 10. PP. 1648-1655.
15. Tracking system with five degrees of freedom using a 2D-array of Hall sensors and a permanent magnet / V.Schlageter [et alias] // Eurosensors XIV: 14th European Conference on Solid-State Transducers, 2000: Proceedings. Copenhagen, Denmark, 2000. P.679682.
16. Schott Ch.: Microsystem for High Accuracy 3D Magnetic Field Measurement / Ch. Schott, D. Manic, and R. S. Popovic // Eurosensors XI, September, 1997: Proceedings. Warsaw, Poland, 1997.
17. Three-Axis Teslameter With Integrated Hall Probe / D.R. Popovic [et alias] // IEEE Transactions on instrumentation and measurement. 2007. Vol. 56. N. 4. PP. 13961402.
18. Three-axis teslameter with integrated hall probe free from the planar hall effect / D.R. Popovic [et alias] // Instrum. Measurement Technol. Conf. (IMTC), Apr. 2427, 2006: Proceedings. Sorrento, Italy, 2006.
19. Bell Technologies Inc. [Електронний ресурс]. Режим доступу: www.fwbell.com
20.AKEMD [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.akm.com.
21.Steiner R., Haberli A., Steiner F., Baltes H. Offset reduction in Hall devices by continuous spinning current method / R. Steiner, A. Haberli, F. Steiner, H. Baltes // Solid State Sensors and Actuators. Transducers: International Conference, 16-19 June 1997. Chicago, 1997: Proc.. Vol. 1. P. 381384.
22.Yue Hu, Wen-Rong Yang . CMOS Hall Sensor Using Dynamic Quadrature Offset Cancellation. 1-4244-0161-5/06/©2006 IEEE.
23.Bilotti A. Monolithic magnetic Hall sensor using dynamic quadrature offset cancellation / A. Bilotti, G. Monreal, R. Vig // IEEE Journal of Solid-State Circuits. 1997. Volume: 32. Issue: 6. PP. 829836.
24.Ausserlechner U. Compensation of the Piezo-Hall Effect in Integrated Hall Sensors on (100)-Si / Udo Ausserlechner, Mario Motz, Michael Holliber // IEEE Sensors journal. 2007. Vol. 7, No. 11. PP. 14751482.
25.HAL810 Programmable Linear Hall Effect Sensor. Micronas GmbH [Electronic source]. Режим доступу: www.micronas.com.
26.New Magnetic Field Sensor Based on Combined Flux-Gate/Hall-Effect Arrangement / Chris Petridis [et alias] // IEEE Sensors journal. 2009. Vol. 9, No. 2. PP.128-134.
27.Lowpower 2-D fully integrated CMOS fluxgate magnetometer / P.M. Drljaca // IEEE Sensors J. 2005. Vol. 5. PP. 909915.
28.Luo R. C. Multisensor fusion and integration: Approaches, applications, and future research directions / R. C. Luo , C.-C. Yih, K. L. Su // IEEE Sensors J. 2002. Vol. 2, No. 2. PP. 107119.
29.Popovic R.S. CMOS Magnetic Sensors with Integrated Ferromagnetic Parts / R.S. Popovic, P.M.Drljaca, P. Kejik // Sensors and Actuators. 2006. A 129. PP. 94-99.
30.Field Magnetometry Using Novel InGaAs-AlGaAs-GaAs Two Dimensional Electron Gas (2DEG) Hall Effect Sensors. Advanced Hall Sensors (AHS) Ltd. [Electronic source]. Режим доступу: http://www.ahsltd.com.
31.Morvic J. Planar Hall effect in Hall sensors made from InP/InGaAs heterostructure / J. Morvic, J. Betko // Sensor & Actuators. 2005. A Phys., vol. 120, no. 1. PP. 130133.
32.Measurement of Planar Hall Effect in the VHS. Application note 003. [Electronic source]. Режим доступу: www.sentron.com.
33.Temperature Stable Hall Effect Sensors / Dale L. Partin [et alias] // IEEE Sensors journal. 2006. Vol. 6, No. 1. PP. 106110.
34.Bolshakova I. Ways of providing radiation resistance of magnetic field semiconductor sensors / I. Bolshakova [et alias] // Radiation Physics and Chemistry. 2001. Vol.61. P. 743745.
35.Bolshakova I. Novel approaches towards the development of Hall sensor-based magnetometric devices for charged particle accelerators / I.Bolshakova, R.Holyaka, C.Leroy // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2002. Vol.12, №1. P. 16551658.
36.Kumada M. Development of high field permanent magnet / M. Kumada [et alias] // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2002. Vol.12, №1. P. 129-132.
37.Bolshakova I. High precision mapper for cyclotron magnet / I. Bolshakova [et alias] // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2004. Vol.14. №2. P.18181821.
38.Bolshakova I. Hall sensor-based devices for magnetic field diagnostics at fusion reactors / I. Bolshakova [et alias] // Book of Abstracts of 6th European magnetic Sensors & Actuators Conference (EMSA’06) Bilbao (Spain) 2006. P.37. Режим доступу: http://www.ehu.es/emsa/doc/ EMSA2006_book_of_abstracts_ full.pdf Proceedings in Sensor letters
39.Большакова І.А. Магнітометри для екстремальних умов експлуатації
/ І.А.Большакова, Р.Л.Голяка // Управляющие системы и машины (УСиМ). 2001. №2. С.4649.
40.Большакова І.А. Гальваномагнітні пристрої для реакторів термоядерного синтезу: основні підходи / І.А.Большакова, Р.Л.Голяка, В.Є.Єрашок // Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Електроніка. 2005. №532. С.314.
41.Большакова І.А. Пристрій картографування магнітного поля циклотронних магнітів на основі матриць холлівських сенсорів / І.А.Большакова, Р.Л.Голяка, В.Е.Єрашок // Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки. 2005. №542. С.4552.
42.Popovic R.S. Integrated Hall-Effect Magnetic Sensors / R.S. Popovic, Z. Randjelovic, D. Manic // Sensors and Actuators. 2001. A 91. PP. 4650.
43.Multi-axis integrated hall magnetic sensors / Popoviс R.S. [et alias] // Nuclear Technology & Radiation Protection. 2007. №2. PP.2028.
44.Popovic R.S. Not-Plate-Like Hall Magnetic Sensors and Their Applications // Sensors and Actuators. 2000. 85. PP. 917.
45.Reymond S. True 2-D CMOS Integrated Hall Sensor / S. Reymond, P.Kejik, R.S. Popovic // Book of abstracts of IEEE Sensors 2007 Conference, October 28-31, 2007. Atlanta, Geo., USA, 2007. PP. 860 863.
46. High Accuracy Analog Hall Probe, Conference on Precision / Ch. Schott [et alias] // Electromagnetic Measurement, June 17-20, 1996. Braunschweig, Germany, 1996.
47.Effective vertical Hall effect device with compensated systemstic offset / M. Stahl-Offergeld [et alias] // Eurosensors: XX Conf., Sep. 1720, 2006: Proc. Prague, 2006. vol. 2. PP. 202203.
48. Roumenin C. A novel parallel-field Hall microsensor / C. Roumenin, D. Nikolov, A. Ivanov // Eurosensors XVI,. Sep. 1518, 2002: Proc. Digest Tech. Papers. Prague, 2002. PP. 545548.
49.Sung G. Interaction between magnetoresistor and magnetotransistor in the longitudinal and folded vertical Hall devices // IEEE Sensors journal. 2004. Vol. 4, no. 6. PP. 749758.
50. Sung G.M. Interaction between Magnetoresistor and Magnetotransistor in the Two-dimensional Folded Vertical Hall Devices // PIERS Proceedings, March 24-28. 2008. Hangzhou, China, 2008. PP.116120.
51.First vertical Hall device in standard 0.35 mm CMOS technology / J. Pascal [et alias] // Sensor and Actuators. 2008. A: Phys. Vol. 147. PP. 4146.
52. Pascal J. A vertical Hall device in standard sub-micronic CMOS technology / J. Pascal, L. Hebrard, V. Frick, J. P. Blonde // Proc. of XX Eurosensors Conf., Sep. 1720. 2006. Vol. 2. PP. 216217.
53.Enrico Schurig. Highly sensitive vertical Hall sensors in CMOS technology. Thèse No 3134. Diplom-Physiker, Martin-Luther-Universität, Halle-Wittenberg, Allemagne et de nationalité allemande. Lausanne, EPFL. 2005. 210 P.
54.Paranjape M. A 3-D vertical Hall magnetic field sensor in CMOS technology / M. Paranjape, I. Filanovsky, L. Ristic // Sensors and Actuators. 1992. A. 34. PP. 9 14.
55. Roumenin C. S. Three-contact parallel-field Hall Devices ‑ the sensors with minimal design complexity / C. S. Roumenin, S. V. Lozanova // Book of Abstract. Eurosensors XX. 2006. Vol. II. PP. 212 213.
56.Lozanova S.V. Parallel-Field Silicon Hall Effect Microsensors With Minimal Design Complexity / Siya V. Lozanova, Chavdar S. Roumenin // IEEE Sensors journal. 2009. Vol. 9, No. 7. PP. 761 768.
57.Большакова І.А. Тонкоплівковий гальваномагнітний 3-D сенсор / І.А. Большакова [та ін.] // Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Електроніка. 2006. №558. С.3542.
58.Rodríguez-Torres R. Analysis of Split-Drain MAGFETs / Rodrigo Rodríguez-Torres, Edmundo A. Gutiérrez-Domínguez, Robert Klima // IEEE Transactions on electron devices. 2004. Vol. 51, No. 12. PP. 2237 2245.
59.Garcıa-R P.J. An on-chip magnetic probe based on MOSFET technology / P.J. Garcıa-R, J. Martinez-C. // Revista Mexicana Defisica. 2010. 56 (5). PP. 423429.
60.Ristic L. 3-D Magnetic Field Sensor Realized as a Lateral Magnetotransistor in CMOS Technology / L. Ristic, M. Doan, M. Paranjape // Sensors and Actuators. 90, A21-A23. PP. 770775.
61.Kordic S. Integrated 3-D Magnetic Sensor Based on an n-p-n Transistor // IEEE Electron Device Lett. 1986. №7. PP. 196198.
62.ГотраЗ. Розробка та дослідження латеральних двоколекторних магнетотранзисторів / З.Готра, Р.Голяка, М.Гладун // Вісник ДУ "Львівська політехніка". Електроніка. 1998. №357. С.2430.
63.Козлов А. В. Исследование и разработка двухколлекторного биполярного магнитотранзистора с повышенной магниточувствительностью: дис. канд. техн. наук: 05.27.01 / Козлов А.В.. М., 2009. 228 с.
64.Senis [Electronic source]. Режим доступу: http://www.senis.ch.
65. Optimization of an novel split current Hall device by numeric modeling / J. G. Korvink [et alias] // European Solid-State Research Conference ESSDERC. 1995. Den Haag, The Netherlands. PP. 76-70.
66.Большакова І.А. Об'ємне моделювання процесів у холлівських пластинах в сильно неоднорідних магнітних полях / І.А.Большакова, А.П.Бондарєв, Р.Б.Тихонюк // Вісник ДУ "Львівська політехніка". Електроніка. 2000. № 397. С.101107.
67.Modeling of magnetic-field sensitive devices using circuit simulation tools / T. Salim [et alias] // Solid-State Sensor and Actuator Workshop: 5th Technical Digest., IEEE. 2002. Hilton Head Island, SC , USA. PP. 9497.
68.Christoph Maier. Equivalent circuit models and interface circuit for CMOS microsensors. Thesis for degree of Doctor of Technical Science. No. 13532. Physical Electronics Laboratory ETH Zurich. 2000. http://home.earthlink.net/~christophmaier /CM/PhD.pdf
69.Karl Riedling. A nonlinear simulation model for integrated Hall devices in CMOS silicon technology. 0-7803-7634-X/02/ ©2002 IEEE.
70.Christoph Maier. CMOS Circuits for magnetic microsensors based on simple sensor models. 2000. Physical Electronics Laboratory ETH Zurich. 2000. 247 P. http://home.earthlink.net/~christophmaier/CM/PhD.pdf
71.Pham H. H. Compact MEMS-SPICE modeling / H. H. Pham, A. Nathan // Sensor and Materials. 1998. Vol. 10, No. 2. PP. 6375.
72. SPICE model for mechanically stressed devices-circuit simulation / C. Maier [et alias] // Proc. of IEEE International Symposium on Circuits and System. 2008. Vol. 6. PP. 405 408.
73.The syntesis of mathematical model for magnetotransistor using PSICE software / R. Holyaka [et alias] // Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки. 2002. №458. С. 116120.
74.Голяка Р.Л. Схеми заміщення магнітодіода для SPICE” / Р.Л.Голяка, З.Ю.Готра, М.Р.Гладун // Вісник НУ „Львівська Політехніка”.Електроніка. 2002. №455. С.7074.
75.Calandra E.F. Introduction to PSPICE Using ORCAD for Circuits and Electronics // Circuits and Devices Magazine, IEEE. 2005. Vol. 21. № 5. PP. 2627.
76.Micro-Cap 7.0, 8.0, 9.0 Electronic Circuit Analysis Program. Reference Manual. Spectrum Software. 2001, 2005, 2008. [Електронний ресурс]. Режим доступу: www.spectrum-soft.com.
77.Femlab 2.3. Руководство пользователя (перевод с английского с редакторской правкой В.Е.Шмелева): [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://matlab.exponenta.ru/femlab/book1/1_1_5.php.
78.COMSOL (FEMLAB) TUTORIAL : [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://tutorial6.com/c/comsol-%28femlab%29-tutorial-comsol-multiphysics-%28formerly-femlab-how-e228.
79. Богуславский. И.А. Полиномиальная аппроксимация для нелинейных задач оценивания и управления /И.А. Богуславский. М.:Физматлит. 2006. 208 с.
80.Миловзоров Г. В. Программно-управляемые системы генерирования вращающихся магнитных полей / Миловзоров Г. В. [и др.] // Вестник УГАТУ. т. 14, № 1 (36). 2010. С. 5661
81.Scalar calibration of vector magnetometers / J. M. G. Merayo [et alias] // Meas. Sci. Technol. 2000. № 11. PP. 120132.
82.Calibration of flux-gate magnetometers using relative motion / H U Auster [et alias] // Meas. Sci. Technol. 2002. №13. PP. 11241131.
83. Magnetic calibration of vector magnetometers: linearity, thermal effects and stability / Brauer P. [et alias] // Workshop on Calibration of Space-Borne Magnetometers, Institute of Geophysics and Meteorology, Technical University of Braunschweig, submitted to ESA-SP 2000.
84.Merayo, J.M.G., P. Brauer, F. Primdahl, J.R. Petersen, O.V. Nielsen. Scalar calibration of vector magnetometers. Meas. Sci. Technol., 11, 2000. PP.120-132,
85. Bracken R. E. Calibrating a Tensor Magnetic Gradiometer Using Spin Data / Robert E. Bracken, David V. Smith, Philip J. Brown [Electronic source] // Scientific Investigations Report. 2005. 5045 p. Режим доступу: http://pubs.usgs.gov/sir/2005/5045/
86. KorepanovV. Calibration system for vector DC magnetometers / V.Korepanov, E. Klimovich, K. Pajunpaa // New measurements challenges and visions: XIV IMECO World Congress, 1997: Proceedings. Tampere, Finland, 1997. PP.97102.
87. KorepanovV. new INTERMAGNET standard magnetometer: realization problems and tests results / V. Korepanov, A. Marusenkov, J. Rasson // European Magnetic Sensors & Actuators Conference, 2008. Caen, France, 2008. P. 152.
88.Батраков А.М. Прототип быстродействующей системы с датчиками Холла для измерения многополюсных магнитных элементов / Батраков А.М., Воблый П.Д., Фатькин Г.А. Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. 2009. 36 с. (Препринт).
89.Pastre M. A Hall Sensor Analog Front End for Current Measurement With Continuous Gain Calibration [electronic source] / Marc Pastre, Maher Kayal, Hubert Blanchard // IEEE Sensors journal. 2007. Vol. 7, No. 5. PP. 860p 867. Режим доступу: http://ieeexplore.ieee.org.
90.Пат. GB2427700 The UK, G1U U1S Int Cl G01R 35/00 (2006.01) G01R 33/07 (2006.01). Magnetic field measurement with continuous calibration. Priorities: [UA200506331 29 Jun 2006] / Bolshakova I., Holyaka R. (Ukraine) GB0518433.8; Заявлено 09.09.05; Опубл. 03.01.07, Patents and Designs Journal No.6137. 10 p.
91.Пат. FR 2887 991 France, Int Cl G 01 R 33/06 (2006.01) Procede de mesure du champ magnetique quasi-statique. Priorite: [29.06.06 UA 200506331]/ Bolshakova I., Holyaka R. (Ukraine) 05 08903; Заявлено 31.08.05; Опубл. 05.01.07, Bulletin 07/01. 10 p.
92.БольшаковаИ.А. Способ коррекции характеристик магнитометрических устройств для радиационных условий эксплуатации / И.А.Большакова, Р.Л.Голяка // Известия ВУЗов. "Радиоэлектроника". 2000. Т. 43, № 9. С. 45 50.
93.Большакова И.А. Функционально интегрированный магнитометрический преобразователь / И.А.Большакова, Р.Л.Голяка // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2000. № 4. С.4042.
94.Большакова І.А. Функціонально-інтегрований магнітометричний перетворювач / І.А.Большакова, Р.Л.Голяка // Технології створення перспективних комп'ютерних засобів та систем з використанням новітньої елементної бази: Зб. наукових праць НАН України. Київ: Ін-т кібернетики ім. В.М. Глушкова, Наук. рада НАН України з пробл. "Кібернетика", 2000. С.149 154.
95.Вимірювальний перетворювач магнітного поля: патент 72824 України, МПК G01R 33/06, Н01L 43/10 / Большакова І.А., Голяка Р.Л. № 2003032789; заявл. 31.03.2003, опубл. 15.04.2005, Бюл. №4.
96.Вимірювальний перетворювач магнітного поля: патент 72825 України, МПК G01R 33/06, Н01L 43/10 / Большакова І.А., Голяка Р.Л. № 2003032790; заявл. 31.03.2003, опубл. 15.04.2005, Бюл. №4.
97.Вимірювальний перетворювач магнітного поля: патент 72826 України, МПК G01R 33/06, Н01L 43/10 / Большакова І.А., Голяка Р.Л. № 2003032791; заявл. 31.03.2003, опубл. 15.04.2005, Бюл. №4.
98.Вимірювальний перетворювач магнітного поля: патент 72831 України, МПК G01R 33/06, Н01L 43/10 / Большакова І.А., Голяка Р.Л. № 2003065531; заявл. 13.06.2003, опубл. 15.04.2005, Бюл. №4.
99.Вимірювальний перетворювач магнітного поля: патент 72832 України, МПК G01R 33/06, Н01L 43/10 / Большакова І.А., Голяка Р.Л. № 2003065533; заявл. 13.06.2003, опубл. 15.04.2005, Бюл. №4.
100.Аналогова мікросхемотехніка вимірювальних та сенсорних пристроїв / [за ред. З.Готри, Р.Голяки]. — Львів: Вид. Державного університету "Львівська політехніка", 1999. — 364 с.
101.Schmalzel J.L. Sensors and signal conditioning / J.L.Schmalzel, D.A.Rauth // Instrumentation & Measurement Magazine, IEEE. 2005. Vol. 8. № 2. PP. 4853.
102.Brignell J. Intelligent Sensor System / John Brignell, Neil While. Institute of Physics Publishing Bristol and Philadelphia, IOP Publishing, 1996.
103.Ayazifar B. Can we make signals and systems intelligible, interesting, and relevant? // Circuits and Systems Magazine, IEEE. 2009. Vol. 9, № 1. PP. 1618.
104.Dvorkind T. G. Robust and Consistent Sampling / T. G.Dvorkind, Y. C. Eldar // Signal Processing Letters, IEEE. 2009. Vol. 16. № 9. PP. 739742.
105.Treichler J. Signal processing: A view of the future, part 1 // Signal Processing Magazine, IEEE. 2009. Vol. 26. № 2. PP. 116120.
106.CMOS 3V/5V Wide Bandwidth Quad 2:1 Mux ADG774. [Електронний ресурс]: Режим доступу http://www.analog.com.
107.General-Purpose CMOS Rail-to-Rail Amplifiers AD8541/42/44. Data sheet. [Електронний ресурс]: Режим доступу http://www.analog.com.
108.Zero-Drift Single-Supply Rail-to-Rail Input/Output Operational Amplifier AD8551/52/54. Data sheet. [Електронний ресурс]: Режим доступу http://www.analog.com.
109.ADuC812 MicroConverterÒ, Multichannel 12-Bit ADC with Embedded Flash MCU. Analog Devices, Inc. 2001. Режим доступу http://www.analog.com.
110.FT232R USB UART I.C. Datasheet. Future Technology Devices International Ltd. 2005. [Електронний ресурс] Режим доступу www.ftdichip.com/ Products/.
111.Нові конструкції напівпровідникових тонкоплівкових 3-D сенсорів магнітного поля /І.А.Большакова, Р.Л. Голяка, О.Ю. Макідо, Т.А. Марусенкова // Электроника и связь. 2009. № 2-3. С. 610.
112.Сенсорні пристрої магнітного поля на сенсорах Холла з розщепленою структурою /І.А.Большакова, Р.Л.Голяка, А.П.Мороз, В.Е.Єрашок, Т.А.Марусенкова // Електроніка. Вісник Національного університету „Львівська політехніка”. 2009. № 646. С. 38 46.
113.Готра З.Ю. Метод калібрування сенсорів магнітного поля на розщеплених холлівських структурах /З.Ю.Готра, Р.Л.Голяка, Т.А.Марусенкова // Вісник НТУ «ХПІ». Тематичний випуск: Інформатика та моделювання. 2010. №31. С.74 79.
114.Завадостійкий сигнальний перетворювач на базі синхронного детектора / З.Ю.Готра, Р.Л.Голяка, О.З.Готра, І.І.Гельжинський, Т.А.Марусенкова // Вимірювальна техніка та метрологія. 2010. №71. С.110117.
115.Signal transducers of capacitive microelectronic sensors / Z.Hotra, R.Holyaka, T.Marusenkova, J.Potencki // Electronika. Rzeszow. Poland. 2010. №8. PP.129132.
116.Большакова І.А. Польова характеристика сенсорів магнітного поля на розчеплених холлівських структурах /І.А.Большакова, Р.ЛГоляка, Т.А.Марусенкова // Електроніка