Factibilidad de integrar split-drain MAGFETs con alta sensibilidad en tecnología CMO

  • Gerard Franz Santillán Quiñonez y Cols.
Palabras clave: MAGFET, split-drain MAGFET, efectos galvanomagnéticos, efecto Hall, magnetorresistencia, sensor magnético.

Resumen

La factibilidad de un Split-Drain MAGFET como sensor magnético ha sido explorada con diversas metodologías, pero sin aprovechar más de un efecto galvanomagnético simultáneamente. Unificando trabajos realizados teórica y experimentalmente, modelos analíticos continuos para la relación entre las fuerzas actuando en la dirección de deflexión y el ángulo de Hall, así como criterios de diseño para incrementar la sensibilidad de un Split-Drain MAGFET son presentados. El análisis propuesto muestra que es posible aprovechar los efectos de deflexión de las líneas de corriente y de magnetorresistencia para incrementar la sensibilidad en un Split-Drain MAGFET. Con un Split-Drain MAGFET con canal considerado como plato de Hall corto, sensibilidades de hasta 59 %/T han sido obtenidas experimentalmente midiendo densidades de flujo magnético desde 90 µT hasta 275 µT. Esto es posible debido a la contribución de los dos efectos galvanomagnéticos considerados. Adicionalmente, un macro modelo SPICE para un Split-Drain MAGFET es propuesto para facilitar su uso en circuitos de mayor complejidad. Con respecto a los resultados experimentales obtenidos, el macro modelo SPICE propuesto tiene un error <1.6 % generando el desbalance entre las corrientes de drenaje. Como un Split-Drain MAGFET es compatible con tecnología CMOS, dominante en circuitos integrados, los resultados obtenidos muestran que es factible usarlo como sensor magnético en sistemas integrados CMOS de alta complejidad, lo cual puede abrir un amplio rango de aplicaciones con bajo costo.

Publicado
2019-01-12
Sección
ARTÍCULOS ORIGINALES

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