Richi´s Lab

HFO B461G - Magnetschalter mit Hallsensor

B461

Der B461G ist ein vom Halbleiterwerk Frankfurt Oder (HFO) produzierter Magnetfeldschalter, der auf dem Halleffekt basiert.

Die Zeichen R5 stehen für eine Fertigung im Mai 1983.

 

B461 Blockschaltbild

Das Datenblatt enthält ein Blockschaltbild, dass den inneren Aufbau des B461G zeigt. Das umgebende Magnetfeld erzeugt in einem Halleffektsensor eine Spannung. Ein Differenzverstärker wertet diese Spannung aus und steuert einen Open-Kollektor-Ausgang. Der Trigger-Block bildet wahrscheinlich einen Schmitt-Trigger, der für ein sauberes Schaltverhalten sorgt. Das Blockschaltbild beinhaltet außerdem eine interne Spannungsversorgung, die über den Pin 3 aktiviert werden kann.

 

B461 Verguss

Das im Gehäuse enthaltene Die ist mit einem Gelverguss geschützt.

 

B461 Die

B461 Die

Die Abmessungen des Dies betragen 1,7mm x 1,5mm. Das mittig platzierte Halleffekt-Sensorelement ist deutlich zu erkennen.

 

B461 Die Detail

B461 Die Detail

In der oberen linken Ecke des Dies ist die Typbezeichnung mit den vorangestellten Zahlen 01 abgebildet. Anscheinend handelt es sich um den ersten Revisionsstand des Designs. Dafür sprechen auch die Revisionszähler der sieben abgebildeten Masken.

 

B461 Funktion

Die sofort zu erkennende quadratische Metallfläche stellt nicht den eigentlichen Magnetfeldsensor dar. Die durch den Halleffekt erzeugte Spannung wird in der Siliziumschicht bestimmt. Die metallene Fläche dient höchstwahrscheinlich als Abschirmung gegen elektrische Felder.

Von rechts unten wird dem Hallsensor direkt das Versorgungspotential zugeführt (dunkelrot). Der Strom fließt zur Kante links unten und dort in die darunter liegende, weiß markierte Siliziumfläche. An der Kante oben rechts fließt der Strom aus der Siliziumfläche heraus (dunkelblau) und über die Metalllage und einen Transistor zum Massepotential. Der Transistor regelt den Stromfluss durch den Hallsensor.

In der Siliziumfläche herrscht eine relativ gleichmäßige Stromdichte (rot/hellblau). Ein darauf einwirkendes Magnetfeld (grau) erzeugt durch den Halleffekt eine Spannung orthogonal zum Stromfluss (grün). Diese Spannung wird über zwei Kontakte zur Metalllage abgegriffen. Zwei Testpunkte (Uh-/Uh+) ermöglichen es die Hallspannung während der Produktion zu vermessen.

Die Metallfläche über dem Hall-Element besitzt zwei weitere Anschlüsse (rosa). Anscheinend wurde die Fläche herangezogen, um andere Schaltungsteile zu versorgen. Es handelt sich schließlich um das unbeeinflusste Versorgungspotential.

 

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