自1879年美国物理学家霍尔(A.H.HALL)发现霍尔效应以来,以此为基础的霍尔传感器在十几年间迅速发展,已经成为磁场传感器产品领域类最重要的一类传感器。霍尔传感器具有结构牢固,成本低,体积小,重量轻,功耗小等诸多的优点,而其非接触式的测量方式带来的低损耗,高精度,方便安装的特点使得霍尔传感器广泛地应用于汽车电子,工业控制系统,电能表和消费类电子产品当中。目前国内用于电能,电流测量的线性霍尔器件或用于控制的开关型霍尔器件已有许多成熟的产品,但是缺乏高精度,低温漂和宽动态范围的霍尔芯片产品。本课题研究的主要内容是一款用于复杂环境下电能测量的高性能霍尔线性芯片的设计。研究内容主要分为两部分,第一部分是在SIMULINK~?平台对霍尔芯片进行系统级建模,结合理论分析和系统级仿真,设计整体芯片的系统参数,并通过芯片测试来验证系统建模和温度补偿回路设计的有效性;第二部分是在系统级设计的指导下,在Cadence~?平台下,设计芯片的模拟前端关键电路和版图,包括全差分可变增益模拟前端放大器的设计,开关电容电路解调器的设计及其噪声分析,一阶Sigma-Delta数模转换器和全差分轨到轨输出级电路的设计。该霍尔芯片采用双闭环的数字补偿技术,分别补偿霍尔传感器的温度漂移和失调电压,芯片的输出频率可达200kHz,芯片后仿结果显示该霍尔芯片的非线性度小于0.23%,补偿后输入失调电压小于100μV,动态范围可达1:1200。