JP5512561B2 - Hall voltage detector - Google Patents

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Description

本発明は、ホール素子を用いて磁気的変量を検出する磁気センサ等を構成するホール電圧検出装置に関する。   The present invention relates to a Hall voltage detection device that constitutes a magnetic sensor or the like that detects a magnetic variable using a Hall element.

周知のとおり、ホール素子は、これに作用する磁界の方向に直交する方向に駆動電流を供給すると該磁界および駆動電流に直交する方向に起電力(ホール電圧)を生じる現象であるホール効果を生じる半導体素子である。そして、このホール素子を利用して磁気的変量(磁界)を検出する磁気センサに関する技術も種々提案されている。
ホール素子によるホール電圧は、シリコン基板に印加されている応力や、拡散領域の形状の誤差、また拡散領域の不純物濃度のばらつきによって生じるオフセット電圧を含んでいるため、これが磁気センサにおける磁界の検出精度の劣化要因となる。
As is well known, when a driving current is supplied in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field acting on the Hall element, a Hall effect is generated, which is a phenomenon that generates an electromotive force (Hall voltage) in the direction orthogonal to the magnetic field and the driving current. It is a semiconductor element. Various techniques relating to a magnetic sensor that detects a magnetic variable (magnetic field) using the Hall element have been proposed.
The Hall voltage generated by the Hall element includes the offset voltage generated by the stress applied to the silicon substrate, the error in the shape of the diffusion region, and the variation in the impurity concentration of the diffusion region. It becomes a deterioration factor.

近年、このオフセット電圧を低減させる技術も種々提案されるに到っている。
例えば、2つのホール素子を用い、両ホール素子に対するそれぞれの駆動電流を直交する方向に供給し、この状態で得られる各ホール電圧に伴うオフセット電圧を差動的に作用させて結果的にオフセット電圧を低減する方法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
In recent years, various techniques for reducing the offset voltage have been proposed.
For example, two Hall elements are used, the respective drive currents for both Hall elements are supplied in the orthogonal direction, and the offset voltage associated with each Hall voltage obtained in this state is differentially acted, resulting in the offset voltage. Has been proposed (see Non-Patent Document 1, for example).

しかしながら、この方式ではオフセット電圧の低減効果が不十分であり、実用上、採用されている例は少ない。
また、非特許文献1には上述のような方法以外にも、1つのホール素子に供給する駆動電流の方向を直交する方向に順次交互に切り替えて、ホール電圧とオフセット電圧とを周波数分離し、後段の回路で平均化処理を行うことによってオフセット電圧を低減するスピニングカレント法と呼ばれる方法も開示されている。
However, this method is insufficient in the effect of reducing the offset voltage, and there are few examples of practical use.
Further, in Non-Patent Document 1, in addition to the method described above, the direction of the drive current supplied to one Hall element is switched alternately in the orthogonal direction, and the Hall voltage and the offset voltage are frequency separated, A method called a spinning current method is also disclosed in which an offset voltage is reduced by performing an averaging process in a subsequent circuit.

図6は、非特許文献1に開示された上述のスピニングカレント法を実行する場合のホール電圧検出回路の回路構成を表す図である。
この回路は、ホール素子600の出力が、制御回路610から供給される2相のクロック信号に基づいて切替え動作を行う切替え回路620によって、駆動電流源630およびホール電圧を増幅する演算増幅器640の接続関係の切り替えを行う構成を有する。そして、演算増幅器640の出力が復調回路650によって復調され、更に、その後段の積分器660を経て検出出力を得るように構成されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration of the Hall voltage detection circuit when the above-described spinning current method disclosed in Non-Patent Document 1 is executed.
In this circuit, the output of the Hall element 600 is connected to the driving current source 630 and the operational amplifier 640 that amplifies the Hall voltage by the switching circuit 620 that performs switching operation based on the two-phase clock signal supplied from the control circuit 610. It has a configuration for switching the relationship. Then, the output of the operational amplifier 640 is demodulated by the demodulation circuit 650, and further, the detection output is obtained through the integrator 660 at the subsequent stage.

制御回路610からの切替え制御信号によって、切替え回路620におけるスイッチアレイ621の各該当するスイッチが切替えられ、これにより第1相のクロック信号がHである区間(半周期φ1)ではk1‐K’1、 k2-K’2、 k3-K’3、 k4-K'4がそれぞれ接続される。そして、この接続状態では、k1-k2間に駆動電流が流れ、k3-k4間で磁場の大きさに比例するホール電圧が検出される。
更に、第2相のクロック信号がHである区間(上記φ1に続く半周期φ2)において、k3-K’1、 k4-K’2、 k1-K’3、 k2-K'4間がそれぞれ接続され、k3-k4間に駆動電流が流れ、k1-k2間でホール電圧が検出される。
In response to the switching control signal from the control circuit 610, each corresponding switch of the switch array 621 in the switching circuit 620 is switched, so that k1−K′1 in a section where the first phase clock signal is H (half cycle φ1). , K2-K′2, k3-K′3, and k4-K′4 are connected to each other. In this connection state, a drive current flows between k1 and k2, and a Hall voltage proportional to the magnitude of the magnetic field is detected between k3 and k4.
Furthermore, in the section in which the second phase clock signal is H (half period φ2 following φ1), k3-K'1, k4-K'2, k1-K'3, and k2-K'4 are respectively Connected, a drive current flows between k3 and k4, and a Hall voltage is detected between k1 and k2.

図7は図6のホール電圧検出回路における、ホール電圧およびオフセット電圧の経時的変化を表す図である。ホール電圧は上述の各半周期φ1およびφ2で極性が反転するように切替え回路620におけるスイッチアレイ621の接続が切替えられ、演算増幅器640で増幅された後、次段の復調回路650により直流成分として出力される。そして、復調回路650からの直流成分が積分器660に入力され、ここでノイズ抑制されて検出出力を得る。   FIG. 7 is a diagram showing temporal changes in the Hall voltage and the offset voltage in the Hall voltage detection circuit of FIG. The connection of the switch array 621 in the switching circuit 620 is switched so that the polarity of the hall voltage is inverted in each of the half periods φ1 and φ2, and after being amplified by the operational amplifier 640, the hall voltage is converted into a DC component by the demodulating circuit 650 in the next stage. Is output. Then, the DC component from the demodulation circuit 650 is input to the integrator 660, where noise is suppressed and a detection output is obtained.

オフセット電圧については、上述の各半周期φ1、φ2の区間で大凡同極性の成分が出力され、復調回路650を通った後に交流成分となり、積分器660により上述の各半周期φ1およびφ2に亘る1周期の区間について平均化処理することによって交流成分に変調されたオフセット成分が低減される。
上掲の非特許文献1におけるような、駆動電流の方向を2方向に順次交互に切り替えるのみの手法では、上述の各半周期φ1、φ2において完全に同じ大きさのオフセット電圧は発生せず、図7における各半周期φ1、φ2に対応する復調前の各出力電圧V1およびV2の差分が残留オフセット電圧として生じるという問題を残している。
As for the offset voltage, components having approximately the same polarity are output in the sections of the above-described half periods φ1 and φ2, and after passing through the demodulation circuit 650, become AC components, and the integrator 660 covers the above-described half periods φ1 and φ2. By performing the averaging process for one period, the offset component modulated into the AC component is reduced.
In the method of merely switching the drive current direction alternately in two directions as in Non-Patent Document 1 described above, an offset voltage of the same magnitude is not generated in each of the half periods φ1 and φ2, A problem remains that the difference between the output voltages V1 and V2 before demodulation corresponding to the half periods φ1 and φ2 in FIG. 7 occurs as a residual offset voltage.

この現象は、駆動電流の方向を直交する方向に切り替えるとホール素子のバイアス状態が上述の各半周期φ1、φ2で変化することに起因している。
即ち、ホール素子の拡散領域の不均一性に起因するようなオフセット電圧については、ホール素子のバイアス状態により大きさが変化するため、上掲の非特許文献1の方式では十分に低減できないことが知られている。
上述のような、スピニングカレント法においても残留してしまうオフセット電圧を更に低減させるための技術も既に提案されている。
例えば、ホール素子の駆動電流を既定の順方向と逆方向とに切替えて供給し、異なる方向の駆動電流に対応する各ホール電圧(オフセット電圧を伴う)に対する後段の演算処理によってオフセット電圧の影響を除去する方法が提案されている(特許文献1参照)。
This phenomenon is attributed to the fact that the bias state of the Hall element changes in each of the half periods φ1 and φ2 when the direction of the drive current is switched to the orthogonal direction.
That is, the offset voltage caused by the non-uniformity of the diffusion region of the Hall element changes in magnitude depending on the bias state of the Hall element, and therefore cannot be sufficiently reduced by the above-mentioned Non-Patent Document 1. Are known.
A technique for further reducing the offset voltage remaining in the spinning current method as described above has already been proposed.
For example, the drive current of the hall element is switched between a predetermined forward direction and a reverse direction and supplied, and the influence of the offset voltage is performed by the subsequent calculation processing for each hall voltage (with an offset voltage) corresponding to the drive current in a different direction. A removal method has been proposed (see Patent Document 1).

図8は、特許文献1に開示された方法を実施するための回路構成を表す図である。図8の回路ではスピニングカレント法により、駆動電流を、直交する方向と、その反対方向との4方向に順次切替えて流し、オフセット低減の信号処理を行う。
この回路は、ホール素子800の出力が、制御回路810から供給される4相のクロック信号に基づいて切替え動作を行う切替え回路820によって、駆動電流源830およびホール電圧を増幅する演算増幅器840の接続関係の切り替えを行う構成を有する。そして、演算増幅器840の出力が復調回路850によって復調され、更に、その後段の積分器860を経て検出出力を得るように構成されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit configuration for carrying out the method disclosed in Patent Document 1. In FIG. In the circuit of FIG. 8, the driving current is sequentially switched in the four directions of the orthogonal direction and the opposite direction by the spinning current method to perform signal processing for offset reduction.
In this circuit, the output of the Hall element 800 is connected to the driving current source 830 and the operational amplifier 840 that amplifies the Hall voltage by the switching circuit 820 that performs switching operation based on the four-phase clock signal supplied from the control circuit 810. It has a configuration for switching the relationship. The output of the operational amplifier 840 is demodulated by the demodulation circuit 850, and further, a detection output is obtained via the integrator 860 at the subsequent stage.

制御回路810からの切替え制御信号によって、切替え回路820におけるスイッチアレイ821の各該当するスイッチが切替えられる。
このようなスイッチアレイ821の各該当するスイッチの切替えにより、第1相のクロック信号がHであるφ1の区間では、k1-K’1、 k2-K’2、 k3-K’3、 k4-K'4がそれぞれ接続され、k1→k2間に駆動電流が流れ、k3-k4間で磁場の大きさに比例するホール電圧の検出が行われる。
Each corresponding switch of the switch array 821 in the switching circuit 820 is switched by a switching control signal from the control circuit 810.
By switching the corresponding switches of the switch array 821, k1-K'1, k2-K'2, k3-K'3, k4- in the section of φ1 where the first phase clock signal is H. K′4 is connected to each other, a drive current flows between k1 and k2, and a Hall voltage that is proportional to the magnitude of the magnetic field is detected between k3 and k4.

上記φ1の区間に次ぐ、第2相のクロック信号がHであるφ2の区間では、k3-K’1、 k4-K’2、 k1-K’3、 k2-K'4間がそれぞれ接続され、k3→k4間に駆動電流が流れ、k1-k2間でホール電圧の検出が行われる。
更に、上記φ2の区間に次ぐ、第3相のクロック信号がHであるφ3の区間において、k2-K’1、 k1-K’2、 k4-K’3、 k3-K'4間がそれぞれ接続され、k2→k1間に駆動電流が流れ、k4-k3間でホール電圧の検出が行われる。
更にまた、上記φ3の区間に次ぐ、第4相のクロック信号がHであるφ4の区間において、k4-K’1、 k3-K’2、 k2-K’3、 k1-K'4間がそれぞれ接続され、k4→k3間に駆動電流が流れ、k2-k1間でホール電圧の検出が行われる。
After φ1 above, k3-K'1, k4-K'2, k1-K'3, and k2-K'4 are connected in φ2 where the second phase clock signal is H. , A drive current flows between k3 and k4, and the Hall voltage is detected between k1 and k2.
Further, after the φ2 interval, in the φ3 interval where the third phase clock signal is H, the intervals between k2-K′1, k1-K′2, k4-K′3, and k3-K′4 are respectively Connected, the drive current flows between k2 and k1, and the Hall voltage is detected between k4 and k3.
Further, after the φ3 interval, in the φ4 interval where the fourth phase clock signal is H, the interval between k4-K′1, k3-K′2, k2-K′3, and k1-K′4 Each is connected, a drive current flows between k4 and k3, and the Hall voltage is detected between k2 and k1.

図9は図8のホール電圧検出回路における、ホール電圧およびオフセット電圧の経時的変化を表す図である。
ホール電圧、及びオフセット電圧の信号の流れを説明する図である。ホール電圧は上述の区間φ1およびφ3で同じ極性をもち、区間φ2およびφ4で極性が反転するよう切替え回路820におけるスイッチアレイ821の接続が切替えられ、演算増幅器840で増幅された後、復調回路850により区間φ2およびφ4で極性が反転されて直流成分として出力される。そして、復調回路850からの直流成分が積分器860に入力され、ここでノイズ抑制されて検出出力を得る。
FIG. 9 is a diagram showing temporal changes in the Hall voltage and the offset voltage in the Hall voltage detection circuit of FIG.
It is a figure explaining the flow of a signal of Hall voltage and offset voltage. The Hall voltage has the same polarity in the sections φ1 and φ3, and the connection of the switch array 821 in the switching circuit 820 is switched so that the polarity is inverted in the sections φ2 and φ4, and is amplified by the operational amplifier 840 and then demodulated by the demodulator circuit 850. As a result, the polarities are inverted in the sections φ2 and φ4 and output as a DC component. Then, the DC component from the demodulation circuit 850 is input to the integrator 860, where noise is suppressed and a detection output is obtained.

オフセット電圧については、形状誤差に起因するものについては、大凡、上述の区間φ1、φ2、φ3、および、φ4の各区間で同極性の成分が出力されるが、駆動電流の切り替えに伴うバイアス状態の変化によって生じるオフセットについては、図9におけるように区間φ1およびφ3間で反転した出力となり、また区間φ2およびφ4間で反転した出力となる。   As for the offset voltage, the components having the same polarity are output in the sections φ1, φ2, φ3, and φ4 in the above-described sections φ1, φ2, φ3, and φ4. As shown in FIG. 9, the offset caused by the change in is an output inverted between the intervals φ1 and φ3, and an output inverted between the intervals φ2 and φ4.

このようなオフセット電圧について、復調回路850により区間φ2およびφ4で極性が反転され、積分器860により区間φ1からφ4までを通して平均化処理を行う。これによりオフセット電圧を最終的にほぼ0に低減することができる。
上述のよう非特許文献1所載の技術における2方向のスピニングカレント法で残る残留オフセットについては、特許文献1所載の技術におけるように、駆動電流方向を反対方向に流す場合をも含むようにして直交する方向に順次交互に加えて調整することによって、残留オフセットをキャンセルすることが可能である。
With respect to such an offset voltage, the polarity is inverted by the demodulation circuit 850 in the sections φ2 and φ4, and the integrator 860 performs the averaging process through the sections φ1 to φ4. As a result, the offset voltage can be finally reduced to almost zero.
As described above, the residual offset that remains in the two-direction spinning current method in the technique described in Non-Patent Document 1 is orthogonal to the case where the drive current direction is passed in the opposite direction as in the technique described in Patent Document 1. It is possible to cancel the residual offset by sequentially adding and adjusting in the direction to be performed.

しかしながら、良好なオフセット低減効果が得られる特許文献1所載の技術においても、駆動電流の方向を切り替えるのに必要なスイッチ素子の数が増加し、また4相の制御クロックを発生させるための制御回路が必要となることから、全体として構成が複雑になってしまうことが避けられない。
更に、切替え回路820にクロックを供給するための配線が複雑になり、ホール素子が電磁ノイズを拾い易くなる結果、このノイズによって検出精度が劣化する。
However, even in the technique described in Patent Document 1 in which a good offset reduction effect can be obtained, the number of switch elements necessary for switching the direction of the drive current is increased, and control for generating a four-phase control clock is performed. Since a circuit is required, it is inevitable that the configuration becomes complicated as a whole.
Further, the wiring for supplying the clock to the switching circuit 820 becomes complicated, and the Hall element easily picks up electromagnetic noise. As a result, the detection accuracy deteriorates due to this noise.

更にまた、上述の平均化に要する時間が駆動電流の切り替え回数に比例して増加し、磁場信号の検出速度が低下するなどといった種々の問題を生じる。
上述のような特許文献1所載の技術と軌を一にする技術として、駆動電流を供給する方向を連続的に回転させる如くすることによって、結果的に残留オフセット電圧の影響を除去する方法が提案されている(特許文献2参照)。
Furthermore, the time required for the above-mentioned averaging increases in proportion to the number of times the drive current is switched, and various problems such as a decrease in the detection speed of the magnetic field signal occur.
As a technique that is consistent with the technique described in Patent Document 1 as described above, a method of removing the influence of the residual offset voltage as a result by continuously rotating the direction in which the drive current is supplied has been proposed. (See Patent Document 2).

さらにまた、駆動電流の方向を45度振る如く切替えて供給することによって、結果的に残留オフセット電圧の影響を除去する方法が提案されている(特許文献3参照)。
上掲の従来技術(特許文献2および特許文献3)の何れにおいても、スピニングカレント法を採用し、駆動電流を供給する方向を順次切り替えることによって、残留オフセットの低減効果については優れた特性が得られる。
Furthermore, there has been proposed a method of removing the influence of the residual offset voltage as a result by switching and supplying the direction of the drive current so as to swing by 45 degrees (see Patent Document 3).
In any of the above prior arts (Patent Document 2 and Patent Document 3), by adopting the spinning current method and sequentially switching the direction in which the drive current is supplied, excellent characteristics are obtained with respect to the effect of reducing the residual offset. It is done.

しかしながら、上掲の特許文献1におけると同様に、特許文献2および特許文献3の何れの態様であっても、駆動電流の方向を順次切り替えるための切替え回路におけるスイッチ素子の数の増加や、多層のスイッチ制御信号を生成するための制御回路の大規模化等によって、全体として構成の複雑化が避けられない。
また、検出結果を得るための平均化処理に多くの時間が必要となり応答性が低下する等のデメリットも生じてくる。
However, as in the above-mentioned Patent Document 1, in either of the Patent Document 2 and Patent Document 3, an increase in the number of switch elements in the switching circuit for sequentially switching the direction of the drive current, and the multilayer As a result of an increase in the scale of a control circuit for generating the switch control signal, the overall configuration cannot be avoided.
Further, the averaging process for obtaining the detection result requires a lot of time, resulting in a demerit such as a decrease in responsiveness.

一方、2つのホール素子を用い、一方のホール素子の平面投影上の配置に対して他方のホール素子を該平面投影上で回転させた配置とし、かつ各々のホール素子に対して駆動電流を直交する方向に順次切り替えて供給することによって、スイッチの構成を簡略化し、オフセット電圧に対しても十分な低減効果を得ようとする方法が提案されている(特許文献4参照)。   On the other hand, two Hall elements are used, the other Hall element is rotated on the plane projection with respect to the arrangement on the plane projection of one Hall element, and the drive current is orthogonal to each Hall element. A method has been proposed in which the switch configuration is simplified and the effect of sufficiently reducing the offset voltage is obtained by sequentially switching and supplying in such a direction (see Patent Document 4).

図10は、特許文献4に開示された方法を実施するための回路構成を表す図である。この方法では、2つのホール素子1001および1002を並列に配置し、各々のホール素子1001および1002についてスピニングカレント法により駆動電流を直交する2方向に交互に流す。
この回路は、ホール素子1001および1002の出力が、制御回路1010から供給される2相のクロック信号に基づいて切替え動作を行う切替え回路1020によって、駆動電流源1030およびホール電圧を増幅する演算増幅器1040の接続関係の切り替えを行う構成を有する。そして、演算増幅器1040の出力が復調回路1050によって復調され、更に、その後段の積分器1060を経て検出出力を得るように構成されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit configuration for performing the method disclosed in Patent Document 4. In FIG. In this method, two Hall elements 1001 and 1002 are arranged in parallel, and a driving current is alternately passed through the two Hall elements 1001 and 1002 in two orthogonal directions by a spinning current method.
This circuit includes a driving current source 1030 and an operational amplifier 1040 that amplifies a Hall voltage by a switching circuit 1020 that performs switching operation based on a two-phase clock signal supplied from the control circuit 1010. The connection relationship is switched. The output of the operational amplifier 1040 is demodulated by the demodulation circuit 1050, and further, the detection output is obtained via the integrator 1060 at the subsequent stage.

この場合、2つのホール素子1001および1002はCMOSのチップ上で隣接した位置に形成されており、一方のホール素子1001の平面投影上の配置に対して他方のホール素子1002を該平面投影上で0度〜180度(図10の例では45度)回転させた配置とし、且つ、両ホール素子1001および1002の各対応する端子が相互に接続されている。   In this case, the two Hall elements 1001 and 1002 are formed at positions adjacent to each other on the CMOS chip, and the other Hall element 1002 is arranged on the plane projection with respect to the arrangement on the plane projection of the one Hall element 1001. The terminals are rotated by 0 to 180 degrees (45 degrees in the example of FIG. 10), and the corresponding terminals of both Hall elements 1001 and 1002 are connected to each other.

制御回路1010からの切替え制御信号によって、切替え回路1020におけるスイッチアレイ1021の各該当するスイッチが切替えられる。
このようなスイッチアレイ1021の各該当するスイッチの切替えにより、第1相のクロック信号がHである区間(半周期φ1)ではk1‐K’1、 k2-K’2、 k3-K’3、 k4-K'4がそれぞれ接続される。そして、この接続状態では、k1-k2間に駆動電流が流れ、k3-k4間で磁場の大きさに比例するホール電圧が検出される。
更に、第2相のクロック信号がHである区間(上記φ1に続く半周期φ2)において、k3-K’1、 k4-K’2、 k1-K’3、 k2-K'4間がそれぞれ接続され、k3-k4間に駆動電流が流れ、k1-k2間でホール電圧が検出される。
Each corresponding switch of the switch array 1021 in the switching circuit 1020 is switched by a switching control signal from the control circuit 1010.
By switching the corresponding switches of the switch array 1021, k1-K'1, k2-K'2, k3-K'3, in the section where the first phase clock signal is H (half cycle φ1), k4-K'4 are connected to each other. In this connection state, a drive current flows between k1 and k2, and a Hall voltage proportional to the magnitude of the magnetic field is detected between k3 and k4.
Furthermore, in the section in which the second phase clock signal is H (half period φ2 following φ1), k3-K'1, k4-K'2, k1-K'3, and k2-K'4 are respectively Connected, a drive current flows between k3 and k4, and a Hall voltage is detected between k1 and k2.

図10の構成においては、図6を参照して既述の非特許文献1所載の技術におけると同様に、駆動電流の切り替えは両ホール素子について2方向であり、且つ、スイッチも2相駆動で切替えられる同様の簡易な構成である。また、CMOSのチップ上で2つのホール素子を隣接する位置に並列配置し、一方のホール素子1001の平面投影上の配置に対して他方のホール素子1002を該平面投影上で回転させた位置に配置することによって、駆動電流の方向を4方向に切替えて供給した場合に相当するオフセット低減効果が得られる。このように、特許文献4所載の技術では、さほど構成を複雑化することなく優れたオフセット低減効果が得られるといった利点がある。   In the configuration of FIG. 10, as in the technique described in Non-Patent Document 1 described above with reference to FIG. 6, the drive current is switched in two directions for both Hall elements, and the switch is also driven in two phases. It is the same simple structure switched by. Further, two Hall elements are arranged in parallel at adjacent positions on the CMOS chip, and the other Hall element 1002 is rotated on the plane projection with respect to the arrangement on the plane projection of one Hall element 1001. By disposing, the offset reduction effect corresponding to the case where the drive current direction is switched to four directions and supplied can be obtained. As described above, the technique disclosed in Patent Document 4 has an advantage that an excellent offset reduction effect can be obtained without complicating the configuration.

他方、円形の磁性体を集積回路上に形成し、2つ以上のホール素子をこの磁性体の端部付近に配置することによって、ホール素子の感磁面に対して並行な方向から到来する磁場をこの磁性体によってその方向を曲げ、該感磁面に対して垂直に磁束が入射するようにして、この磁場の検出を可能とした技術が提案されている(特許文献5)。   On the other hand, by forming a circular magnetic body on the integrated circuit and arranging two or more Hall elements near the end of the magnetic body, a magnetic field coming from a direction parallel to the magnetic sensitive surface of the Hall element. A technique has been proposed in which the magnetic field can be detected by bending the direction of the magnetic material so that a magnetic flux is incident perpendicularly to the magnetosensitive surface (Patent Document 5).

図11は、特許文献5所載の技術におけるように、磁気収束板を用いてホール素子で磁気検出を行う技術について説明するための図である。
図11(a)は、磁気収束板とホール素子の配置を表す上面図、図11(b)は、磁気収束板とホール素子の配置を表す断面図である。
図11(a)および図11(b)において、CMOSのチップ1100上で数10〜数100μm離れた位置に対となるホール素子1101および1102を形成し、その上に電解メッキや接着剤を用いた貼り付けといった手法で直径数10〜数100μm、厚さ数μm〜数10μmの磁気収束板1110が形成されている。
FIG. 11 is a diagram for explaining a technique of performing magnetic detection with a Hall element using a magnetic converging plate as in the technique described in Patent Document 5.
FIG. 11A is a top view showing the arrangement of the magnetic focusing plate and the Hall element, and FIG. 11B is a cross-sectional view showing the arrangement of the magnetic focusing plate and the Hall element.
11A and 11B, paired Hall elements 1101 and 1102 are formed on a CMOS chip 1100 at positions separated by several 10 to several 100 μm, and electrolytic plating or an adhesive is used thereon. The magnetic converging plate 1110 having a diameter of several tens to several hundreds μm and a thickness of several μm to several tens of μm is formed by a technique such as pasting.

ホール素子と1101および1102と磁気収束板1110との位置関係は、磁気収束板1110の端部付近に一方のホール素子1101が配置され、他方のホール素子1102は一方のホール素子1101の位置に対して磁気収束板1110の中心から対称となる位置に配置される。尚、図11(b)を参照して容易に理解されるとおり、CMOSのチップ1100は同じ半導体層1003に両ホール素子1101および1102が離隔して形成され、それらの上に保護層1004が設けられ、更にその上に磁気収束板1110が配置されている。   The positional relationship between the Hall elements 1101 and 1102 and the magnetic converging plate 1110 is such that one Hall element 1101 is arranged near the end of the magnetic converging plate 1110, and the other Hall element 1102 is positioned relative to the position of the one Hall element 1101. The magnetic converging plate 1110 is arranged at a symmetrical position from the center. As can be easily understood with reference to FIG. 11B, the CMOS chip 1100 is formed in the same semiconductor layer 1003 with both Hall elements 1101 and 1102 separated from each other, and a protective layer 1004 is provided thereon. Furthermore, a magnetic converging plate 1110 is disposed thereon.

これら両ホール素子1101および1102の感磁面はCMOSのチップ1100に対して垂直方向となっている。一方、磁気収束板1110はパーマロイ等の軟磁性体で形成されており高い透磁率を持っている。
このため、チップ1100の主面に対し水平方向の磁場が入力された場合、磁気収束板1110の端部付近では周囲の磁場が引き込まれ、チップ1100の主面、従って、両ホール素子1101および1102の感磁面に対し、垂直方向の磁場に変換される。
The magnetic sensitive surfaces of these Hall elements 1101 and 1102 are perpendicular to the CMOS chip 1100. On the other hand, the magnetic convergence plate 1110 is made of a soft magnetic material such as permalloy and has a high magnetic permeability.
Therefore, when a magnetic field in the horizontal direction is input to the main surface of the chip 1100, the surrounding magnetic field is drawn near the end of the magnetic focusing plate 1110, and the main surface of the chip 1100, and thus both Hall elements 1101 and 1102. The magnetic field is converted into a magnetic field in the vertical direction.

この場合、両ホール素子1101および1102の感磁面に入力される磁場は、一方は垂直方向上き、他方は垂直方向下向きとなり、両ホール素子1101および1102に生起するホール電圧はそれぞれ逆の極性となる。
そして、後の信号処理において対となる両ホール素子1101および1102間のホール電圧の差を取ることによって、結果的に上述における水平方向の磁場の大きさを検出することが可能になる。
In this case, the magnetic fields input to the magnetosensitive surfaces of both Hall elements 1101 and 1102 are vertically upward and the other is vertically downward, and the Hall voltages generated in both Hall elements 1101 and 1102 have opposite polarities. It becomes.
Then, by taking the difference in Hall voltage between the paired Hall elements 1101 and 1102 in the subsequent signal processing, it becomes possible to detect the magnitude of the horizontal magnetic field as described above.

特開2010−54301号公報JP 2010-54301 A 米国特許第6,064,202号公報US Pat. No. 6,064,202 米国特許第6,768,301号公報US Pat. No. 6,768,301 特開平6−11556号公報JP-A-6-11556 米国特許第6,545,462号公報US Pat. No. 6,545,462

R S Popovic著 Hall Effect Devices p284-p285 (ISBN-10:0750308559)Inst of Physics Pub IncR S Popovic Hall Effect Devices p284-p285 (ISBN-10: 0750308559) Inst of Physics Pub Inc

しかしながら、上掲の特許文献4所載の技術では、特許文献5所載の技術におけるようにホール素子が形成されているチップの主面、従って、ホール素子の感磁面に対し平行な磁場(水平方向の磁場)を、磁気収束板を利用して垂直方向の磁場に変換して検出するためには適用することができない。
図12は、特許文献4所載の相互に接続された対を成すホール素子に対して特許文献5所載の磁気収束板を適用する場合の現象について説明するための図であり、このうち図12(a)は、特許文献4所載の技術における図10を参照して既述の第1相のクロック信号がHである区間(半周期φ1)における状態を表し、図12(b)は、図10を参照して既述の第2相のクロック信号がHである区間(半周期φ2)における状態を表している。
However, in the technique described in the above-mentioned Patent Document 4, the magnetic field parallel to the main surface of the chip on which the Hall element is formed as in the technique described in Patent Document 5, and thus the magnetic sensitive surface of the Hall element ( This method cannot be applied to detect a horizontal magnetic field by converting it into a vertical magnetic field using a magnetic converging plate.
FIG. 12 is a diagram for explaining a phenomenon in the case where the magnetic focusing plate described in Patent Document 5 is applied to the mutually connected Hall elements described in Patent Document 4; 12 (a) shows a state in a section (half cycle φ1) in which the first-phase clock signal described above is H with reference to FIG. 10 in the technique described in Patent Document 4, and FIG. FIG. 10 shows a state in a section (half cycle φ2) in which the second phase clock signal described above is H.

図12(a)における第1相のクロック信号がHである区間(半周期φ1)では、一方のホール素子1201に生起するホール電圧は、このホール素子1201がN型半導体の場合、駆動電流と磁場(磁束B)が図示のように印加されると、フレミングの左手の法則に従い、端子1201-4から端子1201-2の方向にローレンツ力が発生し、端子1201-4〜端子1201-2間に発生するホール電圧は正の電圧となる。   In the section (half cycle φ1) in which the first phase clock signal is H in FIG. 12A, the Hall voltage generated in one Hall element 1201 is the drive current when this Hall element 1201 is an N-type semiconductor. When a magnetic field (magnetic flux B) is applied as shown, Lorentz force is generated in the direction from terminal 1201-4 to terminal 1201-2 in accordance with Fleming's left-hand rule, and between terminals 1201-4 and 1201-2. The Hall voltage generated at is a positive voltage.

一方、ホール素子1202に生起するホール電圧は磁場(磁束B)の方向がホール素子1201と逆方向となっているため、端子1201-2から端子1201-4の方向にローレンツ力が発生し、端子1201-4〜端子1201-2間に発生する電圧は負の電圧となる。ここで2つのホール素子1201および1202は各対応する端子(1201-1と1202-1、1201-2と1202-2、1201-3と1202-3、1201-4と1202-4)が電気的に接続された構成となっている。従って、各ホール素子の端子1201-4と端子1201-2間のホール電圧はそれぞれ正と負の極性であり、互いに打ち消さる。   On the other hand, since the Hall voltage generated in the Hall element 1202 has a magnetic field (magnetic flux B) in a direction opposite to that of the Hall element 1201, a Lorentz force is generated in the direction from the terminal 1201-2 to the terminal 1201-4. The voltage generated between 1201-4 and the terminal 1201-2 is a negative voltage. Here, the two Hall elements 1201 and 1202 are electrically connected to the corresponding terminals (1201-1 and 1202-1, 1201-2 and 1202-2, 1201-3 and 1202-3, 1201-4 and 1202-4). It is the composition connected to. Accordingly, the Hall voltages between the terminals 1201-4 and 1201-2 of each Hall element have positive and negative polarities and cancel each other.

また、図12(b)におけるように、第2相のクロック信号がHである区間(半周期φ1に続く半周期φ2)においても同様に、各ホール素子1201および1202に生起するホール電圧は互いに逆の極性となり打ち消される。
図12(a)および図12(b)を参照して説明したように、特許文献4所載の相互に接続された対を成すホール素子に対して特許文献5所載の磁気収束板を適用する場には、オフセット電圧は低減されるが本来の検出対象たるホール電圧が相殺されて検出できなくなるという不具合を生じる。
Similarly, in the section where the second phase clock signal is H (half cycle φ2 following half cycle φ1) as shown in FIG. 12B, the Hall voltages generated in the Hall elements 1201 and 1202 are mutually equal. It becomes the opposite polarity and cancels out.
As described with reference to FIGS. 12 (a) and 12 (b), the magnetic converging plate described in Patent Document 5 is applied to the mutually connected pair of Hall elements described in Patent Document 4. In such a case, the offset voltage is reduced, but the Hall voltage that is the original detection target is canceled out, which makes it impossible to detect.

本発明は上述のような状況に鑑みてなされたものであり、ホール素子の感磁面に対し平行な磁場(水平方向の磁場)を切替え回路におけるスイッチ素子数の増加や制御信号生成回路の複雑化を招来することなく検出でき、且つ、残留オフセットの低減効果が良好なホール電圧検出装置を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described situation. The magnetic field parallel to the magnetic sensing surface of the Hall element (the magnetic field in the horizontal direction) is increased, and the number of switch elements in the switching circuit is increased and the control signal generation circuit is complicated. It is an object of the present invention to realize a Hall voltage detection device that can detect without causing a change and has a good residual offset reduction effect.

上記目的を達成するべく、ここに、以下に列挙するような技術を提案する。
(1)2対の電極のうち一の電極対および該一の電極対の対向方向と交差する方向に対向する他の電極対との両電極対を有する第一のホール素子と該第一のホール素子と対を成す第二のホール素子と、前記対を成す第一のホール素子と第二のホール素子の各感磁面に平行な磁束を前記感磁面に鎖交するように方向転換させる磁束方向転換要素と、前記各ホール素子の前記一の電極対および他の電極対を駆動電流供給用電極対およびホール電圧検出用電極対として経時的に交互に切替える切替回路部と、前記対を成す各ホール素子による各ホール電圧を夫々に含まれているオフセット電圧を相殺するように処理して出力する検出回路部と、を備えたホール電圧検出装置であって、
前記対を成す第一のホール素子における前記両電極対の平面投影上の配置に対し第二のホール素子の前記両電極対の平面投影上の配置が、前記対をなす各ホール素子の間を通る仮想線に対して対称の位置となるように鏡像関係で配置されていることを特徴とするホール電圧検出装置。
In order to achieve the above object, the following technologies are proposed here.
(1) A first Hall element having both electrode pairs, one electrode pair of two pairs of electrodes and another electrode pair facing each other in a direction crossing the facing direction of the one electrode pair, and the first The second Hall element paired with the Hall element and the direction change so that the magnetic flux parallel to each of the magnetic sensitive surfaces of the first Hall element and the second Hall element paired with the Hall element is linked to the magnetic sensitive surface. A magnetic flux direction changing element, a switching circuit unit that alternately switches the one electrode pair and the other electrode pair of each Hall element as a drive current supply electrode pair and a Hall voltage detection electrode pair over time, and the pair A Hall voltage detector comprising: a detection circuit unit that processes and outputs each Hall voltage generated by each Hall element so as to cancel out an offset voltage included therein,
The arrangement of the two Hall electrode pairs on the planar projection of the pair of first Hall elements in the pair of the two Hall electrode pairs is between the hall elements of the pair. A Hall voltage detection device, wherein the Hall voltage detection device is arranged in a mirror image relationship so as to be in a symmetrical position with respect to a passing virtual line.

上記(1)のホール電圧検出装置では、磁束方向転換要素によって感磁面に鎖交するように入射する磁束と駆動電流とによって対を成す第一のホール素子と第二のホール素子に生起するホール電圧を夫々に含まれているオフセット電圧を相殺するように処理する場合に、対を成す第一のホール素子における両電極対の平面投影上の配置に対し第二のホール素子の両電極対の平面投影上の配置が、前記対をなす各ホール素子の間を通る仮想線に対して対称の位置となるように鏡像関係で配置されているため、該処理によってオフセット電圧が相殺されるときに本来の検出対象たるホール電圧が相殺されることなく出力される。   In the Hall voltage detector of (1) above, the magnetic flux direction change element causes the first Hall element and the second Hall element to form a pair by the incident magnetic flux and the drive current so as to be linked to the magnetic sensing surface. When the Hall voltage is processed so as to cancel the offset voltage included in each, the two Hall electrode pairs of the second Hall element with respect to the planar projection arrangement of the both electrode pairs in the paired first Hall element When the offset voltage is canceled by the processing, the arrangement on the plane projection is arranged in a mirror image relationship so as to be symmetric with respect to the virtual line passing between the pair of Hall elements. Are output without being canceled out.

(2)前記磁束方向転換要素は、自己の対応する各端部が前記対をなすホール素子の各感磁面に差渡されるようにして配された磁性材料による磁気収束板であることを特徴とする(1)のホール電圧検出装置。
上記(2)のホール電圧検出装置では、(1)のホール電圧検出装置において特に、前記磁束方向転換要素は、自己の対応する各端部が前記対をなすホール素子の各感磁面に差渡されるようにして配された磁性材料による磁気収束板であるため、前記対を成す第一のホール素子と第二のホール素子の各感磁面に平行な磁束を前記感磁面に鎖交するように方向転換させるための構成が簡単である。
(2) The magnetic flux direction changing element is a magnetic converging plate made of a magnetic material arranged so that each corresponding end of the magnetic flux direction changing element is passed to each magnetosensitive surface of the pair of Hall elements. (1) Hall voltage detector.
In the Hall voltage detection device of (2) above, in particular, in the Hall voltage detection device of (1), the magnetic flux direction changing element is different from each magnetosensitive surface of the Hall element in which each corresponding end portion thereof forms the pair. Since the magnetic concentrating plate is made of a magnetic material arranged so as to be passed, magnetic flux parallel to each of the magnetic sensitive surfaces of the first Hall element and the second Hall element of the pair is linked to the magnetic sensitive surface. The configuration for changing the direction is simple.

(3)前記対を成すホール素子は、複数対のホール素子であることを特徴とする(1)または(2)のホール電圧検出装置。
上記(3)のホール電圧検出装置では、(1)または(2)のホール電圧検出装置において特に、前記対を成すホール素子は、複数対のホール素子であるため、各対のホール素子の出力に基づいて信頼性の高い検出出力を得ることができる。
(3) The Hall voltage detecting device according to (1) or (2), wherein the pair of Hall elements is a plurality of pairs of Hall elements.
In the Hall voltage detection device according to (3) above, in particular, in the Hall voltage detection device according to (1) or (2), since the paired Hall elements are a plurality of pairs of Hall elements, the output of each pair of Hall elements is the same. Based on this, it is possible to obtain a highly reliable detection output.

ホール素子の感磁面に対し平行な磁場(水平方向の磁場)を、切替え回路におけるスイッチ素子数の増加や制御信号生成回路の複雑化を招来することなく検出でき、且つ、残留オフセットの低減効果が良好なホール電圧検出装置を実現することができる。   Magnetic field parallel to the magnetic sensing surface of the Hall element (horizontal magnetic field) can be detected without increasing the number of switch elements in the switching circuit or complicating the control signal generation circuit, and reducing the residual offset Therefore, it is possible to realize a Hall voltage detection device with good.

本発明の実施の形態としてのホール電圧検出装置におけるホール素子部の構成および作用を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the structure and effect | action of a Hall element part in the Hall voltage detection apparatus as embodiment of this invention. ホール素子部を図1の如く構成した本発明の実施の形態としてのホール電圧検出装置を表す図である。It is a figure showing the Hall voltage detection apparatus as embodiment of this invention which comprised the Hall element part as shown in FIG. 図2における、第1のホール素子および第2のホール素子の、ホール電圧、及びオフセット電圧の経時的変化を表す図である。It is a figure showing the time-dependent change of the Hall voltage of the 1st Hall element and the 2nd Hall element in FIG. 2, and an offset voltage. 実施の形態におけるオフセット電圧の低減効果を表す図である。It is a figure showing the reduction effect of the offset voltage in embodiment. ホール素子の配置として、図1ないし図4を参照して既述の配置とは異なる配置を採った場合の本発明の他の実施の形態としてのホール電圧検出装置を表す図である。FIG. 5 is a diagram showing a Hall voltage detection device as another embodiment of the present invention when an arrangement different from the arrangement described above with reference to FIGS. 1 to 4 is adopted as the arrangement of the Hall elements. スピニングカレント法を実行する従来のホール電圧検出回路の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the conventional Hall voltage detection circuit which performs a spinning current method. 図6のホール電圧検出回路における、ホール電圧およびオフセット電圧の経時的変化を表す図である。It is a figure showing the time-dependent change of a Hall voltage and an offset voltage in the Hall voltage detection circuit of FIG. 従来のホール電圧検出方法を実施するための回路構成を表す図である。It is a figure showing the circuit structure for implementing the conventional Hall voltage detection method. 図8のホール電圧検出回路における、ホール電圧およびオフセット電圧の経時的変化を表す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating changes over time in the Hall voltage and the offset voltage in the Hall voltage detection circuit of FIG. 8. 従来のホール電圧検出方法を実施するための他の回路構成を表す図である。It is a figure showing the other circuit structure for implementing the conventional Hall voltage detection method. 磁気収束板を用いてホール素子で磁気検出を行う従来の技術について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the prior art which performs a magnetic detection with a Hall element using a magnetic converging plate. 図10の相互に接続された対を成すホール素子に対して図11の磁気収束板を適用する場合の現象について説明するための図である。11 is a diagram for explaining a phenomenon in the case where the magnetic flux concentrating plate of FIG. 11 is applied to the mutually connected Hall elements of FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態につき詳述することにより本発明を明らかにする。
図1は、本発明の実施の形態としてのホール電圧検出装置におけるホール素子部1の構成および作用を説明するための説明図である。
図1(a)は、上記ホール素子部1の、対を成す第1のホール素子100および第2のホール素子200が後述する第1相のクロック信号がHである区間(半周期φ1)における状態を表している。また、図1(b)は、対を成す第1のホール素子100および第2のホール素子200が後述する第2相のクロック信号がHである区間(半周期φ2)における状態を表している。
Hereinafter, the present invention will be clarified by describing embodiments of the present invention in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the configuration and operation of the Hall element unit 1 in the Hall voltage detection device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 1A shows a section (half cycle φ1) in which the first phase clock signal 100 and the second hall element 200 forming a pair of the hall element section 1 are H, which will be described later. Represents a state. FIG. 1B shows a state in a section (half cycle φ2) in which the second phase clock signal described later of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 forming a pair is H. .

そして、図1(c)は、磁気収束板および対を成す第1のホール素子100および第2のホール素子200の配置を表す上面図である。また、図1(d)は、磁気収束板および対を成す第1のホール素子100および第2のホール素子200の配置を表す断面図である。
図1(c)および図1(d)を参照して、ホール素子部1の構造について説明する。
FIG. 1C is a top view showing the arrangement of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 that form a pair with the magnetic flux concentrating plate. FIG. 1D is a cross-sectional view showing the arrangement of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 that form a pair with the magnetic flux concentrating plate.
With reference to FIG. 1C and FIG. 1D, the structure of the Hall element portion 1 will be described.

対を成す第1のホール素子100および第2のホール素子200は同じCMOSのチップ10上に、数10〜数100μm離隔して、それぞれN型のホール素子として形成されている。そして、第1のホール素子100および第2のホール素子200の上に電解メッキや接着剤を用いた貼り付けといった手法で直径数10〜数100μm、厚さ数μm〜数10μmの磁気収束板20が形成されている。より詳細には、図1(d)を参照して容易に理解されるとおり、第1のホール素子100および第2のホール素子200の各主面である感磁面の略過半の領域に重なるようにして、これら第1のホール素子100および第2のホール素子200間に磁気収束板20が形成されている。即ち、この磁気収束板20は、自己の対応する各端部が上記の対をなす第1のホール素子100および第2のホール素子200の各感磁面に差渡されるようにして配されている。   The first Hall element 100 and the second Hall element 200 forming a pair are formed as N-type Hall elements on the same CMOS chip 10 with a distance of several tens to several hundreds μm apart. The magnetic converging plate 20 having a diameter of several tens to several hundreds μm and a thickness of several μm to several tens of μm is applied to the first Hall element 100 and the second Hall element 200 by a technique such as electrolytic plating or bonding using an adhesive. Is formed. More specifically, as easily understood with reference to FIG. 1 (d), the first Hall element 100 and the second Hall element 200 overlap with a substantially majority region of the magnetic sensitive surface which is the main surface of each. In this manner, the magnetic flux concentrating plate 20 is formed between the first Hall element 100 and the second Hall element 200. That is, the magnetic flux concentrating plate 20 is arranged such that each corresponding end portion of the magnetic converging plate 20 is passed to the magnetic sensitive surfaces of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 that form the pair. Yes.

換言すれば、磁気収束板20の端部付近に第1のホール素子100が配置され、第2のホール素子200は第1のホール素子100の位置に対して磁気収束板20の中心から対称となる位置に配置される。尚、図1(d)を参照して容易に理解されるとおり、CMOSのチップ10は同じ半導体層11に第1のホール素子100および第2のホール素子200が離隔して形成され、それらの上に保護層12が設けられ、更にその上に磁気収束板20が配置されている。   In other words, the first Hall element 100 is disposed in the vicinity of the end of the magnetic focusing plate 20, and the second Hall element 200 is symmetrical from the center of the magnetic focusing plate 20 with respect to the position of the first Hall element 100. It is arranged at the position. As can be easily understood with reference to FIG. 1D, the CMOS chip 10 is formed by separating the first Hall element 100 and the second Hall element 200 in the same semiconductor layer 11 and separating them. A protective layer 12 is provided thereon, and a magnetic flux concentrating plate 20 is further disposed thereon.

第1のホール素子100および第2のホール素子200の各感磁面はCMOSのチップ10の主面に対して平行な方向となっている。一方、磁気収束板20は磁性材料であるパーマロイ等の軟磁性体で形成されており高い透磁率を持っている。即ち、磁気収束板20は、対を成すホール素子100および200の感磁面に平行な磁束をこれらの感磁面に鎖交するように方向転換させる磁束方向転換要素である。
このため、CMOSのチップ10の主面に対し平行な方向、即ち、図1(d)における水平方向の磁場が入力された場合、磁気収束板20の端部付近では周囲の磁場が引き込まれ、チップ10の主面、従って、第1のホール素子100および第2のホール素子200の各感磁面に対し、垂直方向の磁場に変換される。
The magnetic sensitive surfaces of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 are parallel to the main surface of the CMOS chip 10. On the other hand, the magnetic flux concentrating plate 20 is made of a soft magnetic material such as permalloy, which is a magnetic material, and has a high magnetic permeability. That is, the magnetic flux concentrating plate 20 is a magnetic flux direction changing element that changes the direction of the magnetic flux parallel to the magnetic sensitive surfaces of the Hall elements 100 and 200 forming a pair so as to be linked to the magnetic sensitive surfaces.
For this reason, when a magnetic field in a direction parallel to the main surface of the CMOS chip 10, that is, in the horizontal direction in FIG. 1D is input, the surrounding magnetic field is drawn in the vicinity of the end of the magnetic convergence plate 20. The main surface of the chip 10, and thus each magnetic sensitive surface of the first Hall element 100 and the second Hall element 200, is converted into a magnetic field in the vertical direction.

この場合、第1のホール素子100および第2のホール素子200の各感磁面に入力される磁場は、一方は垂直方向上き、他方は垂直方向下向きとなり、従って、第1のホール素子100および第2のホール素子200に生起するホール電圧はそれぞれ逆の極性となる。
そして、後の信号処理において対となる第1のホール素子100および第2のホール素子200間のホール電圧の加算(極性を勘案した加算)を行うことによって、結果的に上述における水平方向の磁場の大きさを検出することが可能になる。
In this case, one of the magnetic fields input to the magnetic sensitive surfaces of the first hall element 100 and the second hall element 200 is vertically upward and the other is vertically downward. The Hall voltages generated in the second Hall element 200 have opposite polarities.
Then, by adding the Hall voltage between the first Hall element 100 and the second Hall element 200 (addition considering the polarity) in the subsequent signal processing, as a result, the above-described horizontal magnetic field is obtained. Can be detected.

次に、図1(a)および図1(b)を参照して、ホール素子部1における第1のホール素子100および第2のホール素子200について、その平面投影における構成および配置、ならびに作用について説明する。
第1のホール素子100は4つの電極101、102、103、および、104を備えている。これらの電極のうち一の電極対(対角に位置する電極101および103)と他の電極対(対角に電極102および104)は、後述するように、順次の時間区間において、一対の駆動電流供給端および一対のホール電圧検出端として両者交番で用いられる。
Next, with reference to FIG. 1A and FIG. 1B, regarding the configuration, arrangement, and operation of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 in the Hall element portion 1 in the planar projection. explain.
The first Hall element 100 includes four electrodes 101, 102, 103, and 104. Of these electrodes, one electrode pair (diagonal electrodes 101 and 103) and the other electrode pair (diagonal electrodes 102 and 104) are driven in pairs in sequential time intervals, as will be described later. The current supply end and the pair of Hall voltage detection ends are used alternately.

上述同様に、第2のホール素子200は4つの電極201、202、203、および、204を備えている。これらの電極のうち一の電極対(対角に位置する電極201および203)と他の電極対(対角に位置する電極202および204)は、後述するように、順次の時間区間において、一対の駆動電流供給端および一対のホール電圧検出端として両者交番で用いられる。
そして、第1のホール素子100および第2のホール素子200の平面投影における相互の配置は、両者の対向縁間の仮想線VLに関して対称の位置となるように鏡像関係(鏡映対称)で配置されている。
As described above, the second Hall element 200 includes four electrodes 201, 202, 203, and 204. Among these electrodes, one electrode pair (diagonal electrodes 201 and 203) and the other electrode pair (diagonal electrodes 202 and 204) are paired in sequential time intervals, as will be described later. Are used alternately as a drive current supply terminal and a pair of Hall voltage detection terminals.
The first Hall element 100 and the second Hall element 200 are arranged in a mirror image relation (mirror symmetry) so that the mutual arrangement in the planar projection of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 is symmetric with respect to the virtual line VL between the opposing edges. Has been.

第1のホール素子100および第2のホール素子200は上述のような鏡映対称の配置において、第1のホール素子100の対角に位置する電極101および103が、第2のホール素子200の対角に位置する電極201および203と上述の順に各対応して接続され、更に、第1のホール素子100の対角に位置する電極102および104が、第2のホール素子200の対角に位置する電極202および204と上述の順に各対応して接続されている。   In the mirror-symmetric arrangement as described above, the first Hall element 100 and the second Hall element 200 have electrodes 101 and 103 positioned diagonally to the first Hall element 100 so that the second Hall element 200 Diagonal electrodes 201 and 203 are connected to the corresponding ones in the order described above, and electrodes 102 and 104 located diagonally to the first Hall element 100 are diagonally connected to the second Hall element 200. The electrodes 202 and 204 are connected correspondingly in the order described above.

第1のホール素子100および第2のホール素子200は、上述のような配置および接続関係において、2方向に対してスピニングカレント法を用いる構成を採る。
即ち、第1相のクロック信号がHである区間(半周期φ1)と第2相のクロック信号がHである区間(上記φ1に続く半周期φ2)とでは、第1のホール素子100および第2のホール素子200には90度回転した方向に駆動電流が供給される。
The 1st Hall element 100 and the 2nd Hall element 200 take the composition which uses a spinning current method to two directions in the above arrangement and connection relation.
That is, in the section in which the first phase clock signal is H (half period φ1) and the section in which the second phase clock signal is H (half period φ2 following the above φ1), the first Hall element 100 and the second A driving current is supplied to the second Hall element 200 in a direction rotated by 90 degrees.

図1(a)におけるように、時間区間φ1において、第1のホール素子100のホール電圧は、図示の矢線のように駆動電流が供給され、且つ、図示の向きに磁場が印加されると、フレミングの左手の法則に従い、電極104から電極102の方向にローレンツ力が発生し、電極104〜電極102間に発生するホール電圧は正電圧となる。
また、第2のホール素子200におけるホール電圧も、電極204から電極202の方向にローレンツ力が発生し、電極204〜電極202間に発生するホール電圧は正電圧となる。
As shown in FIG. 1A, in the time interval φ1, the Hall voltage of the first Hall element 100 is supplied with a drive current as shown by an arrow in the figure and a magnetic field is applied in the direction shown in the figure. According to Fleming's left-hand rule, Lorentz force is generated in the direction from the electrode 104 to the electrode 102, and the Hall voltage generated between the electrode 104 and the electrode 102 becomes a positive voltage.
In addition, the Hall voltage in the second Hall element 200 also generates a Lorentz force in the direction from the electrode 204 to the electrode 202, and the Hall voltage generated between the electrode 204 and the electrode 202 becomes a positive voltage.

従って、図1(a)に表された時間区間φ1の状態では、第1のホール素子100、ホール素子2の間でホール電圧は同極性となる。
一方、図1(b)に表された時間区間φ2の状態においても、同様に、第1のホール素子100および第2のホール素子200間でホール電圧は同極性となり、第1のホール素子100および第2のホール素子200の各対応する電極が上述のように接続されても既述の従来例におけるようにホール電圧が打ち消されるといった不具合は生じない。
Accordingly, in the state of the time interval φ1 shown in FIG. 1A, the Hall voltage has the same polarity between the first Hall element 100 and the Hall element 2.
On the other hand, in the state of the time interval φ2 shown in FIG. 1B, similarly, the Hall voltage has the same polarity between the first Hall element 100 and the second Hall element 200, and the first Hall element 100 has the same polarity. Even if the corresponding electrodes of the second Hall element 200 are connected as described above, there is no problem that the Hall voltage is canceled as in the conventional example described above.

更に、第1のホール素子100および第2のホール素子200に入力される磁場が逆方向であっても、第1のホール素子100および第2のホール素子200は上述のような鏡映対称の配置であるため、時間区間φ1および時間区間φ2において、何れも同極性のホール電圧が得られることになる。
また、図1の実施の形態に対して適用するスピニングカレント法では、第1のホール素子100および第2のホール素子200のそれぞれについて、駆動電流の供給方向とホール電圧の検出方向とが相互に直交する2方向の間で切替えられる態様を適用している。即ち、図1の実施の形態では、第1のホール素子100および第2のホール素子200に流れる駆動電流の方向は、直交する方向、および、これの反対方向を含めた90度刻みの4方向となっている。
このため、切替えスイッチの構成を複雑化することなく駆動電流の方向を4方向とした場合の特性が得られる。
Furthermore, even if the magnetic fields input to the first Hall element 100 and the second Hall element 200 are in opposite directions, the first Hall element 100 and the second Hall element 200 are mirror-symmetric as described above. Due to the arrangement, the Hall voltage having the same polarity is obtained in both the time interval φ1 and the time interval φ2.
Further, in the spinning current method applied to the embodiment of FIG. 1, the driving current supply direction and the Hall voltage detection direction are mutually different for each of the first Hall element 100 and the second Hall element 200. A mode in which switching is performed between two orthogonal directions is applied. That is, in the embodiment of FIG. 1, the directions of the drive currents flowing through the first Hall element 100 and the second Hall element 200 are four directions in 90 degree increments including the orthogonal direction and the opposite direction. It has become.
For this reason, the characteristic when the direction of the drive current is four directions can be obtained without complicating the configuration of the changeover switch.

図2は、ホール素子部を図1の如く構成した本発明の実施の形態としてのホール電圧検出装置を表す図である。
この実施の形態では、第1のホール素子100および第2のホール素子200の出力が、制御回路210から供給される2相のクロック信号に基づいて切替え動作を行う切替え回路220によって、駆動電流源230およびホール電圧を増幅する演算増幅器240の接続関係の切り替えを行う構成を有する。そして、演算増幅器240の出力が復調回路250によって復調され、更に、その後段の積分器260を経て検出出力を得るように構成されている。
FIG. 2 is a diagram showing a Hall voltage detector as an embodiment of the present invention in which the Hall element portion is configured as shown in FIG.
In this embodiment, the output of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 is driven by a switching circuit 220 that performs a switching operation based on a two-phase clock signal supplied from the control circuit 210. 230 and the operational amplifier 240 for amplifying the Hall voltage are switched. Then, the output of the operational amplifier 240 is demodulated by the demodulation circuit 250, and further, a detection output is obtained via the integrator 260 at the subsequent stage.

そして、制御回路210、駆動電流源230、演算増幅器240、および、復調回路250によって、ホール素子の一の電極対および他の電極対を駆動電流供給用電極対およびホール電圧検出用電極対として経時的に交互に切替えて用いると共に前記対を成すホール素子による各ホール電圧を夫々に含まれているオフセット電圧を相殺するように処理して出力する検出回路部が構成されている。   Then, the control circuit 210, the drive current source 230, the operational amplifier 240, and the demodulation circuit 250 make one electrode pair of the Hall element and the other electrode pair as a drive current supply electrode pair and a Hall voltage detection electrode pair over time. The detection circuit unit is configured to alternately switch and use each Hall voltage generated by the paired Hall elements so as to cancel out the offset voltage included in each Hall voltage.

第1のホール素子100および第2のホール素子200の相互の配置および接続関係については図1(a)および図1(b)を参照して既述のとおりである。
そして、制御回路210からの切替え制御信号によって、切替え回路220におけるスイッチアレイ221の各該当するスイッチが切替えられる。
このようなスイッチアレイ221の各該当するスイッチの切替えにより、第1相のクロック信号がHである区間(半周期φ1)ではk1‐K’1、 k2-K’2、 k3-K’3、 k4-K'4がそれぞれ接続される。そして、この接続状態では、k1-k2間に駆動電流が流れ、k3-k4間で磁場の大きさに比例するホール電圧が検出される。
The mutual arrangement and connection relationship of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 are as described above with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b).
Then, each corresponding switch of the switch array 221 in the switching circuit 220 is switched by a switching control signal from the control circuit 210.
By switching the corresponding switches of the switch array 221, the k1-K'1, k2-K'2, k3-K'3, k1-K'1, k2-K'3, in the section where the first phase clock signal is H (half cycle φ1), k4-K'4 are connected to each other. In this connection state, a drive current flows between k1 and k2, and a Hall voltage proportional to the magnitude of the magnetic field is detected between k3 and k4.

更に、第2相のクロック信号がHである区間(上記φ1に続く半周期φ2)において、k3-K’1、 k4-K’2、 k1-K’3、 k2-K'4間がそれぞれ接続され、k3-k4間に駆動電流が流れ、k1-k2間でホール電圧が検出される。
図3は図2における、第1のホール素子100および第2のホール素子200の、ホール電圧、及びオフセット電圧の経時的変化を表す図である。第1のホール素子100および第2のホール素子200の相互の配置および接続関係については図1(a)および図1(b)を参照して既述のとおりであるため、得られるホール電圧は第1のホール素子100および第2のホール素子200の平均値が出力され、これが演算増幅器240に入力される。
Furthermore, in the section in which the second phase clock signal is H (half period φ2 following φ1), k3-K'1, k4-K'2, k1-K'3, and k2-K'4 are respectively Connected, a drive current flows between k3 and k4, and a Hall voltage is detected between k1 and k2.
FIG. 3 is a diagram illustrating temporal changes in the Hall voltage and the offset voltage of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 in FIG. Since the mutual arrangement and connection relationship of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 are as described above with reference to FIGS. 1A and 1B, the Hall voltage obtained is An average value of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 is output and input to the operational amplifier 240.

ホール電圧は時間区間φ1およびφ2で極性が反転するように配線が接続されているため、演算増幅器240で増幅された後、復調回路250により直流成分として出力され、更に、ノイズ抑制のための積分器260に入力される。
一方、オフセット電圧については、時間区間φ1およびφ2で大凡同極性の成分が出力され、復調回路250を通った後に交流成分となり、積分器260により時間区間φ1からφ2亘って平均化処理することによって交流成分に変調されたオフセット成分が低減される。
第1のホール素子100および第2のホール素子200を個別に見ると、オフセット成分が残留しているが、2つのホール素子100および200の平均で見た場合には、上述のとおり、オフセットはほぼ0に低減される。
Since the wiring is connected so that the polarity of the hall voltage is inverted in the time intervals φ1 and φ2, the Hall voltage is amplified by the operational amplifier 240, and then output as a DC component by the demodulation circuit 250, and further integrated for noise suppression. Is input to the device 260.
On the other hand, with respect to the offset voltage, components having approximately the same polarity are output in the time intervals φ1 and φ2, and after passing through the demodulation circuit 250, become AC components, and are averaged over the time interval φ1 to φ2 by the integrator 260. The offset component modulated into the AC component is reduced.
When the first Hall element 100 and the second Hall element 200 are individually viewed, an offset component remains, but when viewed from the average of the two Hall elements 100 and 200, as described above, the offset is Reduced to almost zero.

以上、図1、図2、および、図3を参照して説明したところから理解されるとおり、切替え回路220は、各ホール素子の一の電極対および他の電極対を駆動電流供給用電極対およびホール電圧検出用電極対として経時的に交互に切替える切替回路部を成している。
また、切替え回路220および復調回路250および積分器260の各該当する機能は、それらの共働によって、対を成す各ホール素子による各ホール電圧を夫々に含まれているオフセット電圧を相殺するように処理して出力する検出回路部を成している。
As described above with reference to FIGS. 1, 2, and 3, the switching circuit 220 includes one electrode pair and another electrode pair of each Hall element for driving current supply electrode pairs. Further, a switching circuit unit that alternately switches over time as a pair of Hall voltage detection electrodes is formed.
Further, the corresponding functions of the switching circuit 220, the demodulating circuit 250, and the integrator 260 cancel each offset voltage included in each Hall voltage of each pair of Hall elements by their cooperation. A detection circuit unit for processing and outputting is formed.

図4は図6を参照して既述の従来技術(非特許文献1)との比較における本発明の実施の形態でのオフセット電圧の低減効果を表す図である。
図4(a)は、図6を参照して既述の従来技術オフセット電圧の検出結果であり、図4(b)は本発明の実施の形態におけるオフセット電圧の検出結果である。
図4(a)および図4(b)におけるオフセット電圧は次のようなホール素子部を適用した場合の例である。即ち、N型で、サイズは30um角のSiホール素子をCMOSのチップ上に200μm離れた位置にそれぞれ形成し、これらのホール素子上には図11および図1(c)に表されたように直径200μmの磁気収束板が電解メッキで形成されている状態での検出結果となっている。
FIG. 4 is a diagram showing the effect of reducing the offset voltage in the embodiment of the present invention in comparison with the prior art (Non-Patent Document 1) already described with reference to FIG.
FIG. 4A shows the detection result of the prior art offset voltage already described with reference to FIG. 6, and FIG. 4B shows the detection result of the offset voltage in the embodiment of the present invention.
The offset voltages in FIGS. 4A and 4B are examples in the case where the following Hall element portion is applied. That is, an N-type, 30-um square Si Hall element is formed on a CMOS chip at a position 200 μm away from each other, as shown in FIGS. 11 and 1C. This is a detection result in a state in which a magnetic convergence plate having a diameter of 200 μm is formed by electrolytic plating.

図4(a)は、1つのホール素子に対して、図1のように直交する2方向に対してスピニングカレント法を用いた場合の結果であり、10サンプルの平均で84.9μV、標準偏差で15.5μVのオフセットが生じている。
図4(b)は、図1を参照して既述の配置および接続関係におけるホール素子対に対して、直交する2方向に対してスピニングカレント法を用いた場合の結果である。この場合は、10サンプルの平均で−0.9μV、標準偏差で10.7μVのオフセットとなっており、本発明の実施の形態においてオフセット電圧の低減効果が顕著であることが確認できる。
FIG. 4A shows the result of using the spinning current method for two Hall directions orthogonal to each other as shown in FIG. 1 for one Hall element. The average of 10 samples is 84.9 μV and the standard deviation is shown. In this case, an offset of 15.5 μV occurs.
FIG. 4B shows a result when the spinning current method is used in two orthogonal directions with respect to the Hall element pairs in the arrangement and connection relation described above with reference to FIG. In this case, the average of 10 samples is −0.9 μV and the standard deviation is 10.7 μV, and it can be confirmed that the effect of reducing the offset voltage is remarkable in the embodiment of the present invention.

以上、図1ないし図4を参照して本発明の一つの実施の形態について詳述したが、本発明の技術思想はこのような実施の形態に限定されるものではない。
即ち、図1ないし図4の実施の形態では、磁気収束板を既述の如く適用し、且つ、1対のホール素子の平面投影における相互の配置は、両者の対向縁間の仮想線VLに関して対称の位置となるように鏡像関係(鏡映対称)で配置することを一つの要件としている。そして、各ホール素子のそれぞれ対応する電極を接続(短絡)し、各ホール素子に反対方向の磁場が入力された場合に、上述の鏡映対称での配置を採っているという要件をも満たしているために、ホール電圧の検出を可能にしたものである。従って、上述の各要件を等しく充足する限りにおいて、ホール素子を4つ、或いは、8つ等とする構成を採ることも可能である。この場合は、複数対のホール素子の出力に基づいて信頼性の高い検出出力を得ることができる。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to FIGS. 1 to 4, the technical idea of the present invention is not limited to such an embodiment.
That is, in the embodiment of FIGS. 1 to 4, the magnetic converging plate is applied as described above, and the mutual arrangement of the pair of Hall elements in the planar projection is related to the imaginary line VL between the opposing edges. One requirement is to arrange them in mirror image relations (mirror symmetry) so that they are in symmetrical positions. And when the corresponding electrodes of each Hall element are connected (short-circuited) and a magnetic field in the opposite direction is input to each Hall element, the requirement that the mirror-symmetric arrangement is adopted is also satisfied. Therefore, the Hall voltage can be detected. Therefore, as long as the above requirements are equally satisfied, it is possible to adopt a configuration in which the number of Hall elements is four or eight. In this case, a highly reliable detection output can be obtained based on the outputs of a plurality of pairs of Hall elements.

更にまた、各ホール素子が互いに駆動電流の供給方向とホール電圧の検出方向に関して実効的に鏡像関係(鏡映対称)で配置された場合と等しいホール電圧検出特性を呈するように配置および接続されていればよい。このため、図1ないし図4を参照して既述の配置以外の配置を採ることも可能である。   Furthermore, the Hall elements are arranged and connected so as to exhibit a Hall voltage detection characteristic equivalent to that when they are arranged in an effective mirror image relationship (mirror symmetry) with respect to the drive current supply direction and the Hall voltage detection direction. Just do it. For this reason, arrangements other than those already described with reference to FIGS. 1 to 4 can be adopted.

図5は、ホール素子の配置として、図1ないし図4を参照して既述の配置とは異なる配置を採った場合の本発明の他の実施の形態としてのホール電圧検出装置を表す図である。
図5の実施の形態では、図1ないし図4を参照して既述のようなホール素子の配置に対し、一方のホール素子を45度や90度等の角度回転させた配置をとっている。
この図5において、既述の図2との対応部は同一の符号を附して示してある。
FIG. 5 is a diagram showing a Hall voltage detector as another embodiment of the present invention in which the Hall element is arranged differently from the arrangement described with reference to FIGS. 1 to 4. is there.
In the embodiment of FIG. 5, with respect to the arrangement of the Hall elements as described above with reference to FIGS. 1 to 4, the arrangement is such that one Hall element is rotated by an angle such as 45 degrees or 90 degrees. .
In FIG. 5, the corresponding parts to FIG. 2 described above are shown with the same reference numerals.

図5の実施の形態におけるホール電圧検出装置では、第1のホール素子100および第2のホール素子200aの出力が、制御回路210から供給される2相のクロック信号に基づいて切替え動作を行う切替え回路220によって、駆動電流源230およびホール電圧を増幅する演算増幅器240の接続関係の切り替えを行う構成を有する。そして、演算増幅器240の出力が復調回路250によって復調され、更に、その後段の積分器260を経て検出出力を得るように構成されている。   In the Hall voltage detection device in the embodiment of FIG. 5, the switching of the outputs of the first Hall element 100 and the second Hall element 200 a is performed based on the two-phase clock signal supplied from the control circuit 210. The circuit 220 is configured to switch the connection relationship between the drive current source 230 and the operational amplifier 240 that amplifies the Hall voltage. Then, the output of the operational amplifier 240 is demodulated by the demodulation circuit 250, and further, a detection output is obtained via the integrator 260 at the subsequent stage.

図5の実施の形態では、以上の構成において特に、第2のホール素子200aの第1のホール素子100に対する配置関係が、図1(a)および図1(b)を参照して既述の第2のホール素子200の配置に対し、0度を越えて180度以下の、例えば、45度や90度等の角度回転させた配置をとっている点で異なる。尚、この回転角度が0度である場合は図1ないし図4を参照して既述の配置と等しい。   In the embodiment of FIG. 5, the arrangement relationship of the second Hall element 200a with respect to the first Hall element 100 is particularly described in the above configuration with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b). The second Hall element 200 is different from the arrangement of the second Hall element 200 in that the arrangement is rotated by an angle of more than 0 degree and 180 degrees or less, for example, 45 degrees or 90 degrees. When the rotation angle is 0 degree, the arrangement is the same as described above with reference to FIGS.

100、200、200a、600、800、1001、1002…ホール素子
210、610、810、1010………………………………………制御回路
220、620、820、1020………………………………………切替え回路
230、630、830、1030………………………………………駆動電流源
240、640、840、1040………………………………………演算増幅器
250、650、850、1050………………………………………復調回路
260、660、860、1060………………………………………積分器
100, 200, 200a, 600, 800, 1001, 1002 ... Hall elements 210, 610, 810, 1010 ........... Control circuit 220, 620, 820, 1020 ......... Switching circuit 230, 630, 830, 1030 ................................................................................. Drive current source 240, 640, 840, 1040 ............ …………………… Operational amplifiers 250, 650, 850, 1050 …………………………………… Demodulator circuits 260, 660, 860, 1060 ……………… ……………………… Integrator

Claims (3)

2対の電極のうち一の電極対および該一の電極対の対向方向と交差する方向に対向する他の電極対との両電極対を有する第一のホール素子と該第一のホール素子と対を成す第二のホール素子と、前記対を成す第一のホール素子と第二のホール素子の各感磁面に平行な磁束を前記感磁面に鎖交するように方向転換させる磁束方向転換要素と、前記各ホール素子の前記一の電極対および他の電極対を駆動電流供給用電極対およびホール電圧検出用電極対として経時的に交互に切替える切替回路部と、前記対を成す各ホール素子による各ホール電圧を夫々に含まれているオフセット電圧を相殺するように処理して出力する検出回路部と、を備えたホール電圧検出装置であって、
前記対を成す第一のホール素子における前記両電極対の平面投影上の配置に対し第二のホール素子の前記両電極対の平面投影上の配置が、前記対をなす各ホール素子の間を通る仮想線に対して対称の位置となるように鏡像関係で配置されていることを特徴とするホール電圧検出装置。
A first Hall element having both electrode pairs of one electrode pair of the two pairs of electrodes and another electrode pair facing each other in a direction crossing the facing direction of the one electrode pair; A magnetic flux direction for changing the direction of a magnetic flux parallel to each of the magnetic sensitive surfaces of the paired first Hall element and the second Hall element so as to interlink with the magnetic sensitive surface. A switching element, a switching circuit unit that alternately switches the one electrode pair and the other electrode pair of each Hall element as a drive current supply electrode pair and a Hall voltage detection electrode pair over time, and each of the pairs A detection circuit unit that processes and outputs each Hall voltage by the Hall element so as to cancel out the offset voltage included therein, and a Hall voltage detection device comprising:
The arrangement of the two Hall electrode pairs on the planar projection of the pair of first Hall elements in the pair of the two Hall electrode pairs is between the hall elements of the pair. A Hall voltage detection device, wherein the Hall voltage detection device is arranged in a mirror image relationship so as to be in a symmetrical position with respect to a passing virtual line.
前記磁束方向転換要素は、自己の対応する各端部が前記対をなすホール素子の各感磁面に差渡されるようにして配された磁性材料による磁気収束板であることを特徴とする請求項1に記載のホール電圧検出装置。   The magnetic flux direction changing element is a magnetic converging plate made of a magnetic material arranged such that each corresponding end portion of the magnetic flux direction changing element is passed to each magnetosensitive surface of the pair of Hall elements. Item 2. The Hall voltage detection device according to Item 1. 前記対を成すホール素子は、複数対のホール素子であることを特徴とする請求項1または2に記載のホール電圧検出装置。   3. The Hall voltage detection device according to claim 1, wherein the pair of Hall elements is a plurality of pairs of Hall elements.
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