CN105629023B - 电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电流检测装置。即使在外部磁场等干扰混入了偏置磁场方向的情况下，也能够抑制检测灵敏度的变化。电流检测装置(10)采用半桥结构，该半桥结构由以固定层的磁化方向(Mpl、Mp2)的朝向彼此成相反方向的方式串联连接的磁检测元件(11)和磁检测元件(12)构成。使用偏置磁铁(13A、13B)对磁检测元件(11、12)施加大小大致相同、沿着与磁化方向(Mpl、Mp2)大致正交的方向、且彼此成相反方向的偏置磁场(Bbl、Bb2)。磁检测元件(11、12)的偏置磁场(Bbl、Bb2)的大小相同、朝向彼此正相反，因此能够消除干扰磁场(ΔBb)的影响，即使存在干扰磁场(ΔBb)的情况下也能够抑制灵敏度的变化。

Description

电流检测装置

技术领域

本发明涉及一种通过测定由流过导体的电流所产生的磁场来检测出其电流值的电流检测装置。

背景技术

以往，已知的有：使用利用了各向异性磁阻(AMR(Anisotropic MagnetoResistive)效应的AMR元件或利用了巨磁阻(GMR(Giant Magneto Resistive))效应的GMR元件等磁阻效应元件的电流检测装置(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1所记载的电流检测装置中，在与GMR元件的测定对象磁场正交的方向产生已知大小的偏置磁场，对与测定对象磁场和偏置磁场的合成磁场相对于测定对象磁场的方向形成的角度的正弦值成比例的电压信号来检测出测定对象磁场的强度。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2013-200303号公报

发明内容

如专利文献1所记载的电流检测装置那样，因偏置磁场存在，能够抑制构成电流检测装置的磁检测元件(GMR元件)的磁滞，能够扩大其线形范围。另一方面，若该偏置磁场变强，则存在越强检测灵敏度越下降的缺点。此外，在由地磁或其他设备产生的磁场等外部磁场作为干扰混入与偏置磁场相同的方向时，其检测灵敏度有可能变化。

因此，本发明的目的是提供一种即使在偏置磁场方向混入有外部磁场等干扰的情况下，也能够抑制检测灵敏度的变化的电流检测装置。

为了解决上述课题，本发明提供一种半桥结构的电流检测装置，其由以固定层的磁化方向的朝向彼此成相反方向的方式串联连接的第1和第2磁检测元件构成，该电流检测装置具备：偏置磁场生成单元，其对所述第1和第2磁检测元件施加大小大致相同、沿着与所述磁化方向大致正交的方向、且彼此成相反方向的偏置磁场。

此外，为了解决上述课题，本发明提供一种全桥结构的电流检测装置，其由第1和第2磁检测元件以及第3和第4磁检测元件构成，所述第1和第2磁检测元件以固定层的磁化方向的朝向彼此成相反方向的方式串联连接，所述第3和第4磁检测元件以固定层的磁化方向的朝向彼此成相反方向的方式串联连接，该电流检测装置具备：偏置磁场生成单元，其对从所述第1至所述第4磁检测元件中选择出的任意2个磁检测元件以及剩余的2个磁检测元件施加大小大致相同、沿着与所述磁化方向大致正交的方向、且彼此成相反方向的偏置磁场。

根据本发明，即使在偏置磁场方向混入有外部磁场等干扰的情况下，也能够抑制检测灵敏度的变化。

附图说明

图1A是表示本发明的第1实施方式的电流检测装置的概要结构的图。

图1B是表示图1A的A-A’线截面的图。

图1C是表示图1A的B-B’线截面的图。

图2A是表示在本发明的第1实施方式的电流检测装置中使用的磁检测元件的磁检测原理的图。

图2B是表示与图1A的电流检测装置对应的电路结构的图。

图3A是表示本发明的第2实施方式的电流检测装置的概要结构的图。

图3B是表示图3A的C-C’线截面的图。

图4是分别表示串联连接的半桥结构的电流检测装置的各磁检测元件中的固定层的磁化方向与偏置磁场的关系的组合的图。

图5是表示本发明的第3实施方式的电流检测装置的概要结构的图。

图6是分别表示用于实现与全桥结构的电流检测装置相同的作用的各磁检测元件中的固定层的磁化方向与偏置磁场的关系的第1组合群的图。

图7是分别表示用于实现与全桥结构的电流检测装置相同的作用的各磁检测元件中的固定层的磁化方向与偏置磁场的关系的第2组合群的图。

符号说明

Bb1、Bb2、Bb3、Bb4 偏置磁场

Mp1、Mp2、Mp3、Mp4 磁化方向

Vout1、Vout2 输出电压信号

10、10A 电流检测装置

11、11A、12、12A 磁检测元件

13 偏置线圈

13A、13B 偏置磁铁

40～43 电流检测装置

401、402、411、412、421、422、431、432 磁检测元件

50 电流检测装置

51、52、53、54 磁检测元件

55A、55B 偏置磁铁

60～63 电流检测装置

601～604、611～614、621～624、631～634 磁检测元件

70～73 电流检测装置

701～704、711～714、721～724、731～734 磁检测元件

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，参照图1A至图2B说明本发明的第1实施方式。

图1A是表示本发明的第1实施方式的电流检测装置的概要结构的图。图1B是表示图1A的A-A’线截面的图。图1C是表示图1A的B-B’线截面的图。图2A是表示在本发明的第1实施方式的电流检测装置中使用的磁检测元件的磁检测原理的图。图2B是表示与图1A的电流检测装置对应的电路结构的图。

电流检测装置10包括由在硅等基板上形成的GMR元件构成的磁检测元件11、12和偏置磁铁13A、13B。如图1A所示，构成电流检测装置10的磁检测元件11、12是以在左右两端部交互地折返多次的方式配置的弯曲形状。

磁检测元件11、12是由固定了磁化方向Mp1、Mp2的固定层、自由层、分离这些固定层和自由层的非磁性层层叠而构成，所述自由层的磁化方向θ1、θ2分别随着向与的上述磁化方向Mp1、Mp2各自大致正交的方向施加的偏置磁场Bbl，Bb2和被测定磁场Bm而变化。被测定磁场Bm是通过被测定电流产生的磁场，磁化方向θ1、θ2是以固定层的磁化方向Mp1、Mp2为基准的自由层的磁化方向的角度。

在图1A中，磁检测元件11的固定层的磁化方向Mp1为向上，偏置磁场Bb1为向右。另一方面，磁检测元件12的固定层的磁化方向Mp2与磁化方向Mp1正相反而向下，偏置磁场Bb2与偏置磁场Bb1正相反而向左。即，在磁检测元件11和磁检测元件12中，固定层的磁化方向Mp1、Mp2和偏置磁场Bb1、Bb2的方向各自相反。

图1B和图1C表示磁检测元件11、12和偏置磁场生成单元即偏置磁铁13A、13B的关系。偏置磁铁13A、13B由在磁检测元件11、12的上方形成的平板状的磁铁构成，并生成图示的偏置磁场Bb1、Bb2。如图1A所示，偏置磁铁13A、13B是覆盖整个磁检测元件11、12那样的长方体形状。通过相同形状和材质的部件构成偏置磁铁13A、13B以便向磁检测元件11、12供给相同大小的偏置磁场Bb1、Bb2。

偏置磁铁13A、13B被磁化其左右两端面部分别成为磁极。在偏置磁铁13A中，左侧端面部为N极，右侧端面部为S极，如图1B所示，沿着从左侧端面部(N极)向右侧端面部(S极)的方向生成偏置磁场Bb1。另一方面，在偏置磁铁13B中，右侧端面部为N极，左侧端面部为S极，沿着从左侧端面部(N极)向右侧端面部(S极)的方向生成偏置磁场Bb2。

通过磁检测元件11的上侧的偏置磁铁13A，向位于偏置磁铁13A的下方的磁检测元件11施加向右的偏置磁场Bb1。相反，通过磁检测元件12的上侧的偏置磁铁13B，向位于偏置磁铁13B的下方的磁检测元件12施加向左的偏置磁场Bb2。即，向磁检测元件11、12施加大小彼此相同且方向彼此相反的偏置磁场Bb1、Bb2。

在图2A中，作为磁检测元件11、12的磁检测原理分别表示向磁检测元件11、12施加的被测定磁场Bm、固定层的磁化方向Mp1、Mp2、偏置磁场Bb1、Bb2、以及合成磁场B1、B2的关系。

在图2A中，被测定磁场Bm的施加方向与固定层的磁化方向Mp1、Mp2大致平行。合成磁场B1、B2是合成偏置磁场Bb1、Bb2和被测定磁场Bm而得的磁场。如图2A所示，用被测定磁场Bm的平方和偏置磁场Bb1、Bb2的平方的合计值的平方根表示合成磁场B1、B2的大小。在合成磁场B1、B2与为固定层的磁化方向Mp1、Mp2所成的各个角度θ1、θ2小于90度时，与此相伴地，固定层、非磁性层、自由层的层叠方向的电流密度分布变广，电阻值R也变低。相反，在角度θ1、θ2大于90度时，与此相伴地，固定层、非磁性层、自由层的层叠方向的电流密度分布变窄，电阻值R也变高。

在图2A中，磁检测元件11处于被测定磁场Bm的施加方向与磁化方向Mp1相同，且角度θ1小于90度的关系。另一方面，在图2A中，磁检测元件12处于被测定磁场Bm的施加方向与磁化方向Mp2相反，且角度θ2大于90度的关系。

即，自由层的磁化方向随着偏置磁场Bb1、Bb2和被测定磁场Bm的合成磁场B1、B2的方向而旋转，磁检测元件11、12的电阻值根据自由层的磁化方向的旋转量而变化。即，根据该合成磁场B1、B2和被测定磁场Bm所构成的角度θ1、θ2，决定磁检测元件11、12的电阻R。

如图2B所示，电流检测装置10的电路结构是以固定层的磁化方向Mp1、Mp2彼此成为相反方向(相差约180度的方向)的方式串联连接了磁检测元件11和具有与其相同的结构的磁检测元件12而得到的半桥结构，并且，偏置磁场Bb1、Bb2也各自成为相反方向(相差约180度的方向)。

磁检测元件11的固定层的磁化方向Mp1为向上，磁检测元件12的固定层的磁化方向Mp2是与之正相反的向下。此外，向磁检测元件11的自由层施加的偏置磁场Bb1为向右，向磁检测元件12的自由层施加的偏置磁场Bb2是与之正相反的向左。另外，为了方便而表示了磁检测元件11、12的固定层的磁化方向形成为反向的情况，这些箭头的方向与电路结构没有任何关系。

向电流检测装置10的磁检测元件11的第1电极施加电源电压+Vcc/2(例如，约2.5V)，向磁检测元件12的第2电极施加电源电压﹣Vcc/2(例如，约﹣2.5V)。从磁检测元件11和磁检测元件12的连接部即磁检测元件11的第2电极和磁检测元件12的第1电极将输出电压信号Vout输出。

此时，构成为磁检测元件11、12的磁阻变化率大致相同。在此，磁阻变化率分别根据GMR的结构和组成来决定，因此使磁检测元件11、12的结构和组成大致相同。

通过以上的结构，能够抑制干扰磁场对输出电压信号的影响。例如，干扰磁场为偏置磁场的约1％程度大小的情况下，输出电压信号的变动率为约0.54％，而通过该实施方式能够改善到0.0036％。此外，干扰磁场为偏置磁场的约10％程度大小的情况下，输出电压信号的变动率为约5.2％，但可以改善到0.36％。并且，干扰磁场为偏置磁场的约50％程度大小的情况下，输出电压信号的变动率为约22％，但可以改善到9.9％。

(第1实施方式的作用和效果)

向与图1A所示的磁检测元件11、12的偏置磁场Bb1、Bb2的方向平行的方向施加用虚线箭头所示的干扰磁场ΔBb时，磁检测元件11、12的各偏置磁场Bb1、Bb2变化，因此与不存在干扰磁场ΔBb的情况相比，各磁检测元件11、12的电阻分别变化。这相当于磁检测元件11、12的灵敏度变化。并且，由于构成为磁检测元件11、12的偏置磁场Bb1、Bb2的大小相同、方向彼此正相反，因此能够消除干扰磁场ΔBb的影响，即使存在干扰磁场ΔBb时也能够抑制灵敏度的变化。

通过使磁检测元件11、12的磁阻变化率相同，向磁检测元件11的第1电极施加电源电压+Vcc/2，向磁检测元件12的第2电极施加电源电压﹣Vcc/2，即向磁检测元件11、12施加大小相同的正负电压，能够明显提高存在干扰磁场ΔBb时的抑制灵敏度的变化的效果。

磁检测元件11、12的磁阻变化率相同，由此即使在混入了外部磁场等干扰的情况下，也能够抑制检测灵敏度的变化。

[第2实施方式]

接着，参照图3A和图3B说明本发明的第2实施方式。图3A是表示本发明的第2实施方式的电流检测装置的概要结构的图，与图1A对应。图3B是表示图3A的C-C’线截面的图。在该第2实施方式中，代替图1A的偏置磁铁13A、13B，在磁检测元件11A、12A上设置了用于供给偏置磁场的偏置线圈13，其他结构与第1实施方式相同。以下，重点说明该不同部分即偏置线圈13的结构，并对与在第1实施方式说明的构成要素相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。

通过由同样形成在硅等基板上的GMR元件构成的磁检测元件11A、12A和偏置线圈13来构成电流检测装置10A。与图1A同样地，构成电流检测装置10A的磁检测元件11A、12A是以在左右两端部交互地折返多次的方式配置的弯曲形状。

在图3A中，磁检测元件11A的固定层的磁化方向Mp1为向上，偏置磁场Bb1为向右。另一方面，磁检测元件12A的固定层的磁化方向Mp2与磁化方向Mp1正相反而向下，偏置磁场Bb2与偏置磁场Bb1正相反而向左。即，在磁检测元件11A和磁检测元件12A中，固定层的磁化方向Mp1、Mp2和偏置磁场Bb1、Bb2的方向分别相反。

通过在磁检测元件11A、12A的上方形成的偏置线圈13生成偏置磁场Bb1、Bb2。通过与磁检测元件11A、12A的制造工序相同的薄膜工艺形成该偏置线圈13。偏置线圈13一端与偏置端子1b连接，另一端与接地端子GND连接，从未图示的偏置电流源向偏置线圈13供给例如约10mA的偏置磁场用的偏置电流Ib。

在偏置线圈13中流过图3B所示的偏置电流Ib。即，在磁检测元件11A的上方的偏置线圈13中，向纸面外侧流过偏置电流1b。由此，在偏置线圈13的周围产生逆时针方向的磁场Bb1，向磁检测元件11A施加向右的偏置磁场Bb1。另一方面，在磁检测元件12A上方的偏置线圈13中，向纸面内侧方向流过偏置电流Ib。由此，在偏置线圈13的周围产生顺时针方向的磁场Bb2，向磁检测元件12A施加向左的偏置磁场Bb2。

磁检测元件11A、12A中的被测定磁场Bm、固定层的磁化方向Mp1、Mp2、偏置磁场Bbl、Bb2、以及合成磁场B1、B2的关系与图2A相同。此外，由磁检测元件11A、12A构成的电流检测装置10A的电路结构也与图2B相同。

(第2实施方式的作用和效果)

根据以上说明的第2实施方式，能够得到与在第1实施方式中说明的效果相同的效果。

另外，在第1实施方式中，通过2个偏置磁铁13A、13B生成方向反向的偏置磁场Bb1、Bb2，而在第2实施方式中，通过在1个偏置线圈13的两端配置磁检测元件11A、12A，向磁检测元件11A、12A供给方向反向的偏置磁场Bb1、Bb2，因此能够并列排列磁检测元件11A、12A，能够使元件整体小型化。

图4是分别表示串联连接的半桥结构的电流检测装置的各磁检测元件中的固定层的磁化方向Mp1、Mp2与偏置磁场Bbl、Bb2的关系的组合的图。

在图4中，电流检测装置40是由串联连接的半桥结构的磁检测元件401、402构成的装置，分别与图1A的电流检测装置10和图3A的电流检测装置10A对应。磁检测元件401与图1A的磁检测元件11和图3A的磁检测元件11A对应，磁检测元件402与图1A的磁检测元件12和图3A的磁检测元件12A对应。

磁检测元件401的固定层的磁化方向Mpl与图1A的磁检测元件11和图3A的磁检测元件11A同为向上，偏置磁场Bb1为向右。磁检测元件402的固定层的磁化方向Mp2与图1A的磁检测元件12和图3A的磁检测元件12A相同，为与磁化方向Mp1正相反的向下，偏置磁场Bb2为与偏置磁场Bb1正相反的向左。

在图4中，由串联连接的半桥结构的磁检测元件411、412构成电流检测装置41。磁检测元件411的固定层的磁化方向Mp1为向下，偏置磁场Bb1为向右。磁检测元件412的固定层的磁化方向Mp2为与磁化方向Mp1正相反的向上，偏置磁场Bb2为与偏置磁场Bb1正相反的向左。

该电流检测装置41对应于调换了图1A中的磁检测元件11和磁检测元件12的配置而得的装置。此外，对应于调换了图3A中的磁检测元件11A和磁检测元件12A的配置而得的装置。

在图4中，由串联连接的半桥结构的磁检测元件421、422构成电流检测装置42。磁检测元件421的固定层的磁化方向Mp1为向上，偏置磁场Bb1为向左。磁检测元件422的固定层的磁化方向Mp2为与磁化方向Mp1正相反的向下，偏置磁场Bb2为与偏置磁场Bb1正相反的向右。

该电流检测装置42对应于调换了图1A中的偏置磁铁13A和偏置磁铁13B的配置而得的装置。此外，对应于使流过图3A中的偏置线圈13的偏置电流Ib的方向为相反方向而得的装置。

在图4中，由串联连接的半桥结构的磁检测元件431、432构成电流检测装置43。磁检测元件431的固定层的磁化方向Mp1为向下，偏置磁场Bb1为向左。磁检测元件432的固定层的磁化方向Mp2为与磁化方向Mp1正相反的向上，偏置磁场Bb2为与偏置磁场Bb1正相反的向右。

该电流检测装置43对应于将图1A中的磁检测元件11和偏置磁铁13A分别与磁检测元件12和偏置磁铁13B调换而得的装置。此外，对应于调换了图3A中的磁检测元件11A和磁检测元件12A的配置，并且使流过偏置线圈13的偏置电流Ib的方向为相反方向而得的装置。

上述的电流检测装置40～43构成为串联连接的半桥结构的各磁检测元件的固定层的磁化方向和偏置磁场的关系是大小相同且各自方向相反。

[第3实施方式]

接着，参照图5说明本发明的第3实施方式。图5是表示本发明的第3实施方式的电流检测装置的概要结构的图，与图1A对应。在该第3实施方式中，电流检测装置50由4个磁检测元件51～54的全桥结构构成，各元件的结构与第1实施方式相同。

磁检测元件51、52串联连接，磁检测元件53、54串联连接。磁检测元件51、52的串联连接部和磁检测元件53、54的串联连接部并联连接。将这样的4个磁检测元件51～54的连接结构体称为全桥结构。

在磁检测元件51、52的上方形成平板状的偏置磁铁55A，在磁检测元件53、54的上方同样形成平板状的偏置磁铁55B。如图5所示，偏置磁铁55A是覆盖磁检测元件51、52整体的长方体形状，如图5所示，偏置磁铁55B是覆盖磁检测元件53、54整体的长方体形状。偏置磁铁55A将相同大小、相同方向的偏置磁场Bb1、Bb2分别供给到磁检测元件51、52。偏置磁铁55B将相同大小、相同方向的偏置磁场Bb3、Bb4分别供给到磁检测元件53、54。

向由4个磁检测元件51～54的全桥结构构成的电流检测装置50的磁检测元件51和磁检测元件53的第1电极施加电源电压+Vcc/2(例如，约2.5V)，向磁检测元件52和磁检测元件54的第2电极施加电源电压﹣Vcc/2(例如，约﹣2.5V)。从磁检测元件51和磁检测元件52的连接部即磁检测元件51的第2电极和磁检测元件52的第1电极将输出电压信号Vout1输出，从磁检测元件53和磁检测元件54的接部即磁检测元件53的第2电极和磁检测元件54的第1电极将输出电压信号Vout2输出。全桥结构的输出被作为输出电压信号Vout1与输出电压信号Vout2的输出的差Vout而输出。对于电源的供给，可以向第1电极施加电源电压+Vcc(例如，约5.0V)，并将第2电极与接地端子连接。该情况下，接地端子侧的磁检测元件52、54的磁阻变化率大致相同，由此即使在混入了外部磁场等干扰的情况下，也能够抑制检测灵敏度的变化。

在图5中，磁检测元件51的固定层的磁化方向Mp1为向上，偏置磁场Bb1为向左。磁检测元件52的固定层的磁化方向Mp2为与磁化方向Mp1正相反的向下，偏置磁场Bb2与偏置磁场Bb1为相同大小且向左。即，在磁检测元件51和磁检测元件52中，固定层的磁化方向Mp1、Mp2的方向相反，偏置磁场Bb1、Bb2的大小和方向相同。

另一方面，在图5中，磁检测元件53的固定层的磁化方向Mp3为向下，偏置磁场Bb3为向右。磁检测元件54的固定层的磁化方向Mp4为与磁化方向Mp3正相反的向上，偏置磁场sb4为与偏置磁场Bb3相同的向右。即，在磁检测元件53和磁检测元件54中，固定层的磁化方向Mp3、Mp4的方向相反，偏置磁场Bb3、Bb4的方向相同。

即，由4个磁检测元件51～54的全桥结构构成的电流检测装置50的情况下，对于串联连接的磁检测元件51和磁检测元件52、以及磁检测元件53和磁检测元件54，构成为彼此固定层的磁化方向是相反方向，对于磁检测元件51和磁检测元件54这2个磁检测元件以及磁检测元件52和磁检测元件53这2个磁检测元件，构成为彼此偏置磁场是相反方向。由此，磁检测元件51和磁检测元件52串联连接的半桥结构的灵敏度因干扰磁场ΔBb而变化(例如减少)，因此输出电压信号Vout1变化(例如，从绝对值来看是减少)，相反，磁检测元件53和磁检测元件54串联连接的半桥结构的灵敏度因干扰磁场ΔBb而向相反方向变化(例如增加)，因此输出电压信号Vout2变化(例如，从绝对值来看是增加)。作为全桥结构全体，结果是输出电压信号Vout的干扰磁场ΔBb的影响被消除，即使存在干扰磁场ΔBb的情况下也能够抑制灵敏度的变化。

图6和图7分别是表示用于实现与上述的全桥结构的电流检测装置相同的作用的各磁检测元件中的固定层的磁化方向Mp1～Mp4和偏置磁场Bb1～Bb4的关系的第1和第2组合群的图。

在图6中，电流检测装置60是磁检测元件601、602的串联连接部和磁检测元件603、604的串联连接部并联连接的全桥结构，与图5的电流检测装置50对应。磁检测元件601与图5的磁检测元件51对应，磁检测元件602与图5的磁检测元件52对应，磁检测元件603与图5的磁检测元件53对应，磁检测元件604与图5的磁检测元件54对应。

磁检测元件601的固定层的磁化方向Mp1与图5的磁检测元件51同为向上，偏置磁场Bb1为向左。磁检测元件602的固定层的磁化方向Mp2与图5的磁检测元件52相同，为与磁化方向Mp1正相反的向下，偏置磁场Bb2与偏置磁场Bb1同为向左。磁检测元件603的固定层的磁化方向Mp3与图5的磁检测元件53同为向下，偏置磁场Bb3为与偏置磁场Bb2正相反的向右。磁检测元件604的固定层的磁化方向Mp4与图5的磁检测元件54相同，为与磁化方向Mp3正相反的向上，偏置磁场Bb4为与偏置磁场Bb1正相反的向右。

在图6中，电流检测装置61是磁检测元件611、612的串联连接部和磁检测元件613、614的串联连接部并联连接的全桥结构。电流检测装置61的各磁检测元件611～614的固定层的磁化方向Mpl～Mp4的方向分别为与电流检测装置60的对应的各磁检测元件601～604相反的方向。

在图6中，电流检测装置62是磁检测元件621、622的串联连接部和磁检测元件623、624的串联连接部并联连接的全桥结构。电流检测装置62的各磁检测元件621～624的偏置磁场Bb1～Bb4的方向分别为与电流检测装置60的对应的各磁检测元件601～604相反的方向。

在图6中，电流检测装置63是磁检测元件631、632的串联连接部和磁检测元件633、634的串联连接部并联连接的全桥结构。电流检测装置63的各磁检测元件631～634的固定层的磁化方向Mpl～Mp4的方向以及偏置磁场Bb1～Bb4的方向分别为与电流检测装置60的对应的各磁检测元件601～604相反的方向。

在图7中，电流检测装置70是磁检测元件701、702的串联连接部和磁检测元件703、704的串联连接部并联连接的全桥结构。电流检测装置70的各磁检测元件703、704的固定层的磁化方向Mp3、Mp4的方向分别与电流检测装置60的对应的各磁检测元件603、604相反的方向，并且磁检测元件702、704的偏置磁场Bb2、Bb4的方向分别为与电流检测装置60的对应的磁检测元件602、604分别相反的方向。

在图7中，电流检测装置71是磁检测元件711、712的串联连接部和磁检测元件713、714的串联连接部并联连接的全桥结构。电流检测装置71的各磁检测元件711、712的固定层的磁化方向Mp1、Mp2的方向分别为与电流检测装置60的对应的各磁检测元件601、602相反的方向，并且磁检测元件712、714的偏置磁场Bb2、Bb4的方向分别为与电流检测装置60的对应的磁检测元件602、604分别相反的方向。

在图7中，电流检测装置72是磁检测元件721、722的串联连接部和磁检测元件723、724的串联连接部并联连接的全桥结构。电流检测装置72的各磁检测元件723、724的固定层的磁化方向Mp3、Mp4的方向分别为与电流检测装置60的对应的各磁检测元件603、604相反的方向，并且磁检测元件721、723的偏置磁场Bb1、Bb3的方向分别为与电流检测装置60的对应的各磁检测元件601、603分别相反的方向。

在图7中，电流检测装置73是磁检测元件731、732的串联连接部和磁检测元件733、734的串联连接部并联连接的全桥结构。电流检测装置73的各磁检测元件731、732的固定层的磁化方向Mp1、Mp2的方向分别为与电流检测装置60的对应的各磁检测元件601、602相反的方向，并且磁检测元件731、733的偏置磁场Bbl、Bb3的方向分别为与电流检测装置60的对应的各磁检测元件601、603分别相反的方向。

上述的电流检测装置60～63、70～73构成为从全桥结构的4个磁检测元件中任意选择的2个磁检测元件与其他2个磁检测元件的偏置磁场大小相同而方向相反。

(第3实施方式的作用和效果)

根据以上说明的第3实施方式，能够得到与在第1和第2实施方式中说明的效果相同的效果。

在上述的第3实施方式中，作为生成偏置磁场的单元，以偏置磁铁55A、55B为例进行了说明，但如第2实施方式所示，也可以通过与磁检测元件的制造工序相同的薄膜工艺在磁检测元件的上方形成偏置线圈。在该情况下，也可以在1个偏置线圈的下方配置4个磁检测元件，由此能够使元件整体小型化。

(实施方式的总结)

接着，引用实施方式中的符号等来记载从以上说明的实施方式中掌握的技术思想。但是，以下记载的各符号并非将要求保护的构成要素限定于实施方式中具体表示的部件等。

[1]一种半桥结构的电流检测装置(10、10A、40、41、42、43)，其由以固定层的磁化方向(Mp1、Mp2)的朝向彼此成相反方向的方式串联连接的第1和第2磁检测元件((11、12)(11A、12A)(401、402)、(411、412)、(421、422)、(431、432))构成，该电流检测装置(10、10A、40、41、42、43)具备：偏置磁场生成单元(13、(13A、13B))，其对所述第1和第2磁检测元件((11、12)、(11A、12A))施加大小大致相同、沿着与所述磁化方向(Mp1、Mp2)大致正交的方向、且彼此成相反方向的偏置磁场(Bb1、Bb2)。

在串联连接的半桥结构的电流检测装置中，构成为使固定层的磁化方向(Mp1、Mp2)的朝向为相反方向，偏置磁场(Bb1、Bb2)为大小相同、方向相反，由此能够消除干扰磁场ΔBb的影响，即使是存在干扰磁场ΔBb的情况下，也能够抑制灵敏度的变化。

[2]根据所述[1]所记载的电流检测装置(10、10A、40、41、42、43)，分别向所述第1和第2磁检测元件((11、12)、(11A、12A)、(401、402)、(411、412)、(421、422)、(431，432))施加大小大致相同的正负电压(±Vcc/2)。

这里，通过向半桥结构的电流检测装置施加正负的相同大小的电压(±Vcc/2)，明显提高了存在干扰磁场ΔBb时的抑制灵敏度的变化的效果。另外，优选的是正负电压的大小相同，但若为约±10％程度则大小也可以不同。

[3]根据所述[1]或[2]所记载的电流检测装置(10、10A、40、41、42、43)，所述第1和第2磁检测元件((11、12)、(11A、12A)、(401、402)、(411、412)、(421、422)、(431，432))的磁阻变化率相同。

通过使磁阻变化率大致相同，抑制了电流检测装置的灵敏度的变化。

[4]根据所述[1]至[3]中的任一项所记载的电流检测装置(10、10A、40、41、42、43)，所述偏置磁场生成单元(13A、13B)包括：第1偏置磁铁(13A)，其被设置在基板(10、10A)上的所述第1磁检测元件(11、11A)的上方；以及第2偏置磁铁(13B)，其被设置在所述基板上的所述第2磁检测元件(12、12A)的上方。

作为偏置磁场生成单元使用了磁铁。

[5]根据所述[1]至[3]中的任一项所记载的电流检测装置(10、10A、40、41、42、43)，所述偏置磁场生成单元(13)由设置在基板上的所述第1和第2磁检测元件的上方的1个偏置线圈(13)构成。

这里作为偏置磁场生成单元使用了偏置线圈。通过在1个偏置线圈的两侧配置磁检测元件，能够向磁检测元件供给相反方向的偏置磁场，因此能够使元件整体小型化。

[6]一种全桥结构的电流检测装置(50、60、61、62、63、70、71、72、73)，其由第1和第2磁检测元件((51、52)、(601、602)、(611、612)、(621、622)、(631、632)、(701、702)、(711、712)、(721、722)、(731、732))以及第3和第4磁检测元件((53、54)、(603、604)、(613、614)、(623、624)、(633、634)、(703、704)、(713、714)、(723、724)、(733、734))构成，所述第1和第2磁检测元件((51、52)、(601、602)、(611、612)、(621、622)、(631、632)、(701、702)、(711、712)、(721、722)、(731、732))以固定层的磁化方向(Mp1、Mp2)的朝向彼此成相反方向的方式串联连接，所述第3和第4磁检测元件((53、54)、(603、604)、(613、614)、(623、624)、(633、634)、(703、704)、(71,3、714)、(723、724)、(733、734))以固定层的磁化方向(Mp3、Mp4)的朝向彼此成相反方向的方式串联连接，所述第1和第2磁检测元件((51、52)、(601、602)、(611、612)、(621、622)、(631、632)、(701、702)、(711、712)、(721、722)、(731、732))与第3和第4磁检测元件((53、54)、(603、604)、(613、614)、(623、624)、(633、634)、(703、704)、(713、714)、(723、724)、(733、734))并联连接，该电流检测装置(50、60、61、62、63、70、71、72、73)具备：偏置磁场生成单元(55A、55B)，其对从所述第1至第4磁检测元件((51、52、53、54)、(601、602、603、604)、(611、612、613、614)、(621、622、623、624)、(631、632、633、634)、(701、702、703、704)、(711、712、713、714)、(721、722、723、724)、(731、732、733、734))中选择出的任意2个磁检测元件以及剩余的2个磁检测元件施加大小大致相同、沿着与所述磁化方向(Mp1、Mp2、Mp3、Mp4)大致正交的方向、且彼此成相反方向的偏置磁场(Bb1、Bb2、Bb3、Bb4)。

这里，通过将串联连接的半桥结构的电流检测装置进一步并联连接而构成全桥结构的电流检测装置，在该全桥结构的电流检测装置中，使串联连接的磁检测元件之间的固定层的磁化方向的朝向为相反方向，使从全桥结构的4个磁检测元件中任意选择的2个磁检测元件和其他2个磁检测元件的偏置磁场构成为大小相同且方向相反，由此能够消除干扰磁场ΔBb的影响，即使是存在干扰磁场ΔBb的情况下，也能够抑制灵敏度的变化。

[7]根据所述[6]所记载的电流检测装置(50、60、61、62、63、70、71、72、73)，分别向所述第1和第3磁检测元件((51、53)、(601、603)、(611、613)、(621、623)、(631、633)、(701、703)、(711、713)、(721、723)、(731、733))的连接部、以及所述第2和第4磁检测元件((52、54)、(602、604)、(612、614)、(622、624)、(632、634)、(702、704)、(712、714)、(722、724)、(732、734))的连接部施加大小大致相同的正负电压(±Vcc/2)。

这里，通过向全桥结构的电流检测装置施加正负的相同大小的电压(±Vcc/2)，明显提高了存在干扰磁场ΔBb时的抑制灵敏度的变化的效果。

[8]根据所述[7]所记载的电流检测装置，所述任意2个磁检测元件和所述剩余的2个磁检测元件的各个对的磁阻变化率相同。

这里，通过使任意选择的对的磁检测元件之间的磁阻变化率大致相同，抑制了电流检测装置的灵敏度的变化。

[9]根据所述[6]所记载的电流检测装置，向所述第1和第3磁检测元件((51、53)、(601、603)、(611、613)、(621、623)、(631、633)、(701、703)、(711、713)、(721、723)、(731、733))的连接部施加电压，使所述第2和第4磁检测元件((52、54)、(602、604)、(612、614)、(622、624)、(632、634)、(702、704)、(712、714)、(722、724)、(732、734))的连接部接地。

这里，使全桥结构的电流检测装置的一方电极接地，而向另一方电极施加电压(+Vcc)，可将输出电压Vout输出。

[10]根据所述[9]所记载的电流检测装置，所述第2和第4的磁阻变化率相同。

这里，在使全桥结构的电流检测装置的一方电极接地，而向另一方电极施加电压(+Vcc)时，通过使接地侧的磁检测元件的磁阻变化率大致相同，抑制了电流检测装置的灵敏度的变化。

[11]根据所述[6]至[10]中的任一项所记载的电流检测装置(50、60、61、62、63、70、71、72、73)，所述偏置磁场生成单元(55A、55B)包括：第1偏置磁铁(55A)，其被设置在基板上的所述第1和第2磁检测元件的上方；以及第2偏置磁铁(55B)，其被设置在所述基板上的所述第3和第4磁检测元件的上方。

这里的偏置磁场生成单元使用了磁铁。

[12]根据所述[6]至[10]中的任一项所记载的电流检测装置(50、60、61、62、63、70、71、72、73)，所述偏置磁场生成单元由设置在基板上的所述第1、第2、第3以及第4磁检测元件的上方的1个偏置线圈构成。

这里，作为偏置磁场生成单元使用了偏置线圈。通过在1个偏置线圈的两侧配置4个磁检测元件，能够向磁检测元件供给相反方向的偏置磁场，因此能够使元件整体小型化。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述所记载的实施方式并不限定要求保护的发明。此外，应注意在实施方式中说明的特征的所有组合未必是用于解决本发明的课题的手段所必需的。

另外，优选的是磁检测元件的磁化方向与偏置磁场正交，但只要是正交方向起的大约±10°程度以内，则也可以倾斜。

优选的是构成电流检测装置的磁检测元件之间的磁化方向平行，但只要是大约±20°程度以内，则也可以倾斜。

优选的是向构成电流检测装置的磁检测元件供给的偏置磁场的大小相同，但只要是大约±10％程度以内，则其大小也可以不同。

Claims (7)

1.一种全桥结构的电流检测装置，其由第1和第2磁检测元件以及第3和第4磁检测元件构成，所述第1和第2磁检测元件以固定层的磁化方向的朝向彼此成相反方向的方式串联连接，所述第3和第4磁检测元件以固定层的磁化方向的朝向彼此成相反方向的方式串联连接，所述第1和第2磁检测元件与所述第3和第4磁检测元件并联连接，其特征在于，所述电流检测装置具备：

偏置磁场生成单元，其对从所述第1至所述第4磁检测元件中选择出的任意2个磁检测元件以及剩余的2个磁检测元件施加大小大致相同、沿着与所述磁化方向大致正交的方向、且彼此成相反方向的偏置磁场；

其中，所述偏置磁场生成单元向所述第1和第2磁检测元件施加第一偏置磁场，并且向所述第3和第4磁检测元件施加第二偏置磁场，并且

所述第一偏置磁场的磁场方向和所述第二偏置磁场的磁场方向，分别大致正交于各自对应的、彼此串联连接的磁检测元件的磁化方向。

2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，

分别向所述第1和所述第3磁检测元件的连接部、以及所述第2和所述第4磁检测元件的连接部施加大小大致相同的正负电压。

3.根据权利要求2所述的电流检测装置，其特征在于，

所述任意2个磁检测元件的对和所述剩余的2个磁检测元件的对的磁阻变化率相同。

4.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，

向所述第1和所述第3磁检测元件的连接部施加电压，使所述第2和所述第4磁检测元件的连接部接地。

5.根据权利要求4所述的电流检测装置，其特征在于，

所述第2和所述第4磁检测元件的磁阻变化率相同。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电流检测装置，其特征在于，

所述偏置磁场生成单元包括：

第1偏置磁铁，其被设置在基板上的所述第1和第2磁检测元件的上方；以及

第2偏置磁铁，其被设置在所述基板上的所述第3和第4磁检测元件的上方。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的电流检测装置，其特征在于，

所述偏置磁场生成单元由设置在基板上的所述第1、所述第2、所述第3以及所述第4磁检测元件的上方的1个偏置线圈构成。