CN105954691A - 磁传感器装置 - Google Patents

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Abstract

磁传感器装置，是使用霍尔元件的磁传感器，降低使用自旋电流方式的、降低磁偏移的电路中的磁偏移。该磁传感器装置具有：电流路径切换用开关，其与霍尔元件的各端子连接，在第一电流路径和第二电流路径之间进行切换；输出路径切换用开关，其与霍尔元件的各端子连接，将输出霍尔电压的路径在第一输出路径和第二输出路径之间进行切换；以及减法器，其输出第一输出路径的输出电压和第二输出路径的输出电压之间的差分，使第一输出路径和第二输出路径的布线电阻值构成为相同。

Description

磁传感器装置
技术领域
本发明涉及使用霍尔元件的磁传感器装置，更详细来说，涉及降低自旋电流方式的磁传感器装置的磁偏移的技术。
背景技术
从霍尔元件输出的霍尔电压不仅是被施加的磁场的信号成分，还包含磁偏移成分。磁偏移是指由于制造霍尔元件时的制造偏差或施加到霍尔元件的应力等各种原因而产生的误差成分。由于磁偏移是误差成分，所以较大程度地影响到磁传感器的精度下降。
专利文献1公开了一种使用自旋电流方式来降低磁偏移成分的电路。在自旋电流方式中，输出以下两个霍尔电压的差分，该两个霍尔电压为：针对霍尔元件使电流在第一方向上流过，并从此时不流过电流的2个端子获得的霍尔电压；以及针对霍尔元件使电流在与第一方向垂直的第二方向上流过，从此时不流过电流的2个端子获得的霍尔电压。因此，由于仅将第一方向和第二方向的信号成分相加，所以磁偏移成分被抵消。
专利文献1：日本特开2001-337147号公报
但是，即使使用自旋电流方式，也存在以下问题：由于布局图案对寄生电阻的影响，产生新的噪声成分。
图5是以往的磁传感器装置的配置布线图。
这里，使电流从SW3向SW4在第一方向上流过。在使用霍尔元件的磁传感器中，在自旋电流方式的磁偏移降低电路中，在输出电压切换用N沟道型场效应晶体管SW5和SW6的N+源极与P型基板之间存在PN结二极管D1～D4，漏电流少量流过。因此，如果从霍尔元件的端子H1～H4到输出电压切换用N沟道型场效应晶体管SW5和SW6的N+源极的布线电阻不是相同值，则即使从霍尔元件输出相同的霍尔电压，也会产生PN结二极管引起的压降，从而第一方向和第二方向上的信号电平产生差异，即使使用自旋电流方式的偏移降低电路也会残存噪声成分。
发明内容
本发明正是鉴于这种问题点而完成的，其目的在于在使用霍尔元件的磁传感器中，关于用于降低磁偏移的自旋电流方式的电路，通过对布局图案进行研究，降低磁偏移。
为了解决上述的课题，本发明的磁传感器装置设为以下的结构。
一种磁传感器装置，其具有：电流路径切换用开关，其与霍尔元件的各端子连接，在第一电流路径和第二电流路径之间进行切换；输出路径切换用开关，其与霍尔元件的各端子连接，将输出霍尔电压的路径在第一输出路径和第二输出路径之间进行切换；以及减法器，其输出第一输出路径的输出电压和第二输出路径的输出电压之间的差分，使第一输出路径和第二输出路径的布线电阻值构成为相同。
根据本发明的磁传感器装置，能够通过将从霍尔元件的输出端子到输出电压切换用开关的布线电阻值设为相同的值，降低磁偏移。
附图说明
图1是本实施方式的磁传感器装置的配置布线图的一例。
图2是示出本实施方式的磁传感器装置的霍尔电压的成分明细的图。
图3是本实施方式的磁传感器装置的配置布线图的另一例。
图4是示出本实施方式的磁传感器装置的霍尔电压的成分明细的图。
图5是以往的磁传感器装置的配置布线图。
标号说明
1：霍尔元件；2：减法器；SW5～SW6：开关元件。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本实施方式的磁传感器装置的配置布线图的一例。
关于霍尔元件1的原点，呈X轴和Y轴对称地配置SW5和SW6。将与从端子H4朝向端子H2的水平线水平的方向设为X轴方向，将与X轴垂直的方向设为Y轴方向。如果各布线的单位布线电阻值相同，则通过如图1这样使布线的长度相等，布线L1～L4的布线电阻值变为相等。
图2是示出图1的实施方式的磁传感器装置的霍尔电压的成分明细的图。
将使电流从端子H3朝向端子H4在第一方向上流过时的状态设为将使电流从端子H1朝向端子H2在第二方向上流过时的状态设为此外，将输出电压切换用开关SW5的输出电压设为V1，将输出电压切换用开关SW6的输出电压设为V2。将状态时的电压V1设为将状态时的电压V2设为将状态时的电压V1设为将状态时的电压V2设为在之后的说明中全部设为从上部向磁传感器施加磁场。
施加了磁场时的状态下的电压和电压为：
此外，状态下的电压和电压为：
将用减法器2实施(1)-(2)后的结果设为电压实施(3)-(4)后的结果设为电压来进行计算时，为以下的(5)和(6)式。
并且，在用减法器2进行后，减法器2的输出电压为：
(+2ΔR+2Bos)-(-2ΔR+2Bos)＝+4ΔR (7)，
仅将磁信号成分相加，磁偏移成分和布线L1～L4的压降γ被抵消，而不从减法器2中输出。
另外，如果布线L1～L4的布线电阻值相同，则SW5和SW6到霍尔元件1的距离等配置部位没有限定。
图3是本实施方式的磁传感器装置的配置布线图的另一例。
关于霍尔元件的原点在一侧配置SW5和SW6。如果布线L1和布线L3的布线电阻值相同，并且布线L2和布线L4的布线电阻值相同，则切换SW5和SW6时的霍尔元件1和减法器2之间的布线电阻值相等。
图4是示出图3的实施方式的磁传感器装置的霍尔电压的成分明细的图。
将使电流从端子H3朝向端子H4在第一方向上流过时的状态设为将使电流从端子H1朝向端子H2在第二方向上流过时的状态设为此外，将输出电压切换用开关SW5的输出电压设为V1，将输出电压切换用开关SW6的输出电压设为V2。将状态时的电压V1设为将状态时的电压V2设为将状态时的电压V1设为将状态时的电压V2设为
施加了磁场时的状态下的电压和电压为：
此外，状态下的电压和电压为：
将用减法器2实施(1)-(2)后的结果设为电压实施(3)-(4)后的结果设为电压来进行计算时，为以下的(5)和(6)式。
并且，在用减法器2进行后，减法器2的输出电压为：
(+2ΔR+2Bos-α+β)-(-2ΔR+2Bos-α+β)＝+4ΔR(14)，
仅对信号相加，磁偏移成分、布线L1、布线L3的压降α和布线L2、布线L4的压降β被抵消，而不从减法器2中输出。
另外，如果布线L1和布线L3的布线电阻值相同，并且布线L2和布线L4的布线电阻值相同，则SW5和SW6到霍尔元件的距离等配置部位没有限定。

Claims (2)

1.一种磁传感器装置，其特征在于，
该磁传感器装置具有：
霍尔元件，其在电源的高电位侧和低电位侧分别具有两个端子；
电流路径切换用开关，其与所述霍尔元件的各端子连接，将流过所述霍尔元件的电流的路径在第一电流路径和第二电流路径之间进行切换；
输出路径切换用开关，其与所述霍尔元件的各端子连接，将所述霍尔元件输出的霍尔电压的输出路径在第一输出路径和第二输出路径之间进行切换；以及
减法器，其输出所述第一输出路径的输出电压和所述第二输出路径的输出电压之间的差分，
所述第一输出路径和所述第二输出路径的布线电阻值相同。
2.根据权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述电流路径切换用开关和所述输出路径切换用开关被配置为关于所述霍尔元件的原点呈X轴和Y轴对称。
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