JP2003185685A - Detector - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、外部の物理量の変
化に応じて抵抗値が変化する検出素子を備えた検出装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detection device equipped with a detection element whose resistance value changes according to changes in an external physical quantity.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、外部の物理量の変化に応じて
抵抗値が変化する検出素子としては、例えば、磁気抵抗
素子が知られている。そして、磁界の変化を検出するた
めに、この磁気抵抗素子をホイーストンブリッジ回路
(図7参照)に接続構成した検出装置が公知である。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a magnetoresistive element has been known as a detecting element whose resistance value changes in accordance with a change in an external physical quantity. A detection device is known in which the magnetoresistive element is connected to a Wheatstone bridge circuit (see FIG. 7) to detect a change in the magnetic field.
【0003】図7に示すように、ホイーストンブリッジ
回路において、対抗する各辺に位置する磁気抵抗素子R
a,Rb、及び磁気抵抗素子Rc,Rdは、同じ特性を
有するとともに、隣接する磁気抵抗素子同士は互いに逆
特性を有している。As shown in FIG. 7, in a Wheatstone bridge circuit, a magnetoresistive element R located on each side facing each other.
The a and Rb and the magnetoresistive elements Rc and Rd have the same characteristics, and the adjacent magnetoresistive elements have mutually opposite characteristics.
【0004】なお、前記磁気抵抗素子が、例えばFe,
Ni,Coなどの遷移金属合金にて構成されている場
合、磁気抵抗素子に流れる電流の方向が磁界の向きと平
行な場合と垂直な場合とで異なる異方性磁気抵抗(これ
をAMR(Anisotropic Magneto-Resistance)とい
う)を示す。この場合、磁気抵抗素子の配置が前記のよ
うに電流の方向が磁界の向きと平行になる場合と、垂直
になる場合とでは、互いに逆特性となる。すなわち、外
部磁界が変化して、一方の磁気抵抗素子の抵抗値が増加
するとき、他方の磁気抵抗素子では、抵抗値が減少す
る。反対に、外部磁界が変化して、一方の磁気抵抗素子
の抵抗値が減少するとき、他方の磁気抵抗素子では、抵
抗値が増加する。The magnetoresistive element is, for example, Fe,
In the case of being composed of a transition metal alloy such as Ni or Co, the anisotropic magnetoresistance which is different depending on whether the direction of the current flowing through the magnetoresistive element is parallel or perpendicular to the direction of the magnetic field (this is called AMR (Anisotropic) Magneto-Resistance))). In this case, the characteristics of the arrangement of the magnetoresistive elements are opposite to each other when the direction of the current is parallel to the direction of the magnetic field as described above. That is, when the external magnetic field changes and the resistance value of one magnetoresistive element increases, the resistance value of the other magnetoresistive element decreases. Conversely, when the external magnetic field changes and the resistance value of one magnetoresistive element decreases, the resistance value of the other magnetoresistive element increases.
【0005】このように前記例に限らず外部の物理量が
変化する際に、一方(他方)の検出素子の抵抗値が増加
し、他方(一方)の検出素子の抵抗値が減少する場合、
本明細書では、逆特性を有するという。なお、前記例で
は、外部の物理量は、外部磁界である。As described above, when the resistance value of one (the other) detection element increases and the resistance value of the other (one) detection element decreases when the external physical quantity changes,
In this specification, it is said to have an inverse characteristic. In the above example, the external physical quantity is the external magnetic field.
【0006】前記ホイーストンブリッジ回路は、回路構
成が簡単であり、検出素子の電気的特性と印加電圧で決
まる出力が得られる。The Wheatstone bridge circuit has a simple circuit structure, and an output determined by the electrical characteristics of the detection element and the applied voltage can be obtained.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ホイーストン
ブリッジ回路(以下、ブリッジ回路という)では、印加
電圧が決まると、出力も決まってしまい、それ以上の出
力が得ることができない。However, in the Wheatstone bridge circuit (hereinafter referred to as a bridge circuit), when the applied voltage is determined, the output is also determined, and no further output can be obtained.
【0008】以下にその理由を図7を参照して説明す
る。前記検出素子を以下では、単に抵抗Ra〜Rdとい
う。この抵抗Ra〜Rdは、前記異方性磁気抵抗を有す
る場合、各辺において、対抗する抵抗が同じ特性、隣接
する抵抗が互いに逆特性を有する配置とすると、最も大
きな差電圧(Va−Vb)変化を得ることができる。The reason will be described below with reference to FIG. Hereinafter, the detection element will be simply referred to as resistors Ra to Rd. In the case where the resistors Ra to Rd have the anisotropic magnetoresistive property, the largest difference voltage (Va-Vb) is obtained if the opposing resistances have the same characteristics and the adjacent resistances have the opposite characteristics on each side. You can get a change.
【0009】ここで、 Ra=Rb=R±α Rc=Rd=R干α とする。[0009] where Ra = Rb = R ± α Rc = Rd = R And
【0010】なお、図8に示すように、R及びαは、
R:十分な磁界印加時における抵抗値変化の中心値
α:前記Rからの抵抗値変化量
である。又、判別のために、±(プラス・マイナス),
干(マイナス・プラス)にて、同特性、逆特性を表して
いる(以下、本明細書で共通とする。)。As shown in FIG. 8, R and α are R: central value of change in resistance value when a sufficient magnetic field is applied α: amount of change in resistance value from R. Also, for discrimination, ± (plus / minus),
The same characteristics and the opposite characteristics are represented by "minus" and "plus" (hereinafter, common in this specification).
【0011】すると、抵抗RaとRdとの中点電圧V
b、及び抵抗RcとRbとの中点電圧Vaは、下記の
(1)式、(2)式のようになる。
Va=Rb・Vcc/(Ra+Rb)
=(R±α)・Vcc/(2R) …(1)
Vb=Rd・Vcc/(Ra+Rd)
=(R干α)・Vcc/{(R±α)+(R干α)}
=(R干α)・Vcc/(2R) …(2)
である。Then, the midpoint voltage V between the resistors Ra and Rd
b and the midpoint voltage Va between the resistors Rc and Rb are expressed by the following equations (1) and (2). Va = Rb · Vcc / (Ra + Rb) = (R ± α) · Vcc / (2R) (1) Vb = Rd · Vcc / (Ra + Rd) = (R + α) · Vcc / {(R ± α) + (R-α)} = (R-α) · Vcc / (2R) (2)
【0012】そして、最大の差電圧(Va−Vb)は、
Va−Vb=±(α/R)・Vcc
=±A・Vcc …(3)
A:抵抗最大変化率(=α/R)
Vcc:ブリッジ回路の電源電圧(印加電圧)
なお、Ra〜Rdのうち、RaとRb、RcとRdとは
同特性、RaとRcとは逆特性である。The maximum differential voltage (Va-Vb) is Va-Vb = ± (α / R) .Vcc = ± A.Vcc (3) A: Maximum resistance change rate (= α / R) Vcc : Power supply voltage (applied voltage) of bridge circuit Among Ra to Rd, Ra and Rb, Rc and Rd have the same characteristics, and Ra and Rc have the opposite characteristics.
【0013】以上のことより、ブリッジ回路では抵抗最
大変化率Aと電源電圧Vccで最大出力(最大の差電圧)
が決まる。このように、従来のブリッジ回路を備えた検
出装置では、それ以上の大きな出力を得ることができな
い問題があった。From the above, in the bridge circuit, the maximum output (maximum difference voltage) is obtained at the maximum resistance change rate A and the power supply voltage Vcc.
Is decided. As described above, the conventional detection device including the bridge circuit has a problem that it is impossible to obtain a larger output.
【0014】本発明は上記の課題を解消するためになさ
れたものである。すなわち、本発明は、ブリッジ回路を
使用しないで、逆特性を有する検出素子を個別に定電流
駆動する。このことにより、従来よりも、略2倍の出力
を得ることができる検出装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above problems. That is, according to the present invention, the detection elements having the reverse characteristics are individually driven at constant current without using the bridge circuit. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a detection device that can obtain an output that is approximately twice that of the conventional one.
【0015】又、従来と同じ最大の差電圧を維持する場
合は、回路消費電流を低減したり、或いは検出素子を配
置するためのスペースを小さくでき、小型化を可能にす
ることができる検出装置を提供することを目的としてい
る。Further, in the case of maintaining the same maximum differential voltage as in the conventional case, the circuit consumption current can be reduced, or the space for arranging the detection element can be reduced, and the detection device can be downsized. Is intended to provide.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、外部の物理量の変化に
応じて抵抗値が変化する第1検出素子と、前記第1検出
素子とは逆特性を備えた第2検出素子を、電源端子に対
して並列接続し、前記各検出素子に対して、互いに同じ
大きさの駆動電流を流す定電流源をそれぞれ接続して、
各検出素子を定電流駆動し、前記定電流源と各抵抗間の
中点をそれぞれ検出用の出力端子としたことを特徴とす
る検出装置を要旨とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has a first detection element whose resistance value changes in accordance with a change in an external physical quantity, and the first detection element. A second detection element having a characteristic opposite to that of the element is connected in parallel to a power supply terminal, and a constant current source for supplying a drive current of the same magnitude is connected to each of the detection elements,
The gist of a detection device is characterized in that each detection element is driven with a constant current, and a middle point between the constant current source and each resistor is used as an output terminal for detection.
【0017】請求項2の発明は、請求項1において、前
記定電流源は、カレントミラー回路であることを特徴と
する。請求項3の発明は、請求項1において、前記各カ
レントミラー回路は、第1及び第2検出素子を個別に定
電流駆動するものであることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the constant current source is a current mirror circuit. According to a third aspect of the invention, in the first aspect, each of the current mirror circuits individually drives the first and second detection elements with a constant current.
【0018】請求項4の発明は、請求項2において、前
記カレントミラー回路は、各コレクタが前記各検出素子
に対して接続され、各エミッタが接地され、各ベース同
士が互いに接続された第1トランジスタ及び第2トラン
ジスタと、ベースが第1トランジスタのコレクタに接続
され、コレクタ及びエミッタがそれぞれ高電源側及び第
1及び第2トランジスタのベースに接続された第3トラ
ンジスタとから構成されていることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the current mirror circuit according to the second aspect, the collectors are connected to the detection elements, the emitters are grounded, and the bases are connected to each other. And a third transistor whose base is connected to the collector of the first transistor and whose collector and emitter are connected to the high power source side and the bases of the first and second transistors, respectively. Characterize.
【0019】請求項5の発明は、請求項4において、前
記第1検出素子側の中点の出力を基準電圧としたとき、
前記第1検出素子と、前記第1トランジスタとの間にレ
ベルシフト回路を設け、同レベルシフト回路により、前
記基準電圧を上昇させることを特徴とする。According to a fifth aspect of the invention, in the fourth aspect, when the output at the midpoint of the first detection element side is the reference voltage,
A level shift circuit is provided between the first detection element and the first transistor, and the level shift circuit raises the reference voltage.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、本発明を
具体化した第1実施形態を図1を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0021】検出装置10は、電源端子cに接続された
第1検出素子として一対の抵抗Ra,Rbと、接地され
た定電流源20とが直列に接続されている。又、前記電
源端子cに接続された第2検出素子として一対の抵抗R
c,Rdと、接地された定電流源21とが直列に接続さ
れている。In the detection device 10, a pair of resistors Ra and Rb as a first detection element connected to the power supply terminal c and a constant current source 20 grounded are connected in series. In addition, a pair of resistors R as the second detection element connected to the power supply terminal c.
c and Rd and the grounded constant current source 21 are connected in series.
【0022】抵抗Ra〜Rdは、磁気抵抗素子であっ
て、異方性磁気抵抗を有しており、抵抗Ra,Rbは互
いに同特性、又、抵抗Rc,Rdは互いに同特性であ
る。又、抵抗Ra,Rbと抵抗Rc,Rdとは互いに逆
特性を有するように配置されている。The resistors Ra to Rd are magnetoresistive elements and have anisotropic magnetoresistance, and the resistors Ra and Rb have the same characteristic, and the resistors Rc and Rd have the same characteristic. Further, the resistors Ra and Rb and the resistors Rc and Rd are arranged so as to have opposite characteristics.
【0023】すなわち、抵抗Ra,Rb(磁気抵抗素
子)と、抵抗Rc,Rd(磁気抵抗素子)とは、電流の
方向が磁界の向きと平行になる場合と、垂直になる場合
とでは、互いに逆特性となるように配置されている。す
なわち、一方の抵抗Ra,Rb(磁気抵抗素子)が外部
磁界の変化により抵抗値が増加するとき、他方の抵抗R
c,Rd(磁気抵抗素子)では、抵抗値が減少する。
又、一方の抵抗Ra,Rb(磁気抵抗素子)が外部磁界
の変化により抵抗値が減少するとき、他方の抵抗Rc,
Rd(磁気抵抗素子)では、抵抗値が増加する。That is, the resistors Ra and Rb (magnetoresistive element) and the resistors Rc and Rd (magnetoresistive element) are mutually different when the direction of the current is parallel to the direction of the magnetic field. They are arranged so that they have opposite characteristics. That is, when the resistance value of one of the resistors Ra and Rb (magneto-resistive element) increases due to the change of the external magnetic field, the other resistor R and Rb
The resistance values of c and Rd (magnetoresistive element) decrease.
Further, when the resistance value of one of the resistors Ra and Rb (magnetoresistive element) decreases due to the change of the external magnetic field, the other resistance Rc,
In Rd (magnetoresistive element), the resistance value increases.
【0024】又、前記定電流源20,21は各々カレン
トミラー回路により構成され、前記抵抗Ra〜Rdは、
定電流源20,21により定電流駆動される。本実施形
態での定電流源20,21であるカレントミラー回路
は、互いに個別に同じ大きさの駆動電流Iを流すことが
できるように、図示しない公知の定電流駆動回路を備え
ている。The constant current sources 20 and 21 are each composed of a current mirror circuit, and the resistors Ra to Rd are
Constant current drive is performed by constant current sources 20 and 21. The current mirror circuit, which is the constant current sources 20 and 21 in the present embodiment, is provided with a known constant current drive circuit (not shown) so that the drive currents I of the same magnitude can be made to flow individually.
【0025】bは抵抗Raと定電流源20との中点であ
り、検出用の出力端子となる。又、aは抵抗Rdと定電
流源21との中点であり、検出用の出力端子となる。こ
こで、従来例と同様に
Ra=Rb=R±α
Rc=Rd=R干α
R:十分な磁界印加時における抵抗値変化の中心値
とする。Reference numeral b is a midpoint between the resistor Ra and the constant current source 20, which serves as an output terminal for detection. Further, a is a midpoint between the resistor Rd and the constant current source 21, and serves as an output terminal for detection. Here, similarly to the conventional example, Ra = Rb = R ± α Rc = Rd = Rαα R: The central value of the resistance change when a sufficient magnetic field is applied.
【0026】上記のように構成された検出装置10にお
いて、中点a,bのそれぞれの中点電圧Va,Vb、及
び中点a,b間の差電圧(Va−Vb)は、下記のよう
になる。In the detector 10 constructed as described above, the midpoint voltages Va and Vb of the midpoints a and b and the differential voltage (Va-Vb) between the midpoints a and b are as follows. become.
【0027】
Va=Vcc−(Rc+Rd)・I
=Vcc−2(R干α)・I …(4)
Vb=Vcc−(Rb+Ra)・I
=Vcc−2(R±α)・I …(5)
Va−Vb={Vcc−2(R干α)I}−{Vcc−2(R±α)・I}
=±4α・I …(6)
なお、
α:Rからの抵抗値変化量(以下、単に抵抗値変化量と
いう)
I:定電流源20,21により流れる駆動電流
Vcc:電源電圧(印加電圧)
である。Va = Vcc− (Rc + Rd) · I = Vcc−2 (R + α) · I (4) Vb = Vcc− (Rb + Ra) · I = Vcc−2 (R ± α) · I (5) ) Va-Vb = {Vcc-2 (R-α) I}-{Vcc-2 (R ± α) · I} = ± 4α · I (6) In addition, α: amount of change in resistance value from R ( Hereinafter, simply referred to as resistance change amount) I: drive current flowing by the constant current sources 20 and 21, Vcc: power supply voltage (applied voltage).
【0028】(6)式から、駆動電流Iを大きくすると
差電圧(Va−Vb)が大きくなることが分かる。な
お、駆動電流Iが大きすぎると、電源電圧Vccと抵抗R
a〜Rdにより差電圧(Va−Vb)は制限される。From the equation (6), it is understood that the difference voltage (Va-Vb) increases as the drive current I increases. If the drive current I is too large, the power supply voltage Vcc and the resistance R
The difference voltage (Va-Vb) is limited by a to Rd.
【0029】ここで、駆動電流Iがとりうる範囲は下記
の通りである。
駆動電流I≦{Vcc−(定電流源電圧降下)}/2(R±α) …(7)
ここで、定電流源電圧降下、及び抵抗値変化量αは、電
源電圧Vccや抵抗値Rと比較すると非常に小さいため、
駆動電流の最大電流は以下の式(8)となる。Here, the range that the drive current I can take is as follows. Driving current I ≦ {Vcc- (constant current source voltage drop)} / 2 (R ± α) (7) Here, the constant current source voltage drop and the resistance value change amount α are the power supply voltage Vcc and the resistance value R. Is very small compared to
The maximum drive current is given by the following equation (8).
【0030】
最大電流I≒Vcc/(2R) …(8)
(前提:電源電圧Vcc>>定電流源電圧降下、R>>
α)
上記(8)式を、(6)式に代入すると、下記の(9)
式となり、従来例の(3)式と比較すると、略2倍の出
力を得ることが分かる。Maximum current I≈Vcc / (2R) (8) (Premise: power supply voltage Vcc >> constant current source voltage drop, R >>
α) Substituting the above equation (8) into the equation (6), the following (9)
It becomes an expression, and it can be seen that an output approximately doubled is obtained as compared with the expression (3) of the conventional example.
【0031】 A:抵抗最大変化率(=α/R) 本実施形態によると、次のような作用効果を奏する。[0031] A: Maximum resistance change rate (= α / R) According to the present embodiment, the following operational effects are achieved.
【0032】(1) 本実施形態では、外部磁界(外部
の物理量)の変化に応じて抵抗値が変化する抵抗Ra,
Rb(第1検出素子)と、抵抗RaとRbとは逆特性を
備えた抵抗Rc,Rd(第2検出素子)を、電源端子c
に対して並列接続した。さらに、抵抗Ra,Rb及び抵
抗Rc,Rdに対して、それぞれ定電流源20,21を
接続して、各抵抗Ra〜Rdを定電流駆動し、定電流源
20,21と各抵抗間の中点a,bをそれぞれ検出用の
出力端子とした。(1) In this embodiment, the resistance Ra, whose resistance value changes according to the change of the external magnetic field (external physical quantity),
Rb (first detection element) and resistors Rc and Rd (second detection element) having reverse characteristics to the resistors Ra and Rb are connected to the power supply terminal c.
Connected in parallel to. Further, the constant current sources 20 and 21 are connected to the resistors Ra and Rb and the resistors Rc and Rd, respectively, and the resistors Ra to Rd are driven with constant current. The points a and b were used as output terminals for detection.
【0033】この結果、ブリッジ回路を使用しないで、
逆特性を有する検出素子を個別に定電流駆動することに
より、従来よりも、略2倍の出力を得ることができる。
(2) 本実施形態では、従来の最大の差電圧(Va−
Vb)=±A・Vccに維持する場合は、下記の構成によ
り、実現が可能である。As a result, without using the bridge circuit,
By individually driving the detection elements having the reverse characteristics with a constant current, it is possible to obtain an output approximately twice that of the conventional one. (2) In the present embodiment, the conventional maximum differential voltage (Va-
In the case of maintaining Vb) = ± A · Vcc, it can be realized by the following configuration.
【0034】1) 定電流源20,21の駆動電流Iを
半分のI/2にする。こうすると、前記(9)式が、下
記の(9−1)式に代わる。
すなわち、駆動電流Iを半分のI/2としたため、従来
の最大の差電圧を維持する場合には、検出装置10の回
路消費電流(駆動電流I)を低減することができる。1) The drive current I of the constant current sources 20 and 21 is halved to I / 2. By doing so, the equation (9) is replaced with the following equation (9-1). That is, since the drive current I is halved to I / 2, the circuit consumption current (drive current I) of the detection device 10 can be reduced when maintaining the conventional maximum differential voltage.
【0035】2) 抵抗を半分にする。例えば、抵抗R
d,Rbを省略する。こうすると、中点電圧Va,V
b、及び差電圧(Va−Vb)は、
となる。2) Halve the resistance. For example, the resistance R
Omit d and Rb. By doing this, the midpoint voltages Va, V
b and the difference voltage (Va-Vb) are Becomes
【0036】この場合には、第1及び第2検出素子とし
ての抵抗を配置するための面積の低減が可能となり、小
型化ができる。
(3) 本実施形態では、定電流源20,21を、カレ
ントミラー回路とすることにより、抵抗Ra〜Rdを定
電流駆動することができる。In this case, the area for disposing the resistors as the first and second detecting elements can be reduced, and the size can be reduced. (3) In the present embodiment, the constant current sources 20 and 21 are current mirror circuits, so that the resistors Ra to Rd can be driven with a constant current.
【0037】(4) 本実施形態では、前記各定電流源
20,21(カレントミラー回路)を、抵抗Ra,Rb
(第1検出素子)、及び抵抗Rc,Rd(第2検出素
子)を個別に定電流駆動するようにした。この結果、個
別に抵抗Ra,Rb(第1検出素子)、及び抵抗Rc,
Rd(第2検出素子)を定電流駆動することができる。(4) In this embodiment, the constant current sources 20 and 21 (current mirror circuits) are connected to resistors Ra and Rb.
The (first detection element) and the resistors Rc and Rd (second detection element) are individually driven with a constant current. As a result, the resistors Ra and Rb (first detection element) and the resistors Rc and
Rd (second detection element) can be driven with a constant current.
【0038】(第2実施形態)次に第2実施形態を図2
及び図3を参照して説明する。検出装置10は、電源端
子cに接続された抵抗Raと、コレクタが抵抗Raに接
続され、エミッタが接地されたトランジスタTR1とが
直列に接続されている。又、前記電源端子cに接続され
た抵抗Rbと、コレクタが抵抗Rbに接続され、エミッ
タが接地されたトランジスタTR2とが直列に接続され
ている。(Second Embodiment) Next, the second embodiment will be described with reference to FIG.
And FIG. 3 will be described. In the detection device 10, a resistor Ra connected to the power supply terminal c and a transistor TR1 whose collector is connected to the resistor Ra and whose emitter is grounded are connected in series. A resistor Rb connected to the power supply terminal c and a transistor TR2 having a collector connected to the resistor Rb and an emitter grounded are connected in series.
【0039】前記トランジスタTR1,TR2のベース
は互いに接続されている。電源端子dとトランジスタT
R1,TR2のベースの接続点とには、トランジスタT
R3のコレクタ及びエミッタがそれぞれ接続されてい
る。トランジスタTR3のベースは抵抗Raとトランジ
スタTR1のコレクタとの接続点(中点a)に接続され
ている。前記トランジスタTR1,TR2は同じ電気的
特性を備えている。The bases of the transistors TR1 and TR2 are connected to each other. Power supply terminal d and transistor T
The transistor T is connected to the connection point of the bases of R1 and TR2.
The collector and emitter of R3 are connected together. The base of the transistor TR3 is connected to the connection point (middle point a) between the resistor Ra and the collector of the transistor TR1. The transistors TR1 and TR2 have the same electrical characteristics.
【0040】トランジスタTR1は第1トランジスタに
相当し、トランジスタTR2は第2トランジスタに相当
する。又、前記トランジスタTR1〜TR3により、カ
レントミラー回路が構成されている。The transistor TR1 corresponds to the first transistor, and the transistor TR2 corresponds to the second transistor. Further, the transistors TR1 to TR3 form a current mirror circuit.
【0041】第2実施形態では、図2に示すように第1
検出素子を抵抗Raとし、第2検出素子を抵抗Rbとし
ている。抵抗Ra,Rbは、磁気抵抗素子であって、異
方性磁気抵抗を有しており、抵抗Raと抵抗Rbとは互
いに逆特性を有するように配置されている。In the second embodiment, as shown in FIG.
The detection element is a resistor Ra, and the second detection element is a resistor Rb. The resistors Ra and Rb are magnetoresistive elements, have anisotropic magnetoresistance, and the resistors Ra and Rb are arranged so as to have opposite characteristics.
【0042】すなわち、抵抗Ra(磁気抵抗素子)と、
抵抗Rb(磁気抵抗素子)とは、電流の方向が磁界の向
きと平行になる場合と、垂直になる場合とでは、互いに
逆特性となるように配置されている。すなわち、一方の
抵抗Ra(磁気抵抗素子)が外部磁界の変化により抵抗
値が増加するとき、他方の抵抗Rb(磁気抵抗素子)で
は、抵抗値が減少する。又、一方の抵抗Ra(磁気抵抗
素子)が外部磁界の変化により抵抗値が減少するとき、
他方の抵抗Rb(磁気抵抗素子)では、抵抗値が増加す
る。That is, the resistance Ra (magnetoresistive element),
The resistance Rb (magnetoresistive element) is arranged so as to have opposite characteristics when the direction of the current is parallel to the direction of the magnetic field and when it is perpendicular to the direction of the magnetic field. That is, when the resistance value of one resistance Ra (magnetoresistance element) increases due to the change of the external magnetic field, the resistance value of the other resistance Rb (magnetoresistance element) decreases. Further, when the resistance value of one of the resistors Ra (magnetoresistive element) decreases due to the change of the external magnetic field,
The resistance value of the other resistor Rb (magnetoresistive element) increases.
【0043】そして、トランジスタTR3の作用によ
り、前記トランジスタTR1,TR2とがそれぞれ抵抗
Ra及び抵抗Rbの定電流源であり、高い電流比精度の
ためトランジスタTR3でベース電流分補正を行う。Due to the action of the transistor TR3, the transistors TR1 and TR2 are constant current sources of the resistor Ra and the resistor Rb, respectively, and the base current is corrected by the transistor TR3 for high current ratio accuracy.
【0044】すなわち、トランジスタTR3がオン作動
すると、トランジスタTR1,TR2がオン作動する。
このとき、トランジスタTR3から流れるエミッタ電流
2Ibは、両トランジスタTR1,TR2のベース電流
Ibとして分流する。このとき、トランジスタTR1,
TR2と同じ電気的特性であるため、トランジスタTR
1,TR2のエミッタ電流(駆動電流I)は同じ値の定
電流となる。That is, when the transistor TR3 is turned on, the transistors TR1 and TR2 are turned on.
At this time, the emitter current 2Ib flowing from the transistor TR3 is shunted as the base current Ib of both the transistors TR1 and TR2. At this time, the transistors TR1,
Since it has the same electrical characteristics as TR2, the transistor TR
The emitter currents (driving currents I) of 1 and TR2 are constant currents of the same value.
【0045】前記トランジスタTR3は、トランジスタ
TR3のベース電流2Ib/βを電流増幅して2Ibを
流すように、ベース電流補正電流分を補正している。な
お、βはトランジスタTR3の電流増幅率である。The transistor TR3 corrects the base current correction current so that the base current 2Ib / β of the transistor TR3 is current-amplified to flow 2Ib. Note that β is the current amplification factor of the transistor TR3.
【0046】トランジスタTR1に流れる駆動電流Iを
Iiとし、トランジスタTR2に流れる駆動電流IをI
をI0とすると、第2実施形態のカレントミラー回路で
は下記の式が成立する。The drive current I flowing through the transistor TR1 is Ii, and the drive current I flowing through the transistor TR2 is Ii.
Is I0, the following equation is established in the current mirror circuit of the second embodiment.
【0047】I0≒Ii−2Ib/β
≒Ii(1−2Ib/(β^2)) (なお、^はべ
き乗を示す、すなわち^2は2乗を示す)
この結果、電流増幅率βが小さいほど、I0はIiによ
り近い値となる。I0≈Ii−2Ib / β≈Ii (1-2Ib / (β ^ 2)) (Note that ^ indicates a power, that is, ^ 2 indicates a square.) As a result, the current amplification factor β is small. The closer I0 is to Ii.
【0048】このようにして、トランジスタTR3は、
トランジスタTR1,TR2のベース電流として使用さ
れる電流を電流増幅することにより賄う。そして、トラ
ンジスタTR3はトランジスタTR3のベース電流分減
少するトランジスタTR1側の駆動電流I(=Ii)を
補正する回路構成となっている。In this way, the transistor TR3 is
The current used as the base current of the transistors TR1 and TR2 is covered by current amplification. The transistor TR3 has a circuit configuration that corrects the drive current I (= Ii) on the transistor TR1 side that is reduced by the base current of the transistor TR3.
【0049】次に、第2実施形態の検出装置10の作用
を説明する。第2実施形態では、第1検出素子として
は、抵抗Raとし、第2検出素子として抵抗Rdとし
た。Next, the operation of the detection device 10 of the second embodiment will be described. In the second embodiment, the resistance Ra is used as the first detection element and the resistance Rd is used as the second detection element.
【0050】前記第1実施形態と第2実施形態とを比較
するために、第1実施形態で説明した(4)〜(7)の
各式を第2実施形態の構成に合わせて変更すると、下記
の(4a)〜(7a)の式になる。In order to compare the first embodiment with the second embodiment, if the formulas (4) to (7) described in the first embodiment are changed according to the configuration of the second embodiment, The following equations (4a) to (7a) are obtained.
【0051】 Va=Vcc−Ra・I =Vcc−(R干α)・I …(4a) Vb=Vcc−Rb・I =Vcc−(R±α)・I …(5a) 差電圧Va−Vb={Vcc−(R干α)I}−{Vcc−(R±α)・I} =±2α・I …(6a) なお、第2実施形態では、 Ra=R干α Rb=R±α R:十分な磁界印加時における抵抗値変化の中心値 とする。[0051] Va = Vcc-Ra · I = Vcc- (R dried α) I (4a) Vb = Vcc-Rb · I = Vcc- (R ± α) · I (5a) Difference voltage Va−Vb = {Vcc− (Rαα) I} − {Vcc− (R ± α) · I} = ± 2α · I (6a) In the second embodiment, Ra = R dried α Rb = R ± α R: central value of resistance change when a sufficient magnetic field is applied And
【0052】駆動電流Iがとりうる範囲は下記の通り、
駆動電流I≦{Vcc−(定電流源電圧降下)}/(R±α) …(7a)
第1実施形態の(4)〜(7)の各式は、上記のように
なるが、ここで、第1実施形態では、定電流源電圧降
下、及び抵抗値変化量αは、電源電圧Vccや抵抗値Rと
比較すると非常に小さいとして、無視した。The range that the drive current I can take is as follows: drive current I≤ {Vcc- (constant current source voltage drop)} / (R ± α) (7a) (4)-(1) of the first embodiment. Each equation of 7) is as described above, but in the first embodiment, the constant current source voltage drop and the resistance value change amount α are very small as compared with the power supply voltage Vcc and the resistance value R. I ignored it.
【0053】第2実施形態では、この定電流源電圧降
下、及び抵抗値変化量αを無視しないようにしている。
すなわち、定電流源電圧降下及び抵抗値変化量αは電源
電圧Vccや、抵抗値Rに比較すると、小さいけれども、
0ではない。In the second embodiment, the constant current source voltage drop and the resistance change amount α are not ignored.
That is, although the constant current source voltage drop and the resistance value change amount α are smaller than the power supply voltage Vcc and the resistance value R,
Not 0.
【0054】仮に、定電流源電圧降下及び抵抗値変化量
αを0と仮定したとすると、
I≦Vcc/R
となり、差電圧(Va−Vb)は
Va−Vb≦2A・Vcc
となる。Assuming that the constant current source voltage drop and the resistance value variation α are 0, I ≦ Vcc / R and the difference voltage (Va-Vb) becomes Va−Vb ≦ 2A · Vcc.
【0055】ここで、抵抗Ra,Rbの初期の抵抗ばら
つきだけでなく、温度変化も含めて駆動電流Iを設定す
る場合、下記のようにする必要がある。
I≦{Vcc(MIN)−(定電流源電圧降下(MAX))}/{R
(MAX)±α(MAX)}
なお、MAXは最大値、MINは最小値を示す。Here, when the drive current I is set including not only the initial resistance variation of the resistors Ra and Rb but also the temperature change, it is necessary to do the following. I ≦ {Vcc (MIN)-(constant current source voltage drop (MAX))} / {R
(MAX) ± α (MAX)} MAX indicates the maximum value and MIN indicates the minimum value.
【0056】ここで、第1実施形態では、逆にVcc(MA
X),定電流源電圧降下(MIN),R(MIN),α(MIN)
の時でも、上記のように設定された最小の駆動電流Iに
よって駆動するため、差電圧(Va−Vb)が小さくな
る問題がある。In the first embodiment, conversely, Vcc (MA
X), constant current source voltage drop (MIN), R (MIN), α (MIN)
Even in this case, since the drive is performed by the minimum drive current I set as described above, there is a problem that the difference voltage (Va-Vb) becomes small.
【0057】それに対して、第2実施形態では、中点電
圧Va、駆動電流I、中点電圧Vb、及び差電圧(Vb
−Va)は、下記の通りとなる。
Va=2Vbe …(13)
I =(Vcc−Va)/Ra
=(Vcc−Va)/(R干α) …(14)
Vb=Vcc−Rb・I
=Vcc−(R±α)・I
=Vcc・{(干2α)/(R干α)}+Va{(R±α)/(R干α)}
…(15)
差電圧Vb−Va=±2A・{Vcc−Va} …(16)
なお、VbeはトランジスタTR1〜TR3の作動に必要
なベース・エミッタ間電圧である。On the other hand, in the second embodiment, the midpoint voltage Va, the drive current I, the midpoint voltage Vb, and the difference voltage (Vb
-Va) is as follows. Va = 2Vbe ... (13) I = (Vcc-Va) / Ra = (Vcc-Va) / (R-alpha) ... (14) Vb = Vcc-Rb.multidot.I = Vcc- (R ± .alpha.). Multidot.I = Vcc · {(dried 2α) / (R dried α)} + Va {(R ± α) / (R dried α)} (15) Differential voltage Vb−Va = ± 2A · {Vcc−Va} (16) Note that Vbe is a base-emitter voltage required for operating the transistors TR1 to TR3.
【0058】第2実施形態では、(13)式に示すよう
に、中点電圧Vaは固定電圧となる。このため、(1
5)式で表される中点電圧Vbが図3に示すように中点
電圧Vaを振幅中心として変動する。なお、図3中、縦
軸は出力、横軸は外部の物理量としての外部磁界(入力
信号)を表している。In the second embodiment, the midpoint voltage Va is a fixed voltage, as shown in equation (13). Therefore, (1
As shown in FIG. 3, the midpoint voltage Vb represented by the equation (5) changes around the midpoint voltage Va as the center of amplitude. In FIG. 3, the vertical axis represents the output and the horizontal axis represents the external magnetic field (input signal) as an external physical quantity.
【0059】駆動電流Iの(14)式から、Vcc>Va
であれば、駆動電流Iが確定できるため、初期の抵抗ば
らつきや温度変化を考慮する必要が無くなる。そして、
仮に抵抗Raの抵抗値が増加し、抵抗Rbの抵抗値が減
少した場合、第1実施形態の定電流駆動では、抵抗変化
で生じる電圧降下分、Va,Vbが変化し、従来よりも
略2倍の出力を得る。From the equation (14) of the driving current I, Vcc> Va
In that case, since the drive current I can be determined, it is not necessary to consider initial resistance variations and temperature changes. And
If the resistance value of the resistor Ra increases and the resistance value of the resistor Rb decreases, in the constant current drive of the first embodiment, the voltage drop caused by the resistance change changes Va and Vb, which is about 2 times smaller than the conventional one. Get twice the output.
【0060】それに対して、第2実施形態では、抵抗R
aの抵抗値が増加し、抵抗Rbの抵抗値が減少した場
合、中点電圧Vaが固定電圧であるため、抵抗Ra側の
駆動電流Iが減少すると、抵抗Rb側の駆動電流Iも同
様に減少する。このため、抵抗Rbの抵抗値の減少と重
なって中点bの出力電圧(中点電圧Vb)は略2倍の出
力を得ることになる。On the other hand, in the second embodiment, the resistance R
When the resistance value of a increases and the resistance value of the resistor Rb decreases, the midpoint voltage Va is a fixed voltage. Therefore, when the drive current I on the resistor Ra side decreases, the drive current I on the resistor Rb side similarly. Decrease. For this reason, the output voltage at the midpoint b (midpoint voltage Vb) overlaps with the decrease in the resistance value of the resistor Rb, and the output is approximately doubled.
【0061】又、第2実施形態において、抵抗Raの抵
抗値が減少し、抵抗Rbの抵抗値が増加した場合、中点
電圧Vaが固定電圧であるため、抵抗Ra側の駆動電流
Iが増加し、抵抗Rb側の駆動電流Iも同様に増加す
る。このため、抵抗Rbの抵抗値の増加と重なって中点
bの出力電圧(中点電圧Vb)は略2倍の出力を得るこ
とになる。In the second embodiment, when the resistance value of the resistor Ra decreases and the resistance value of the resistor Rb increases, the drive current I on the resistor Ra side increases because the midpoint voltage Va is a fixed voltage. However, the drive current I on the resistance Rb side also increases. For this reason, the output voltage at the midpoint b (midpoint voltage Vb) overlaps with the increase in the resistance value of the resistor Rb, and the output is approximately doubled.
【0062】以上のことから、第2実施形態では、駆動
電流Iの設定が常に最適にでき、大きなセンサ出力を得
ることができる。第2実施形態によると、第1実施形態
の(1)乃至(4)の作用効果の他、次のような作用効
果を奏する。From the above, in the second embodiment, the drive current I can always be set optimally and a large sensor output can be obtained. According to the second embodiment, the following operational effects are obtained in addition to the operational effects (1) to (4) of the first embodiment.
【0063】(1) 第2実施形態では、トランジスタ
TR1〜TR3により、カレントミラー回路を構成し
た。すなわち、コレクタがそれぞれ抵抗Ra及び抵抗R
bに対して接続され、エミッタが接地され、ベース同士
が互いに接続されたトランジスタTR1(第1トランジ
スタ)及びトランジスタTR2(第2トランジスタ)を
設けた。そして、トランジスタTR3のコレクタ及びエ
ミッタをそれぞれ高電源側(Vcc)及びトランジスタT
R1,TR2のベース同士の接続点に接続し、同トラン
ジスタTR3のベースをトランジスタTR1のコレクタ
に接続した。(1) In the second embodiment, the transistors TR1 to TR3 form a current mirror circuit. That is, the collectors are resistors Ra and R, respectively.
A transistor TR1 (first transistor) and a transistor TR2 (second transistor), which are connected to b, the emitters of which are grounded, and the bases of which are connected to each other, are provided. The collector and the emitter of the transistor TR3 are connected to the high power source side (Vcc) and the transistor T, respectively.
The bases of R1 and TR2 were connected to each other, and the base of the transistor TR3 was connected to the collector of the transistor TR1.
【0064】この結果、第2実施形態では、駆動電流I
の設定が常に最適にでき、大きなセンサ出力を得ること
ができる。又、第1実施形態は、カレントミラー回路と
しての定電流源20,21は、互いに個別に同じ大きさ
の駆動電流Iを流すことができるように、図示しない公
知の定電流駆動回路を備えていた。As a result, in the second embodiment, the drive current I
Can always be set optimally and a large sensor output can be obtained. Further, in the first embodiment, the constant current sources 20 and 21 as the current mirror circuit are provided with a known constant current drive circuit (not shown) so that the drive currents I having the same magnitude can be separately supplied. It was
【0065】それに対して、第2実施形態では、トラン
ジスタTR1〜TR3を上記のように接続したカレント
ミラー回路に構成されているため、別途定電流駆動回路
が必要でない。このことから、電源電圧範囲や検出素子
を変更した場合にも、他の回路構成はそのまま使用でき
る効果がある。On the other hand, in the second embodiment, since the transistors TR1 to TR3 are configured as the current mirror circuit connected as described above, a separate constant current drive circuit is not necessary. From this, even when the power supply voltage range or the detection element is changed, other circuit configurations can be used as they are.
【0066】又、第1実施形態に比較して駆動電流Iが
常に最適にできるため、初期の抵抗ばらつきや温度変化
を考慮する必要が無くなる。
(第3実施形態)次に第3実施形態を図4〜図6を参照
して説明する。Further, since the drive current I can be always optimized as compared with the first embodiment, it is not necessary to consider the initial resistance variation and temperature change. (Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
【0067】なお、前記第2実施形態の構成と同一構成
については、同一符号を付してその説明を省略し、異な
るところを中心に説明する。本実施形態では、第2の実
施形態の構成において、さらに、抵抗Raと、トランジ
スタTR1のコレクタの間に、ダイオードDが接続され
ているところが異なっている。すなわち、ダイオードD
のアノードが抵抗Raに接続され、カソードがトランジ
スタTR1のコレクタに接続されている。The same components as those of the second embodiment will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Differences will be mainly described. The present embodiment is different from the second embodiment in that a diode D is connected between the resistor Ra and the collector of the transistor TR1. That is, the diode D
Is connected to the resistor Ra, and the cathode is connected to the collector of the transistor TR1.
【0068】ダイオードDの抵抗値をRfとしたとき、
ダイオードDに流れる駆動電流Iにより、ダイオードD
では電圧Vd=Rf・I分の電圧降下が生ずる。そし
て、本実施形態では、この電圧Vd分だけ、中点電圧V
bの振幅中心を第2実施形態よりも上昇させるように設
定されている。又、この振幅中心の上昇により、中点電
圧Vbの後記する振幅下限が、クランプされないように
されている。このクランプされないための条件は後述す
る。When the resistance value of the diode D is Rf,
Due to the drive current I flowing through the diode D, the diode D
Then, a voltage drop corresponding to the voltage Vd = Rf · I occurs. In the present embodiment, the midpoint voltage Vd is equal to the voltage Vd.
The amplitude center of b is set to be higher than that of the second embodiment. Further, the rise of the amplitude center prevents the lower limit of amplitude, which will be described later, of the midpoint voltage Vb from being clamped. The conditions for not being clamped will be described later.
【0069】さて、上記のように構成された検出装置1
0の作用を説明する。第3実施形態では、中点電圧Va
のみが(13a)式のように第2実施形態と異なり、駆
動電流I、中点電圧Vb、及び差電圧(Vb−Va)
は、第2実施形態と同じ式となる。Now, the detecting device 1 constructed as described above
The action of 0 will be described. In the third embodiment, the midpoint voltage Va
Unlike the second embodiment, only the drive current I, the midpoint voltage Vb, and the difference voltage (Vb−Va) are different from those in the second embodiment as in the equation (13a).
Is the same formula as in the second embodiment.
【0070】
Va=2Vbe+Vd …(13a)
Vd:シフト電圧(この実施形態では、ダイオードの抵
抗分の電圧)
I =(Vcc−Va)/Ra
=(Vcc−Va)/(R干α) …(14)
Vb=Vcc−Rb・I
=Vcc−(R±α)・I
=Vcc・{(干2α)/(R干α)}+Va{(R±α)/(R干α)}
…(15)
差電圧Vb−Va=±2A・{Vcc−Va} …(16)
=±2A・{Vcc−(2Vbe+Vd)} …(16a)
(13a)式ではシフト電圧(補正分)分、図6に示す
ように中点電圧Vbの振幅中心が第2実施形態と比較し
て上昇する。一方、第2実施形態の出力振幅より、第3
実施形態の出力振幅(差電圧(Vb−Va))が(±2
A・Vd分)減少する。この場合、抵抗最大変化率A
は、A<<1のため、振幅中心の上昇の方が、出力振幅
減少よりも大きい。Va = 2Vbe + Vd (13a) Vd: shift voltage (in this embodiment, the voltage of the resistance of the diode) I = (Vcc−Va) / Ra = (Vcc−Va) / (R α) ... ( 14) Vb = Vcc−Rb · I = Vcc− (R ± α) · I = Vcc · {(dried 2α) / (R dried α)} + Va {(R ± α) / (R dried α)} ... ( 15) Differential voltage Vb−Va = ± 2A · {Vcc−Va} (16) = ± 2A · {Vcc− (2Vbe + Vd)} (16a) (13a) is equivalent to the shift voltage (correction amount), and FIG. As shown in, the amplitude center of the midpoint voltage Vb rises as compared with the second embodiment. On the other hand, from the output amplitude of the second embodiment, the third
The output amplitude (difference voltage (Vb-Va)) of the embodiment is (± 2
A ・ Vd) decrease. In this case, the maximum resistance change rate A
Since A << 1, the rise of the amplitude center is larger than the decrease of the output amplitude.
【0071】第2実施形態では、抵抗Ra,Rbの抵抗
値変化が小さくて、中点電圧Vbの振幅が図3に示すよ
うに小さい場合は問題はない。例えば、振幅の大きさで
はなく、振幅の中心付近の変化が要求される場合はこれ
でもよい。In the second embodiment, there is no problem if the resistance value changes of the resistors Ra and Rb are small and the amplitude of the midpoint voltage Vb is small as shown in FIG. For example, this may be the case when a change near the center of the amplitude is required instead of the magnitude of the amplitude.
【0072】しかし、Vccが大きくなると、中点電圧V
aは変化しないが、中点電圧Vbの振幅が大きくなる。
このとき、振幅下限が図5に示すようにGND側に近づ
く。さらに、カレントミラー回路で駆動できなくなるほ
ど、中点電圧Vb変化が大きいと、出力がクランプ(V
a−Vce)され、正常に動作しなくなる虞がある。な
お、VceはトランジスタTR2の動作に必要な最低のコ
レクタエミッタ間電圧(最低動作電圧)である。However, when Vcc increases, the midpoint voltage V
Although a does not change, the amplitude of the midpoint voltage Vb increases.
At this time, the lower limit of the amplitude approaches the GND side as shown in FIG. Further, when the change in the midpoint voltage Vb is so large that the current mirror circuit cannot drive the output, the output is clamped (V
a-Vce), and there is a possibility that it will not operate normally. Vce is the minimum collector-emitter voltage (minimum operating voltage) required for the operation of the transistor TR2.
【0073】このクランプされてしまわない条件は下記
の通りである。
2A・{Vcc−Va}<Va−Vce …(17)
第3実施形態では、この上記(17)式を満足する条件
を検出装置10の全使用条件で満足するように設定され
ている。The conditions under which this is not clamped are as follows. 2A · {Vcc-Va} <Va-Vce (17) In the third embodiment, the condition that satisfies the above formula (17) is set so as to be satisfied under all operating conditions of the detection device 10.
【0074】この結果、中点電圧Vbの出力がひずむこ
とがない。第3実施形態によると、第1実施形態の
(1)乃至(4)の作用効果の他、次のような作用効果
を奏する。As a result, the output of the midpoint voltage Vb is not distorted. According to the third embodiment, in addition to the operational effects (1) to (4) of the first embodiment, the following operational effects are exhibited.
【0075】(1) 第3実施形態では、抵抗Ra(第
1検出素子)側の中点aの出力を基準電圧としたとき、
抵抗Raと、トランジスタTR1(第1トランジスタ)
との間にダイオードD(レベルシフト回路)を設けた。
そして、ダイオードDにより、振幅中心である電圧(基
準電圧)を上昇させるようにした。(1) In the third embodiment, when the output of the middle point a on the resistance Ra (first detection element) side is used as the reference voltage,
Resistor Ra and transistor TR1 (first transistor)
A diode D (level shift circuit) is provided between and.
Then, the voltage (reference voltage) that is the center of the amplitude is increased by the diode D.
【0076】この結果、中点電圧Vbの振幅下限がクラ
ンプされることがなくなり、中点b側の出力をひずみが
ない出力とすることができる。さらに、入力信号に対し
て出力が決まるため、ひずみがない出力により入力信号
が検出不能となることはない。As a result, the lower limit of the amplitude of the midpoint voltage Vb is not clamped, and the output on the midpoint b side can be an output without distortion. Further, since the output is determined with respect to the input signal, the undistorted output does not make the input signal undetectable.
【0077】本発明の実施形態は、上記実施形態以外に
次のように変更することも可能である。
(1) 第3実施形態では、ダイオードDをレベルシフ
ト回路としたが、抵抗をレベルシフト回路としてもよ
い。The embodiment of the present invention can be modified as follows in addition to the above embodiment. (1) In the third embodiment, the diode D is a level shift circuit, but the resistor may be a level shift circuit.
【0078】(2) 第2実施形態では、トランジスタ
TR1〜TR3とにより、高精度のカレントミラー回路
を構成したが、他のカレントミラー回路で構成してもよ
い。例えば、ウィルソンミラー回路等のカレントミラー
回路にて構成してもよい。(2) In the second embodiment, the transistors TR1 to TR3 form a high-precision current mirror circuit, but other current mirror circuits may be used. For example, a current mirror circuit such as a Wilson mirror circuit may be used.
【0079】(3) 前記各実施形態では、第1検出素
子及び第2検出素子として磁気抵抗素子を使用した。し
かし、従来、ホイーストンブリッジ回路にて検出部を構
成していた磁気抵抗素子以外の検出素子を本実施形態の
磁気抵抗素子に代えて具体化することも勿論可能であ
る。(3) In each of the above embodiments, the magnetoresistive element is used as the first detecting element and the second detecting element. However, it is of course possible to replace the magnetoresistive element of the present embodiment with a detection element other than the magnetoresistive element that has conventionally constituted the detection unit in the Wheatstone bridge circuit.
【0080】[0080]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1乃至請求
項5の発明によれば、ブリッジ回路を使用しないで、逆
特性を有する検出素子を個別に定電流駆動することによ
り、従来よりも、略2倍の出力を得ることができる。As described above in detail, according to the first to fifth aspects of the invention, the detection elements having the reverse characteristics are individually driven by the constant current without using the bridge circuit. Also, it is possible to obtain almost double the output.
【0081】又、従来と同じ最大の差電圧を維持する場
合は、回路消費電流を低減したり、或いは検出素子を配
置するためのスペースを小さくでき、小型化を可能にす
ることができる。Further, in the case of maintaining the same maximum voltage difference as in the conventional case, the circuit consumption current can be reduced, or the space for disposing the detection element can be reduced, and the size can be reduced.
【図1】 第1実施形態の検出装置の電気回路図。FIG. 1 is an electric circuit diagram of a detection device according to a first embodiment.
【図2】 第2実施形態の検出装置の電気回路図。FIG. 2 is an electric circuit diagram of a detection device according to a second embodiment.
【図3】 第2実施形態の検出装置の出力特性図。FIG. 3 is an output characteristic diagram of the detection device according to the second embodiment.
【図4】 第3実施形態の検出装置の電気回路図。FIG. 4 is an electric circuit diagram of a detection device according to a third embodiment.
【図5】 同じく検出装置の出力特性図。FIG. 5 is an output characteristic diagram of the detection device.
【図6】 第3実施形態の検出装置の出力特性図。FIG. 6 is an output characteristic diagram of the detection device according to the third embodiment.
【図7】 従来の検出装置の電気回路図。FIG. 7 is an electric circuit diagram of a conventional detection device.
【図8】 異方性磁気抵抗の抵抗値と磁界方向との関係
を示す特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the resistance value of anisotropic magnetoresistance and the magnetic field direction.
10…検出装置 20,21…定電流源(カレントミラー回路) Ra…磁気抵抗素子(第1検出素子) Rb…磁気抵抗素子(第1検出素子、第2検出素子) Rc…磁気抵抗素子(第2検出素子) Rd…磁気抵抗素子(第2検出素子) TR1…トランジスタ(第1トランジスタ) TR2…トランジスタ(第2トランジスタ) TR3…トランジスタ(第3トランジスタ) D…ダイオード(レベルシフト回路) 10 ... Detection device 20, 21 ... Constant current source (current mirror circuit) Ra ... Magnetoresistive element (first detection element) Rb ... Magnetoresistive element (first detection element, second detection element) Rc ... Magnetoresistive element (second detection element) Rd ... Magnetoresistive element (second detection element) TR1 ... Transistor (first transistor) TR2 ... transistor (second transistor) TR3 ... Transistor (third transistor) D: Diode (level shift circuit)
Claims (5)
化する第1検出素子と、前記第1検出素子とは逆特性を
備えた第2検出素子を、電源端子に対して並列接続し、
前記各検出素子に対して、互いに同じ大きさの駆動電流
を流す定電流源をそれぞれ接続して、各検出素子を定電
流駆動し、前記定電流源と各抵抗間の中点をそれぞれ検
出用の出力端子としたことを特徴とする検出装置。1. A first detection element whose resistance value changes according to a change in an external physical quantity, and a second detection element having a characteristic opposite to that of the first detection element are connected in parallel to a power supply terminal. ,
A constant current source for supplying a drive current of the same magnitude is connected to each of the detection elements to drive each detection element with a constant current, and a middle point between the constant current source and each resistor is used for detection. A detection device characterized by being used as an output terminal of.
あることを特徴とする請求項1に記載の検出装置。2. The detection device according to claim 1, wherein the constant current source is a current mirror circuit.
第2検出素子を個別に定電流駆動するものである請求項
1に記載の検出装置。3. The detection device according to claim 1, wherein each of the current mirror circuits individually drives the first and second detection elements with a constant current.
ッタが接地され、各ベース同士が互いに接続された第1
トランジスタ及び第2トランジスタと、ベースが第1ト
ランジスタのコレクタに接続され、コレクタ及びエミッ
タがそれぞれ高電源側及び第1及び第2トランジスタの
ベースに接続された第3トランジスタとから構成されて
いることを特徴とする請求項2に記載の検出装置。4. A first mirror in which each collector is connected to each detection element, each emitter is grounded, and each base is connected to each other in the current mirror circuit.
And a third transistor whose base is connected to the collector of the first transistor and whose collector and emitter are connected to the high power source side and the bases of the first and second transistors, respectively. The detection device according to claim 2, which is characterized in that.
電圧としたとき、前記第1検出素子と、前記第1トラン
ジスタとの間にレベルシフト回路を設け、同レベルシフ
ト回路により、前記基準電圧を上昇させることを特徴と
する請求項4に記載の検出装置。5. A level shift circuit is provided between the first detection element and the first transistor when an output at the midpoint of the first detection element side is used as a reference voltage, and the level shift circuit comprises: The detection device according to claim 4, wherein the reference voltage is increased.
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Cited By (2)
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WO2017057650A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Magnetic field detection device |
JP2020183910A (en) * | 2019-05-08 | 2020-11-12 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Magnetic sensor and magnetic sensor module |
-
2001
- 2001-12-13 JP JP2001380306A patent/JP2003185685A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017057650A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Magnetic field detection device |
US20180217212A1 (en) * | 2015-09-30 | 2018-08-02 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Magnetic sensor, a magnetic detection apparatus, and a magnetic detection method |
JPWO2017057650A1 (en) * | 2015-09-30 | 2018-08-16 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Magnetic field detector |
US10677858B2 (en) | 2015-09-30 | 2020-06-09 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Magnetic sensor, a magnetic detection apparatus, and a magnetic detection method |
JP2020183910A (en) * | 2019-05-08 | 2020-11-12 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Magnetic sensor and magnetic sensor module |
JP7249865B2 (en) | 2019-05-08 | 2023-03-31 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Magnetic sensor and magnetic sensor module |
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