JP2016011864A - Integrated circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an integrated circuit allowing inspection of magnetic characteristics with no primary conductor provided.SOLUTION: The integrated circuit comprises: a magnetic detection circuit 13 generating a differential voltage according to a working magnetic field; cancel coils COILa, COILb, COILc, COILd generating a magnetic field according to current when the current flows therethrough; a measurement part u1 measuring the current flowing through the cancel coils COILa, COILb, COILc, COILd by a differential voltage generated in the magnetic detection circuit 13 at which the magnetic field generated by the measured current acts; an inspection part u2, when inspection current flows through the cancel coils COILa, COILb, COILc, COILd to generate an inspection magnetic field, measuring a differential voltage generated in the magnetic detection circuit 13 at which the inspection magnetic field acts; and a circuit setting part setting a first mode for connecting the magnetic detection circuit 13 to the measurement part u1, or a second mode for connecting the magnetic detection circuit 13 to the inspection part u2.

Description

本発明は、例えば磁気平衡式電流センサー等に用いられる集積回路に関する。   The present invention relates to an integrated circuit used in, for example, a magnetic balanced current sensor.

磁気平衡式電流センサーは、被測定電流に起因する誘導磁場を用いて、当該被測定電流を測定する(例えば特許文献1参照)。磁気平衡式電流センサーは、一般的に、バスバーと称される一次導体と、該一次導体に流れる被検出電流を検出する集積回路と、を備える。被測定電流を良好な精度で測定するためには、集積回路に対して一次導体を良好な精度で位置決めして設けなければならない。   The magnetic balance type current sensor measures the current to be measured using an induced magnetic field caused by the current to be measured (see, for example, Patent Document 1). A magnetically balanced current sensor generally includes a primary conductor called a bus bar and an integrated circuit that detects a current to be detected flowing through the primary conductor. In order to measure the current to be measured with good accuracy, the primary conductor must be positioned with good accuracy relative to the integrated circuit.

特開2013−047610号公報JP 2013-047610 A

ところで、磁気平衡式電流センサーに用いられる集積回路は、磁気特性に基づいて不良品の判別が行われることが好ましい。しかしながら、一次導体が設けられていない状態では、当該集積回路に対して所望の外部磁場を与えることができないため、当該集積回路の磁気特性を検査することができない。このため、製品として組み立てた後、集積回路の磁気特性を検査することになるが、その時点で不良品が発見されると、当該不良品に組み込まれた一次導体が無駄になるといった問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一次導体が設けられていない状態で(例えばウェハーから切り出される前の状態で)、磁気特性を検査可能な集積回路を提供することを解決課題の一つとする。
By the way, it is preferable that an integrated circuit used for a magnetic balance type current sensor is determined to be defective based on magnetic characteristics. However, in a state where the primary conductor is not provided, a desired external magnetic field cannot be applied to the integrated circuit, so that the magnetic characteristics of the integrated circuit cannot be inspected. For this reason, the magnetic characteristics of the integrated circuit are inspected after being assembled as a product. However, if a defective product is found at that time, there is a problem that the primary conductor incorporated in the defective product is wasted. It was.
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an integrated circuit capable of inspecting magnetic characteristics in a state where a primary conductor is not provided (for example, before being cut out from a wafer). Is one of the resolution issues.

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る集積回路は、一次導体に流れる被測定電流を測定する磁気平衡式電流センサーに用いられる集積回路であって、磁場が作用すると当該磁場に応じた検出電圧を生じる磁気検出ブリッジ回路と、電流が流れると当該電流に応じた磁場を生じるインダクターと、前記被測定電流により生じた磁場が作用して前記磁気検出ブリッジ回路に前記検出電圧が生じることで前記インダクターに流れた電流を測定する測定回路と、前記インダクターに検査電流を流して検査磁場を発生させ、該検査磁場が作用して前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧を測定する検査回路と、前記磁気検出ブリッジ回路と前記測定回路とを接続する第1モード、又は、前記磁気検出ブリッジ回路と前記検査回路とを接続する第2モードに設定する回路設定部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, an integrated circuit according to one embodiment of the present invention is an integrated circuit used in a magnetic balanced current sensor that measures a current to be measured flowing in a primary conductor. A magnetic detection bridge circuit that generates a detection voltage; an inductor that generates a magnetic field according to the current when the current flows; and a magnetic field generated by the current to be measured acts to generate the detection voltage in the magnetic detection bridge circuit. And a test circuit for measuring the detection voltage generated in the magnetic detection bridge circuit when the test magnetic field acts to generate a test magnetic field by passing a test current through the inductor. A circuit, a first mode for connecting the magnetic detection bridge circuit and the measurement circuit, or the magnetic detection bridge circuit and the inspection circuit. Characterized in that it comprises a circuit setting unit for setting the second mode to continue, the.

この態様によれば、集積回路は、当該集積回路が備えるインダクターに検査電流を流して検査磁場を発生させたときに、この検査磁場が作用した磁気検出ブリッジ回路に生じた電圧(検出電圧)を測定し、この検出電圧に基づいて、当該磁気検出ブリッジ回路の磁気特性を検査することが可能となる。
従来、一次導体が設けられていない状態の集積回路については、磁気特性を検査することができなかったため、検査精度が劣るものの、磁気特性以外の特性を検査することで不良品の判別が行われていた。
しかしながら、本態様によれば、一次導体を設ける前の状態(例えばウェハーから切り出される前の状態)の集積回路であっても、より高精度で不良品を判別可能な磁気特性を検査することが可能となる。
According to this aspect, when the integrated circuit generates a test magnetic field by supplying a test current to the inductor included in the integrated circuit, a voltage (detection voltage) generated in the magnetic detection bridge circuit on which the test magnetic field is applied. Based on this detection voltage, it is possible to inspect the magnetic characteristics of the magnetic detection bridge circuit.
Conventionally, an integrated circuit without a primary conductor could not be inspected for magnetic characteristics, so inspection accuracy was inferior, but defective products were determined by inspecting characteristics other than magnetic characteristics. It was.
However, according to this aspect, even in an integrated circuit in a state before the primary conductor is provided (for example, a state before being cut out from the wafer), it is possible to inspect magnetic characteristics that can determine defective products with higher accuracy. It becomes possible.

本発明の他の態様に係る集積回路は、前記態様に係る集積回路であって、前記回路設定部は、前記測定回路及び前記検査回路のいずれか一方を、前記磁気検出ブリッジ回路と接続するスイッチ素子を含む、ことを特徴とする。
この態様によれば、当該集積回路を第1モード又は第2モードに設定する回路設定部は、スイッチ素子によって構成される。これにより、単にスイッチ素子に対して所定の制御信号を供給するだけで、当該集積回路を第1モード又は第2モードに設定することが可能となる。
An integrated circuit according to another aspect of the present invention is the integrated circuit according to the aspect, wherein the circuit setting unit switches one of the measurement circuit and the inspection circuit to the magnetic detection bridge circuit. It is characterized by including an element.
According to this aspect, the circuit setting unit that sets the integrated circuit to the first mode or the second mode is configured by the switch element. Accordingly, the integrated circuit can be set to the first mode or the second mode simply by supplying a predetermined control signal to the switch element.

本発明の他の態様に係る集積回路は、前記態様に係る集積回路であって、前記測定回路は、前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧が入力される演算増幅器と、該演算増幅器の出力端子に接続され、前記インダクターに流れた電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、を備え、前記回路設定部は、前記第2モードにおいては、前記測定回路における前記演算増幅器の出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定する、ことを特徴とする。
この態様によれば、測定回路は、磁気検出ブリッジ回路に生じた検出電圧が入力される演算増幅器と、この演算増幅器の出力端子に接続され、インダクターに流れた電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、を備える。そして、回路設定部は、第2モードにおいては、測定回路における演算増幅器の出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定することで、磁気検出ブリッジ回路に対して測定回路を接続させずに、検査回路のみを磁気検出ブリッジ回路に接続させる。つまり、本態様によれば、測定回路の演算増幅器の出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定する制御信号を演算増幅器に供給するだけで、当該集積回路を第1モード又は第2モードに設定することが可能となる。
An integrated circuit according to another aspect of the present invention is the integrated circuit according to the aspect, wherein the measurement circuit includes an operational amplifier to which the detection voltage generated in the magnetic detection bridge circuit is input, and the operational amplifier A resistance element for measurement that is connected to an output terminal and converts a current flowing through the inductor into a voltage; and the circuit setting unit is configured to change an output impedance of the operational amplifier in the measurement circuit in the second mode. It is set to high impedance.
According to this aspect, the measurement circuit includes an operational amplifier to which the detection voltage generated in the magnetic detection bridge circuit is input, and a measurement resistor that is connected to the output terminal of the operational amplifier and converts the current flowing through the inductor into a voltage. An element. In the second mode, the circuit setting unit sets the output impedance of the operational amplifier in the measurement circuit to a high impedance so that only the test circuit is magnetically connected without connecting the measurement circuit to the magnetic detection bridge circuit. Connect to the detection bridge circuit. That is, according to this aspect, it is possible to set the integrated circuit to the first mode or the second mode only by supplying a control signal for setting the output impedance of the operational amplifier of the measurement circuit to high impedance to the operational amplifier. It becomes.

本発明の他の態様に係る集積回路は、前記態様に係る集積回路であって、前記測定回路と前記検査回路とは、前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧が入力される演算増幅器と、前記インダクターに流れた電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、前記演算増幅器への入力電圧を所定の増幅率で増幅して前記演算増幅器から出力させるための検査用抵抗素子と、を備える単一の回路であって、前記回路設定部は、前記第1モードにおいては、前記演算増幅器の出力端子と前記測定用抵抗素子とを接続し、前記第2モードにおいては、前記演算増幅器の入力端子と出力端子との間に前記検査用抵抗素子を接続するスイッチ素子を含む、ことを特徴とする。
この態様によれば、測定回路と検査回路とを単一の回路として設けることができるため、回路構成の更なる簡略化が実現する。
An integrated circuit according to another aspect of the present invention is the integrated circuit according to the aspect, wherein the measurement circuit and the inspection circuit include an operational amplifier to which the detection voltage generated in the magnetic detection bridge circuit is input. A resistance element for measurement for converting the current flowing through the inductor into a voltage; and a resistance element for inspection for amplifying an input voltage to the operational amplifier at a predetermined amplification factor and outputting the amplified voltage from the operational amplifier. In the first mode, the circuit setting unit connects an output terminal of the operational amplifier and the resistance element for measurement in the first mode, and inputs the operational amplifier in the second mode. A switching element for connecting the inspection resistance element between a terminal and an output terminal is included.
According to this aspect, since the measurement circuit and the inspection circuit can be provided as a single circuit, the circuit configuration can be further simplified.

本発明の第1実施形態に係る集積回路を備える磁気平衡式電流センサの一構成例を示す図。The figure which shows the example of 1 structure of a magnetic balance type current sensor provided with the integrated circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る集積回路の一構成例(通常モード時)を示す図。The figure which shows the example of 1 structure (in normal mode) of the integrated circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る集積回路の一構成例(検査モード時)を示す図。The figure which shows the example of 1 structure (at the time of test | inspection mode) of the integrated circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る集積回路の一構成例(通常モード時)を示す図。The figure which shows the structural example (at the time of a normal mode) of the integrated circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る集積回路の一構成例(検査モード時)を示す図。The figure which shows the structural example (at the time of test | inspection mode) of the integrated circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る集積回路の一構成例(通常モード時)を示す図。The figure which shows the example of 1 structure (at the time of a normal mode) of the integrated circuit which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る集積回路の一構成例(検査モード時)を示す図。The figure which shows the structural example (at the time of test | inspection mode) of the integrated circuit which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

[第1実施形態]
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る集積回路を備える磁気平衡式電流センサーの一構成例を示す図である。同図に示すように、磁気平衡式電流センサー1は、例えばIC(Integrated Circuit)チップと称される集積回路10と、バスバー(BUS BAR)と称される一次導体50と、を備える。
集積回路10は、磁気検出回路13と、測定・検査回路15と、電源端子T1と、検査電流入力端子T2と、出力端子T3と、第1制御信号入力端子T4と、接地端子T5と、を備える。
[First Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a magnetic balanced current sensor including an integrated circuit according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the magnetic balanced current sensor 1 includes an integrated circuit 10 called, for example, an IC (Integrated Circuit) chip, and a primary conductor 50 called a bus bar (BUS BAR).
The integrated circuit 10 includes a magnetic detection circuit 13, a measurement / inspection circuit 15, a power supply terminal T1, an inspection current input terminal T2, an output terminal T3, a first control signal input terminal T4, and a ground terminal T5. Prepare.

電源端子T1は電源電圧VDDが入力される端子である。検査電流入力端子T2は、集積回路10の磁気特性を検査する際に用いる検査電流Itestが入力される端子である。出力端子T3は、後述する差動電圧Vsubに応じた電圧が出力される端子である。第1制御信号入力端子T4は、後述する第1制御信号CTL1が入力される端子である。接地端子T5は、当該集積回路10の各部へ供給する接地電位が入力される端子である。
なお、集積回路10の磁気特性とは、例えば磁気検出回路13の磁気特性を意味する。
The power supply terminal T1 is a terminal to which the power supply voltage VDD is input. The inspection current input terminal T2 is a terminal to which an inspection current Itest used when inspecting the magnetic characteristics of the integrated circuit 10 is input. The output terminal T3 is a terminal from which a voltage corresponding to a differential voltage Vsub described later is output. The first control signal input terminal T4 is a terminal to which a first control signal CTL1 described later is input. The ground terminal T5 is a terminal to which a ground potential supplied to each part of the integrated circuit 10 is input.
The magnetic characteristics of the integrated circuit 10 mean, for example, the magnetic characteristics of the magnetic detection circuit 13.

磁気検出回路13は、測定・検査回路15に接続されたキャンセルコイル(インダクター)COILa,COILb,COILc,COILdと、電源端子T1と接地端子T5との間に接続(介挿)されてブリッジ回路を構成する磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdと、を備える。
磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdは、自身に作用する磁場に応じて電気的特性(電気抵抗)が変化するセンサ素子であり、磁場を検出するために用いられる。本例では、磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdとして、例えば巨大磁気抵抗効果(GMR: Giant Magneto-Resistance Effect)素子が用いられる。
The magnetic detection circuit 13 is connected (inserted) between a cancel coil (inductor) COILa, COILb, COILc, COILd connected to the measurement / inspection circuit 15 and between the power supply terminal T1 and the ground terminal T5, thereby forming a bridge circuit. And magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, and GMRd.
The magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, and GMRd are sensor elements whose electrical characteristics (electrical resistance) change according to the magnetic field acting on themselves, and are used to detect the magnetic field. In this example, as the magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, and GMRd, for example, giant magnetoresistive effect (GMR) elements are used.

なお、磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdによって構成されるブリッジ回路(磁気検出ブリッジ回路)は、磁場が作用すると当該磁場に応じた電圧(後述する差動電圧Vsub)がノードn1とノードn2との間に生じる。   Note that when a magnetic field acts on a bridge circuit (magnetic detection bridge circuit) constituted by the magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, and GMRd, a voltage corresponding to the magnetic field (a differential voltage Vsub, which will be described later) is applied to the nodes n1 and n2. Occurs between.

ところで、集積回路10は、例えば図1に示すように平面視したときに略矩形状を呈するところ、その一辺に沿って磁気抵抗素子GMRa,GMRbが設けられ、且つ、該一辺に対向する他辺に沿って磁気抵抗素子GMRc,GMRdが設けられている。
ここで磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdは、それぞれ次のように接続されている。すなわち、磁気抵抗素子GMRaと磁気抵抗素子GMRdとが直列に接続され、磁気抵抗素子GMRbと磁気抵抗素子GMRcとが直列に接続されている。また、磁気抵抗素子GMRa,GMRdと、磁気抵抗素子GMRb,GMRcとは、電源端子T1と接地端子T5とに対して並列に接続(介挿)されている。
Incidentally, the integrated circuit 10 has a substantially rectangular shape when viewed in plan as shown in FIG. 1, for example, and is provided with magnetoresistive elements GMRa and GMRb along one side thereof, and the other side facing the one side. Are provided with magnetoresistive elements GMRc and GMRd.
Here, the magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, and GMRd are connected as follows. That is, the magnetoresistive element GMRa and the magnetoresistive element GMRd are connected in series, and the magnetoresistive element GMRb and the magnetoresistive element GMRc are connected in series. The magnetoresistive elements GMRa and GMRd and the magnetoresistive elements GMRb and GMRc are connected (interposed) in parallel to the power supply terminal T1 and the ground terminal T5.

そして、一次導体50は、当該磁気平衡式電流センサー1によって測定される被測定電流Ibが流される平面視略U字状の導電体である。図1に示す例では、被測定電流Ibは、一次導体50のプラス端I+からマイナス端I−へ向かって流れる。
従って、被測定電流Ibは、図1に示す例では磁気抵抗素子GMRa,bの左側を一方向に流れ、且つ、該一方向とは逆方向に、磁気抵抗素子GMRc,dの右側を流れる。よって、被測定電流Ibに起因して生じる磁場Hbは、磁気抵抗素子GMRa,bと、磁気抵抗素子GMRc,dとで、互いに逆向きに作用する。
すなわち、磁気抵抗素子GMRa,GMRbに作用する磁場Hbの方向を第1方向とすると、磁気抵抗素子GMRc,GMRdに作用する磁場Hbの方向は、第1方向とは逆方向の第2方向である。
The primary conductor 50 is a substantially U-shaped conductor in plan view through which the measured current Ib measured by the magnetic balanced current sensor 1 flows. In the example shown in FIG. 1, the measured current Ib flows from the positive end I + of the primary conductor 50 toward the negative end I−.
Accordingly, in the example shown in FIG. 1, the measured current Ib flows in one direction on the left side of the magnetoresistive elements GMRa, b, and flows in the opposite direction to the right side of the magnetoresistive elements GMRc, d. Therefore, the magnetic field Hb generated due to the current Ib to be measured acts in the opposite direction between the magnetoresistive elements GMRa, b and the magnetoresistive elements GMRc, d.
That is, when the direction of the magnetic field Hb acting on the magnetoresistive elements GMRa and GMRb is the first direction, the direction of the magnetic field Hb acting on the magnetoresistive elements GMRc and GMRd is a second direction opposite to the first direction. .

ここで、磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdは、第1方向の外部磁場が作用すると電気抵抗(インピーダンス)の値が増加し、第2方向の外部磁場が作用すると電気抵抗(インピーダンス)の値が減少する素子である。
従って、図1に示す例では、ノードn1の電位は上昇し、ノードn2の電位は下降するため、ノードn1の電位とノードn2の電位との差分として表される差動電圧Vsubは上昇する。
Here, in the magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, and GMRd, the value of electric resistance (impedance) increases when an external magnetic field in the first direction acts, and the electric resistance (impedance) increases when an external magnetic field in the second direction acts. An element whose value decreases.
Accordingly, in the example illustrated in FIG. 1, the potential of the node n1 rises and the potential of the node n2 falls, and thus the differential voltage Vsub expressed as the difference between the potential of the node n1 and the potential of the node n2 rises.

つまり、一次導体50のプラス端I+からマイナス端I−へ向かって被測定電流Ibが流れると、被測定電流Ibの大きさに応じて差動電圧Vsubが発生し、キャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdに電流が流れる。詳細は後述するが、この差動電圧Vsubの発生により流れた電流は、測定・検査回路15によって電圧に変換されて、出力端子T3から出力される。この出力端子T3から出力された値に基づいて、被測定電流Ibが測定される。   That is, when the measured current Ib flows from the positive end I + to the negative end I− of the primary conductor 50, a differential voltage Vsub is generated according to the magnitude of the measured current Ib, and the cancel coils COILa, COILb, COILc. , COILd carries current. As will be described in detail later, the current that flows due to the generation of the differential voltage Vsub is converted into a voltage by the measurement / inspection circuit 15 and output from the output terminal T3. Based on the value output from the output terminal T3, the measured current Ib is measured.

ところで、キャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdは、電流が流れたときに、各々対応する磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdに作用する外部磁場(磁場Hb)と逆方向の磁場Hcを発生する態様で設けられている。なお、本実施形態では、図1に示すように、キャンセルコイルCOILaは磁気抵抗素子GMRaに対応し、キャンセルコイルCOILbは磁気抵抗素子GMRbに対応し、キャンセルコイルCOILcは磁気抵抗素子GMRcに対応し、キャンセルコイルCOILdは磁気抵抗素子GMRdに対応する。
従って、上述した差動電圧Vsubが発生すると、磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdに作用する外部磁場(磁場Hb)が、キャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdによる磁場Hcによってキャンセル(相殺)されるまで、キャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdに電流(キャンセル電流Icanと称する)が流れる。
By the way, the cancel coils COILa, COILb, COILc, COILd generate a magnetic field Hc in the opposite direction to the external magnetic field (magnetic field Hb) acting on the corresponding magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, GMRd when current flows. Is provided. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the cancel coil COILa corresponds to the magnetoresistive element GMRa, the cancel coil COILb corresponds to the magnetoresistive element GMRb, and the cancel coil COILc corresponds to the magnetoresistive element GMRc. The cancel coil COILd corresponds to the magnetoresistive element GMRd.
Therefore, when the above-described differential voltage Vsub is generated, the external magnetic field (magnetic field Hb) acting on the magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, GMRd is canceled (cancelled) by the magnetic field Hc by the cancel coils COILa, COILb, COILc, COILd. Until this occurs, a current (referred to as a cancel current Ican) flows through the cancel coils COILa, COILb, COILc, and COILd.

このように被測定電流Ibによる磁場Hbが、キャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdによる磁場Hcによってキャンセルされるようなキャンセル電流Icanが、キャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdに流れると、当該磁気検出回路13及び測定・検査回路15に流れる電流は差動電圧Vsubが略零になったところで安定する。このときのキャンセル電流Icanは、測定・検査回路15で電圧に変換され、当該キャンセル電流Icanに応じた電圧(出力電圧Vout)が出力端子T3に出力される。
ここで、出力電圧Voutと被測定電流Ibとの間には下記(式1)の関係がある。従って、出力端子T3に出力された出力電圧Voutの値を(式1)に代入することで、被測定電流Ibを求めることができる。

Figure 2016011864

ここで(式1)中の「SENS」は当該磁気平衡式電流センサー1の感度である。 When the cancel current Ican such that the magnetic field Hb caused by the current Ib to be measured is canceled by the magnetic field Hc caused by the cancel coils COILa, COILb, COILc, and COILd flows through the cancel coils COILa, COILb, COILc, and COILd, The current flowing through the detection circuit 13 and the measurement / inspection circuit 15 is stabilized when the differential voltage Vsub becomes substantially zero. The cancel current Ican at this time is converted into a voltage by the measurement / inspection circuit 15, and a voltage (output voltage Vout) corresponding to the cancel current Ican is output to the output terminal T3.
Here, the relationship of the following (formula 1) exists between the output voltage Vout and the measured current Ib. Therefore, the measured current Ib can be obtained by substituting the value of the output voltage Vout output to the output terminal T3 into (Equation 1).
Figure 2016011864

Here, “SENS” in (Equation 1) is the sensitivity of the magnetic balanced current sensor 1.

図2は、本発明の第1実施形態に係る集積回路10の一構成例を示す図である。以下、図2を参照して、「通常モード(第1モード)」のときの測定・検査回路15の回路構成について詳細に説明する。「通常モード」とは、上述した被測定電流Ibを測定するモードである。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the integrated circuit 10 according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the circuit configuration of the measurement / inspection circuit 15 in the “normal mode (first mode)” will be described in detail with reference to FIG. The “normal mode” is a mode for measuring the measured current Ib described above.

測定・検査回路15は、測定用演算増幅器OP1と電圧変換抵抗(測定用抵抗素子)RCOILとを含む通常測定部(測定回路)u1と、検査用演算増幅器OP2と抵抗R3,R4,R5,R6とを含む検査部(検査回路)u2と、定電圧供給用演算増幅器OP3によるボルテージフォロワ回路である定電圧供給部u3と、電源電位VDDから中間電位(VDD/2)を生成する中間電位生成部u4と、出力端子T3と通常測定部u1又は検査部u2とを接続するスイッチSW1と、磁気検出回路13と通常測定部u1又は検査電流入力端子T2とを接続するスイッチSW2と、を備える。
ここで、検査電流入力端子T2は検査部u2の機能に関わる端子であるので検査部u2の一部とみなすと、スイッチSW1とスイッチSW2とは、図2に示すように、通常測定部u1及び検査部u2のいずれか一方を、磁気検出回路13と接続するスイッチを構成しているといえる。
The measurement / inspection circuit 15 includes a normal measurement unit (measurement circuit) u1 including a measurement operational amplifier OP1 and a voltage conversion resistor (measurement resistance element) R COIL , an inspection operational amplifier OP2, and resistors R3, R4, R5. An inspection unit (inspection circuit) u2 including R6, a constant voltage supply unit u3 which is a voltage follower circuit by a constant voltage supply operational amplifier OP3, and an intermediate potential generation for generating an intermediate potential (VDD / 2) from the power supply potential VDD Unit u4, switch SW1 for connecting output terminal T3 and normal measurement unit u1 or inspection unit u2, and switch SW2 for connecting magnetic detection circuit 13 to normal measurement unit u1 or inspection current input terminal T2.
Here, since the inspection current input terminal T2 is a terminal related to the function of the inspection unit u2, if it is regarded as a part of the inspection unit u2, the switch SW1 and the switch SW2 are, as shown in FIG. It can be said that either one of the inspection units u2 constitutes a switch that connects to the magnetic detection circuit 13.

図2に示すように、通常モードにおいて、スイッチSW1は出力端子T3と通常測定部u1とを接続するように設定され、且つ、スイッチSW2は磁気検出回路13と通常測定部u1とを接続するように設定される。
なお、後述する「検査モード(第2モード)」においては、スイッチSW1は出力端子T3と検査部u2とを接続するように設定され、且つ、スイッチSW2は磁気検出回路13と検査電流入力端子T2とを接続するように設定される。検査モードとは、磁気検出回路13(磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRd)の磁気特性を測定(検査)するモードである。
As shown in FIG. 2, in the normal mode, the switch SW1 is set to connect the output terminal T3 and the normal measurement unit u1, and the switch SW2 connects the magnetic detection circuit 13 and the normal measurement unit u1. Set to
In the “inspection mode (second mode)” described later, the switch SW1 is set to connect the output terminal T3 and the inspection unit u2, and the switch SW2 is connected to the magnetic detection circuit 13 and the inspection current input terminal T2. And is set to connect. The inspection mode is a mode for measuring (inspecting) the magnetic characteristics of the magnetic detection circuit 13 (magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, GMRd).

このようにスイッチSW1,SW2は、通常モード(第1モード)、又は、検査モード(第2モード)に設定する回路設定部として機能する。
これらスイッチSW1及びスイッチSW2の設定の切り替えは、第1制御信号入力端子T4から入力される第1制御信号CTL1により行われる。例えばハイレベルの第1制御信号CTL1がスイッチSW1,SW2に供給されると、当該スイッチSW1,SW2は図2に示す設定に切り替えられ、当該集積回路10が通常モードに設定される。
As described above, the switches SW1 and SW2 function as a circuit setting unit that sets the normal mode (first mode) or the inspection mode (second mode).
The setting of the switches SW1 and SW2 is switched by the first control signal CTL1 input from the first control signal input terminal T4. For example, when the high-level first control signal CTL1 is supplied to the switches SW1 and SW2, the switches SW1 and SW2 are switched to the settings shown in FIG. 2, and the integrated circuit 10 is set to the normal mode.

通常測定部u1では、上述した磁気検出回路13のノードn1の電位が測定用演算増幅器OP1の非反転入力端子に入力されると共に、ノードn2の電位が測定用演算増幅器OP1の反転入力端子に入力される。つまり、測定用演算増幅器OP1には、上述した差動電圧Vsubが入力される。そして、測定用演算増幅器OP1の出力端子から磁気検出回路13に向かって流れるキャンセル電流Icanは、電圧変換抵抗RCOILによって電圧(出力電圧Vout)に変換され、出力端子T3に出力される。この出力電圧Voutは、被測定電流Ibの大きさに応じた値であり、出力電圧Voutの値を上述した(式1)に代入することで被測定電流Ibの値を求めることができる。 In the normal measurement unit u1, the potential of the node n1 of the magnetic detection circuit 13 described above is input to the non-inverting input terminal of the measurement operational amplifier OP1, and the potential of the node n2 is input to the inverting input terminal of the measurement operational amplifier OP1. Is done. That is, the differential voltage Vsub described above is input to the measurement operational amplifier OP1. The cancel current Ican flowing from the output terminal of the measurement operational amplifier OP1 toward the magnetic detection circuit 13 is converted into a voltage (output voltage Vout) by the voltage conversion resistor R COIL and output to the output terminal T3. The output voltage Vout is a value corresponding to the magnitude of the measured current Ib, and the value of the measured current Ib can be obtained by substituting the value of the output voltage Vout into the above-described (Equation 1).

検査部u2は、通常モードにおいては閉回路を構成せず、当該検査部u2には電流が流れない。検査部u2の構成については、「検査モード」のときの回路構成を示す図3を参照して後に詳述する。
定電圧供給部u3では、中間電位生成部u4によって生成された中間電位(VDD/2)が定電圧供給用演算増幅器OP3の非反転入力端子に入力され、定電圧供給用演算増幅器OP3の出力端子側のノードn3の電位が(VDD/2)となり、磁気検出回路13のキャンセルコイルCOILbの一端に中間電位(VDD/2)が供給される。すなわち、定電圧供給部u3と中間電位生成部u4とを組み合わせた構成が、キャンセルコイルCOILbの一端に中間電位(VDD/2)を出力する定電圧源となる。
The inspection unit u2 does not form a closed circuit in the normal mode, and no current flows through the inspection unit u2. The configuration of the inspection unit u2 will be described in detail later with reference to FIG. 3 showing the circuit configuration in the “inspection mode”.
In the constant voltage supply unit u3, the intermediate potential (VDD / 2) generated by the intermediate potential generation unit u4 is input to the non-inverting input terminal of the constant voltage supply operational amplifier OP3, and the output terminal of the constant voltage supply operational amplifier OP3. The potential of the node n3 on the side becomes (VDD / 2), and the intermediate potential (VDD / 2) is supplied to one end of the cancel coil COILb of the magnetic detection circuit 13. That is, the configuration in which the constant voltage supply unit u3 and the intermediate potential generation unit u4 are combined becomes a constant voltage source that outputs the intermediate potential (VDD / 2) to one end of the cancel coil COILb.

中間電位生成部u4は、略同一の抵抗値の抵抗R1と抵抗R2とによって電源電位VDDを分圧し、中間電位(VDD/2)を生成する。ノードn4の電位が中間電位(VDD/2)となる。   The intermediate potential generation unit u4 divides the power supply potential VDD by the resistors R1 and R2 having substantially the same resistance value, and generates an intermediate potential (VDD / 2). The potential of the node n4 becomes an intermediate potential (VDD / 2).

図3は、検査モードのときの集積回路10の一構成例を示す図である。以下、図3を参照して、検査モードのときの測定・検査回路15の回路構成について詳細に説明する。
図3に示すように、検査モードにおいて、スイッチSW1は出力端子T3と検査部u2とを接続するように設定され、且つ、スイッチSW2は検査電流入力端子T2と磁気検出回路13とを接続するように設定される。
これらスイッチSW1及びスイッチSW2の設定の切り替えは、第1制御信号入力端子T4から入力される第1制御信号CTL1により行われる。例えばローレベルの第1制御信号CTL1がスイッチSW1,SW2に供給されると、当該スイッチSW1,SW2は図3に示す設定に切り替えられ、当該集積回路10が検査モードに設定される。
なお、通常測定部u1は、検査モードにおいては閉回路を構成せず、当該通常測定部u1には電流が流れない。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the integrated circuit 10 in the inspection mode. Hereinafter, the circuit configuration of the measurement / inspection circuit 15 in the inspection mode will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, in the inspection mode, the switch SW1 is set so as to connect the output terminal T3 and the inspection unit u2, and the switch SW2 connects the inspection current input terminal T2 and the magnetic detection circuit 13. Set to
The setting of the switches SW1 and SW2 is switched by the first control signal CTL1 input from the first control signal input terminal T4. For example, when the low-level first control signal CTL1 is supplied to the switches SW1 and SW2, the switches SW1 and SW2 are switched to the settings shown in FIG. 3, and the integrated circuit 10 is set to the inspection mode.
The normal measurement unit u1 does not form a closed circuit in the inspection mode, and no current flows through the normal measurement unit u1.

検査部u2は、検査用演算増幅器OP2と、検査用演算増幅器OP2の反転入力端子とノードn2との間に接続された抵抗R3と、検査用演算増幅器OP2の非反転入力端子とノードn1との間に接続された抵抗R4と、検査用演算増幅器OP2の出力端子と反転入力端子との間に接続された抵抗R5と、検査用演算増幅器OP2の非反転入力端子とノードn5との間に接続された抵抗R6と、を備える。このように構成することで、検査部u2は増幅回路として機能し、その増幅率(利得)は(R5/R3)倍である。
検査モードにおいては、検査用演算増幅器OP2の出力端子は、図3に示すように当該集積回路10の出力端子T3と接続されている。また、ノードn5は、定電圧供給部u3のノードn3と接続されており、その電位は、ノードn3と同様、中間電位(VDD/2)である。
また、抵抗R3の抵抗値と抵抗R4の抵抗値とは等しく、且つ、抵抗R5の抵抗値と抵抗R6の抵抗値とは等しい。
The inspection unit u2 includes an inspection operational amplifier OP2, a resistor R3 connected between the inverting input terminal of the inspection operational amplifier OP2 and the node n2, and a non-inverting input terminal of the inspection operational amplifier OP2 and the node n1. A resistor R4 connected in between, a resistor R5 connected between the output terminal and the inverting input terminal of the test operational amplifier OP2, and a non-inverting input terminal of the test operational amplifier OP2 and the node n5. Resistor R6. With this configuration, the inspection unit u2 functions as an amplifier circuit, and its amplification factor (gain) is (R5 / R3) times.
In the inspection mode, the output terminal of the operational amplifier OP2 for inspection is connected to the output terminal T3 of the integrated circuit 10 as shown in FIG. Further, the node n5 is connected to the node n3 of the constant voltage supply unit u3, and the potential thereof is an intermediate potential (VDD / 2), like the node n3.
The resistance value of the resistor R3 and the resistance value of the resistor R4 are equal, and the resistance value of the resistor R5 and the resistance value of the resistor R6 are equal.

検査モードにおいては、検査電流入力端子T2から検査電流Itestが磁気検出回路13に入力されてキャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdに流れ、当該キャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdは磁場Hc´を発生する。
ここで、キャンセルコイルCOILa,COILb,COILc,COILdは、磁気抵抗素子GMRa,GMRbに対して作用する磁場Hc´の向きと、磁気抵抗GMRc,GMRdに作用する磁場Hc´とが互いに逆向きとなる態様で設けられている。
In the inspection mode, the inspection current Itest is input from the inspection current input terminal T2 to the magnetic detection circuit 13 and flows to the cancel coils COILa, COILb, COILc, COILd, and the cancel coils COILa, COILb, COILc, COILd apply the magnetic field Hc ′. Occur.
Here, in the cancel coils COILa, COILb, COILc, COILd, the direction of the magnetic field Hc ′ acting on the magnetoresistive elements GMRa, GMRb and the magnetic field Hc ′ acting on the magnetoresistances GMRc, GMRd are opposite to each other. It is provided in an aspect.

上述したように磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdは、第1方向の外部磁場が作用すると電気抵抗(インピーダンス)の値が増加し、第2方向の外部磁場が作用すると電気抵抗(インピーダンス)の値が減少する素子である。従って、磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdに磁場Hc´が作用すると、ノードn1の電位とノードn2の電位とに差が生じ、差動電圧Vsub´が上昇する。   As described above, the magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, and GMRd increase in the value of electric resistance (impedance) when an external magnetic field in the first direction acts, and electric resistance (impedance) when an external magnetic field in the second direction acts. This is a device whose value decreases. Therefore, when the magnetic field Hc ′ acts on the magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, and GMRd, a difference occurs between the potential of the node n1 and the potential of the node n2, and the differential voltage Vsub ′ increases.

このとき、検査用演算増幅器OP2には、反転入力端子には抵抗R3を介してノードn2の電位が入力され、且つ、非反転入力端子には抵抗R4を介してノードn1の電位が入力され、検査用演算増幅器OP2の出力端子には差動電圧Vsub´に応じた電位が出力される。この差動電圧Vsub´に応じた出力電圧Vout´は出力端子T3に出力される。具体的には、検査モードにおける出力電圧Vout´は下記の(式2)で表される。

Figure 2016011864
At this time, the potential of the node n2 is input to the inverting input terminal via the resistor R3 and the potential of the node n1 is input to the non-inverting input terminal via the resistor R4 to the test operational amplifier OP2. A potential corresponding to the differential voltage Vsub ′ is output to the output terminal of the inspection operational amplifier OP2. An output voltage Vout ′ corresponding to the differential voltage Vsub ′ is output to the output terminal T3. Specifically, the output voltage Vout ′ in the inspection mode is expressed by the following (Equation 2).
Figure 2016011864

ここで、当該集積回路10の製造者には、磁場Hc´と差動電圧Vsub´との関係は既知である。換言すれば、検査電流Itestと出力電圧Vout´との関係は既知である。従って、出力端子T3から出力された出力電圧Vout´の値が、検査電流入力端子T2から磁気検出回路13に流した検査電流Itestに対応する値であるか否かを判定することで、集積回路10の磁気特性(例えば磁気抵抗素子GMRa,GMRb,GMRc,GMRdの磁気特性)の良/不良を判定することができる。   Here, the relationship between the magnetic field Hc ′ and the differential voltage Vsub ′ is known to the manufacturer of the integrated circuit 10. In other words, the relationship between the inspection current Itest and the output voltage Vout ′ is known. Therefore, by determining whether or not the value of the output voltage Vout ′ output from the output terminal T3 is a value corresponding to the test current Itest passed from the test current input terminal T2 to the magnetic detection circuit 13, the integrated circuit Good / bad of 10 magnetic characteristics (for example, magnetic characteristics of magnetoresistive elements GMRa, GMRb, GMRc, GMRd) can be determined.

以上説明したように、本発明の第1実施形態によれば、一次導体(図1に示す一次導体50)が設けられていない状態で(例えばウェハーから切り出される前の状態で)、磁気特性を検査可能な集積回路10を提供することができる。
従来、一次導体が設けられていない状態の集積回路については、磁気特性を検査することができなかったため、検査精度が劣るものの、磁気特性以外の特性を検査することで不良品の判別が行われていた。
しかしながら、本態様によれば、一次導体を設ける前の状態(例えばウェハーから切り出される前の状態)の集積回路であっても、磁気特性を検査することで高精度で不良品を判別可能となる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the magnetic characteristics can be obtained in a state where the primary conductor (primary conductor 50 shown in FIG. 1) is not provided (for example, before being cut out from the wafer). An inspectable integrated circuit 10 can be provided.
Conventionally, an integrated circuit without a primary conductor could not be inspected for magnetic characteristics, so inspection accuracy was inferior, but defective products were determined by inspecting characteristics other than magnetic characteristics. It was.
However, according to this aspect, even in an integrated circuit in a state before providing a primary conductor (for example, a state before being cut out from a wafer), a defective product can be discriminated with high accuracy by inspecting magnetic characteristics. .

[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態に係る集積回路について説明する。図4は、第2実施形態に係る集積回路の一構成例(通常モード時)を示す図である。図5は、第2実施形態に係る集積回路の一構成例(検査モード時)を示す図である。
第1実施形態に係る集積回路10と第2実施形態に係る集積回路10−1との主な相違点は、第2実施形態では測定・検査回路15の代わりに測定・検査回路15−1を用いる点である。なお、重複説明を避けるため、第1実施形態に係る集積回路10と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, an integrated circuit according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example (in the normal mode) of the integrated circuit according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example (in an inspection mode) of the integrated circuit according to the second embodiment.
The main difference between the integrated circuit 10 according to the first embodiment and the integrated circuit 10-1 according to the second embodiment is that the measurement / inspection circuit 15-1 is used instead of the measurement / inspection circuit 15 in the second embodiment. It is a point to use. In addition, in order to avoid duplication description, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the integrated circuit 10 which concerns on 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted suitably.

第2実施形態の測定・検査回路15−1には、第1実施形態のスイッチSW1,SW2が設けられておらず、且つ、通常測定部u1の代わりに通常測定部u1−1が設けられている。通常測定部u1−1は、差動電圧Vsubが入力される第1演算増幅器OP1と、第1演算増幅器OP1の出力端子に接続された電圧変換抵抗RCOILとを備えると共に、第1演算増幅器OP1には、その出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定する第2制御信号CTL2が入力可能に構成されている。 The measurement / inspection circuit 15-1 of the second embodiment is not provided with the switches SW1 and SW2 of the first embodiment, and is provided with a normal measurement unit u1-1 instead of the normal measurement unit u1. Yes. The normal measurement unit u1-1 includes a first operational amplifier OP1 to which the differential voltage Vsub is input, and a voltage conversion resistor R COIL connected to the output terminal of the first operational amplifier OP1, and the first operational amplifier OP1. Is configured such that a second control signal CTL2 for setting its output impedance to high impedance can be input.

そして、集積回路10−1には、上述の第2制御信号CTL2が入力される第2制御信号入力端子T6と、検査モードでの出力電圧Vout´が出力される検査出力端子T7と、が設けられている。
ここで、第2制御信号入力端子T6を介して、例えばローレベルに設定された第2制御信号CTL2が第1演算増幅器OP1に供給されると、当該第1演算増幅器OP1の出力インピーダンスはローインピーダンスに設定され、当該第1演算増幅器OP1は入力された信号を増幅して出力する。また、ハイレベルに設定された第2制御信号CTL2が第1演算増幅器OP1に供給されると、当該第1演算増幅器OP1の出力インピーダンスはハイインピーダンスに設定され、当該第1演算増幅器OP1は入力された信号の増幅を停止する。
The integrated circuit 10-1 includes a second control signal input terminal T6 to which the above-described second control signal CTL2 is input, and a test output terminal T7 from which the output voltage Vout ′ in the test mode is output. It has been.
Here, when the second control signal CTL2 set to a low level, for example, is supplied to the first operational amplifier OP1 via the second control signal input terminal T6, the output impedance of the first operational amplifier OP1 is low impedance. The first operational amplifier OP1 amplifies the input signal and outputs it. When the second control signal CTL2 set to the high level is supplied to the first operational amplifier OP1, the output impedance of the first operational amplifier OP1 is set to high impedance, and the first operational amplifier OP1 is input. Stops amplification of the received signal.

本第2実施形態に係る集積回路10−1では、第1演算増幅器OP1の出力インピーダンスがローインピーダンスのとき、測定・検査回路15−1は図4に示す回路構成となり、第1実施形態における通常モードと同様、出力端子T3に出力電圧Voutが出力される。
他方、第1演算増幅器OP1の出力インピーダンスがハイインピーダンスのとき、測定・検査回路15−1は、図5に示す回路構成となる。すなわち、通常測定部u1−1は閉回路を構成しなくなり、出力端子T3から検査電流Itestを流すことで、第1実施形態における検査モードと同様、検査部u2から出力電圧Vout´が出力される回路構成となる。
但し、本第2実施形態では、出力電圧Vout´は、検査出力端子T7に出力される。この点は、出力電圧Vout´が出力端子T3に出力される第1実施形態とは異なる。
In the integrated circuit 10-1 according to the second embodiment, when the output impedance of the first operational amplifier OP1 is low impedance, the measurement / inspection circuit 15-1 has the circuit configuration shown in FIG. As in the mode, the output voltage Vout is output to the output terminal T3.
On the other hand, when the output impedance of the first operational amplifier OP1 is high impedance, the measurement / inspection circuit 15-1 has the circuit configuration shown in FIG. That is, the normal measurement unit u1-1 does not form a closed circuit, and the output voltage Vout ′ is output from the inspection unit u2 by flowing the inspection current Itest from the output terminal T3 as in the inspection mode in the first embodiment. Circuit configuration.
However, in the second embodiment, the output voltage Vout ′ is output to the inspection output terminal T7. This is different from the first embodiment in which the output voltage Vout ′ is output to the output terminal T3.

以上説明したように、本発明の第2実施形態によれば、第1実施形態に係る集積回路10と同様の効果を奏する上に、第1実施形態におけるスイッチSW1,SW2を設ける必要がなくなるため、回路構成の簡略化が実現する。
なお、上述したように第2実施形態に係る集積回路10−1では、第2制御信号入力端子T6と、ハイレベルに設定された第2制御信号CTL2が供給されると出力インピーダンスがハイインピーダンスに切り替わる第1演算増幅器OP1とが、当該集積回路10−1を通常モード(第1モード)、又は、検査モード(第2モード)に設定する回路設定部として機能する。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the same effect as the integrated circuit 10 according to the first embodiment can be obtained, and the switches SW1 and SW2 in the first embodiment need not be provided. Thus, the circuit configuration can be simplified.
As described above, in the integrated circuit 10-1 according to the second embodiment, when the second control signal input terminal T6 and the second control signal CTL2 set to the high level are supplied, the output impedance becomes high impedance. The switched first operational amplifier OP1 functions as a circuit setting unit for setting the integrated circuit 10-1 to the normal mode (first mode) or the inspection mode (second mode).

[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態に係る集積回路について説明する。図6は、第3実施形態に係る集積回路の一構成例(通常モード時)を示す図である。図7は、第3実施形態に係る集積回路の一構成例(検査モード時)を示す図である。
第1実施形態に係る集積回路10と第3実施形態に係る集積回路10−2との主な相違点は、測定・検査回路15の代わりに測定・検査回路15−2を用いる点である。なお、重複説明を避けるため、第1実施形態に係る集積回路10と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, an integrated circuit according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example (in a normal mode) of the integrated circuit according to the third embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example (in an inspection mode) of the integrated circuit according to the third embodiment.
The main difference between the integrated circuit 10 according to the first embodiment and the integrated circuit 10-2 according to the third embodiment is that a measurement / inspection circuit 15-2 is used instead of the measurement / inspection circuit 15. In addition, in order to avoid duplication description, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the integrated circuit 10 which concerns on 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted suitably.

測定・検査回路15−2は、第1実施形態における通常測定部u1及び検査部u2の代わりに、通常測定・検査部u5が設けられており、第1実施形態のスイッチSW1,SW2の代わりにスイッチSW3,SW4,SW5が設けられている。
通常測定・検査部u5は、差動電圧Vsubが入力される通常測定・検査用演算増幅器OP4と、通常測定・検査用演算増幅器OP4の出力端に接続された電圧変換抵抗RCOILと、スイッチSW3,SW4,SW5と、抵抗R3,R4,R5,R6とを備える。また、集積回路10−2は、スイッチSW3,SW4,SW5の切り替えを制御する第3制御信号CTL3が入力される第3制御信号入力端子T8を備える。
The measurement / inspection circuit 15-2 includes a normal measurement / inspection unit u5 instead of the normal measurement unit u1 and the inspection unit u2 in the first embodiment, and instead of the switches SW1 and SW2 in the first embodiment. Switches SW3, SW4 and SW5 are provided.
The normal measurement / inspection unit u5 includes a normal measurement / inspection operational amplifier OP4 to which the differential voltage Vsub is input, a voltage conversion resistor R COIL connected to the output terminal of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4, and a switch SW3. , SW4, SW5 and resistors R3, R4, R5, R6. Further, the integrated circuit 10-2 includes a third control signal input terminal T8 to which a third control signal CTL3 for controlling switching of the switches SW3, SW4, SW5 is input.

抵抗R3は、通常測定・検査用演算増幅器OP4の反転入力端子とノードn2との間に接続されている。抵抗R4は、通常測定・検査用演算増幅器OP4の非反転入力端子とノードn1との間に接続されている。抵抗(検査用抵抗素子)R5は、通常測定・検査用演算増幅器OP4の出力端子と反転入力端子との間に接続されている。抵抗(検査用抵抗素子)R6は、通常測定・検査用演算増幅器OP4の非反転入力端子とノードn5との間に接続されている。
スイッチSW3は、電圧変換抵抗RCOILと、通常測定・検査用演算増幅器OP4の出力端子又は検査電流入力端子T2とを接続するスイッチである。スイッチSW4は、通常測定・検査用演算増幅器OP4の出力端子と抵抗R5との接続/非接続を切り替えるスイッチである。スイッチSW5は、抵抗R6とノードn5との接続/非接続を切り替えるスイッチである。
The resistor R3 is connected between the inverting input terminal of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4 and the node n2. The resistor R4 is connected between the non-inverting input terminal of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4 and the node n1. The resistor (test resistor element) R5 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the normal measurement / test operational amplifier OP4. The resistor (test resistor element) R6 is connected between the non-inverting input terminal of the normal measurement / test operational amplifier OP4 and the node n5.
The switch SW3 is a switch that connects the voltage conversion resistor R COIL to the output terminal or the inspection current input terminal T2 of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4. The switch SW4 is a switch for switching connection / disconnection between the output terminal of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4 and the resistor R5. The switch SW5 is a switch that switches connection / disconnection between the resistor R6 and the node n5.

通常モードにおいては、図6に示すように、通常測定・検査用演算増幅器OP4の出力端子は、スイッチSW3によって電圧変換抵抗RCOILに接続され、当該電圧変換抵抗RCOILを介して磁気検出回路13と接続されている。他方、スイッチSW4はオフされて抵抗R5は非接続となり、且つ、スイッチS5もオフされて抵抗R6も非接続となっている。また、通常測定・検査用演算増幅器OP4には、差動電圧Vsubが入力される。
つまり、通常モードにおいては、通常測定・検査部u5は、第1実施形態における通常測定部u1に相当する構成となる。
In the normal mode, as shown in FIG. 6, the output terminal of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4 is connected to the voltage conversion resistor R COIL by the switch SW3, and the magnetic detection circuit 13 is connected via the voltage conversion resistor R COIL. Connected with. On the other hand, the switch SW4 is turned off and the resistor R5 is disconnected, and the switch S5 is also turned off and the resistor R6 is also disconnected. The differential voltage Vsub is input to the normal measurement / inspection operational amplifier OP4.
That is, in the normal mode, the normal measurement / inspection unit u5 has a configuration corresponding to the normal measurement unit u1 in the first embodiment.

他方、検査モードにおいては、図7に示すように、スイッチSW3によって、検査電流入力端子T2と電圧変換抵抗RCOILとが接続されるため、当該電圧変換抵抗RCOILを介して検査電流入力端子T2と磁気検出回路13とが接続される。また、スイッチSW4がオンされ、通常測定・検査用演算増幅器OP4の出力端子は、図7に示すように抵抗R5に接続され、当該抵抗R5を介して、通常測定・検査用演算増幅器OP4の出力端子と反転入力端子とが接続される。また、スイッチSW5がオンされ、抵抗R6を介して通常測定・検査用演算増幅器OP4の非反転入力端子とノードn5とが接続される。
つまり、検査モードにおいては、通常測定・検査部u5は、第1実施形態において増幅器として機能する検査部u2に相当する構成となる。
On the other hand, in the inspection mode, as shown in FIG. 7, since the inspection current input terminal T2 and the voltage conversion resistor RCOIL are connected by the switch SW3, the inspection current input terminal T2 is connected via the voltage conversion resistor RCOIL. And the magnetic detection circuit 13 are connected. Further, the switch SW4 is turned on, and the output terminal of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4 is connected to the resistor R5 as shown in FIG. 7, and the output of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4 is connected through the resistor R5. The terminal and the inverting input terminal are connected. Further, the switch SW5 is turned on, and the non-inverting input terminal of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4 is connected to the node n5 through the resistor R6.
That is, in the inspection mode, the normal measurement / inspection unit u5 has a configuration corresponding to the inspection unit u2 that functions as an amplifier in the first embodiment.

このようにスイッチSW3,SW4,SW5は、通常モード(第1モード)、又は、検査モード(第2モード)に設定する回路設定部として機能する。
これらスイッチSW3,SW4,SW5の設定の切り替えは、第3制御信号入力端子T8から入力される第3制御信号CTL3により行われる。
例えばハイレベルの第3制御信号CTL3がスイッチSW3,SW4,SW5に供給されると、当該スイッチSW3,SW4,SW5は図6に示す設定に切り替えられ、当該集積回路10−2が通常モードに設定される。他方、ローレベルの第3制御信号CTL3がスイッチSW3,SW4,SW5に供給されると、当該スイッチSW3,SW4,SW5は図7に示す設定に切り替えられ、当該集積回路10−2が検査モードに設定される。
As described above, the switches SW3, SW4, and SW5 function as a circuit setting unit that sets the normal mode (first mode) or the inspection mode (second mode).
The setting of these switches SW3, SW4, SW5 is switched by a third control signal CTL3 input from the third control signal input terminal T8.
For example, when the high-level third control signal CTL3 is supplied to the switches SW3, SW4, SW5, the switches SW3, SW4, SW5 are switched to the settings shown in FIG. 6, and the integrated circuit 10-2 is set to the normal mode. Is done. On the other hand, when the low-level third control signal CTL3 is supplied to the switches SW3, SW4, and SW5, the switches SW3, SW4, and SW5 are switched to the settings shown in FIG. 7, and the integrated circuit 10-2 enters the inspection mode. Is set.

なお、第3実施形態に係る集積回路10−2では、通常モード及び検査モードの両モードにおいて、通常測定・検査用演算増幅器OP4の出力端子は、当該集積回路10−2の出力端子T3に対して接続されている。従って、通常モードにおいては出力電圧Voutが出力端子T3に出力され、検査モードにおいては出力電圧Vout´が出力端子T3に出力される。   In the integrated circuit 10-2 according to the third embodiment, in both the normal mode and the inspection mode, the output terminal of the normal measurement / inspection operational amplifier OP4 is connected to the output terminal T3 of the integrated circuit 10-2. Connected. Therefore, in the normal mode, the output voltage Vout is output to the output terminal T3, and in the inspection mode, the output voltage Vout ′ is output to the output terminal T3.

以上説明したように、本第3実施形態によれば、第1実施形態に係る集積回路10と同様の効果を奏する上に、演算増幅器の配設個数を減らすことができるため、回路構成の更なる簡略化が実現する。   As described above, according to the third embodiment, the same effect as that of the integrated circuit 10 according to the first embodiment can be obtained, and the number of operational amplifiers can be reduced. This simplification is realized.

1…磁気平衡式電流センサー、10,10−1,10−2…集積回路、13…磁気検出回路、15,15−1,15−2…測定・検査回路、50…一次導体、COILa,COILb,COILc,COILd…キャンセルコイル、GMRa,GMRb,GMRc,GMRd…磁気抵抗素子、Hb,Hc,Hc´…磁場、OP1…測定用演算増幅器、OP2…検査用演算増幅器、OP3…定電圧供給用演算増幅器、OP4…通常測定・検査用演算増幅器、T1…電源端子、T2…検査電流入力端子、T3…出力端子、T4…第1制御信号入力端子、T5…接地端子、T6…第2制御信号入力端子、T7…検査出力端子、T8…第3制御信号入力端子、u1,u1−1…通常測定部、u2…検査部、u3…定電圧供給部、u4…中間電位生成部、u5…通常測定・検査部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic balance type current sensor 10, 10-1, 10-2 ... Integrated circuit, 13 ... Magnetic detection circuit, 15, 15-1, 15-2 ... Measurement / inspection circuit, 50 ... Primary conductor, COILa, COILb , COILc, COILd ... cancellation coil, GMRa, GMRb, GMRc, GMRd ... magnetoresistive element, Hb, Hc, Hc '... magnetic field, OP1 ... operational amplifier for measurement, OP2 ... operational amplifier for inspection, OP3 ... computation for constant voltage supply Amplifier, OP4 ... Operational amplifier for normal measurement / inspection, T1 ... Power supply terminal, T2 ... Inspection current input terminal, T3 ... Output terminal, T4 ... First control signal input terminal, T5 ... Ground terminal, T6 ... Second control signal input Terminal, T7: inspection output terminal, T8: third control signal input terminal, u1, u1-1: normal measurement unit, u2: inspection unit, u3: constant voltage supply unit, u4: intermediate potential generation unit, u5: normal measurement And inspection unit.

Claims (4)

一次導体に流れる被測定電流を測定する磁気平衡式電流センサーに用いられる集積回路であって、
磁場が作用すると当該磁場に応じた検出電圧を生じる磁気検出ブリッジ回路と、
電流が流れると当該電流に応じた磁場を生じるインダクターと、
前記被測定電流により生じた磁場が作用した前記磁気検出ブリッジ回路に前記検出電圧が生じることで前記インダクターに流れた電流を測定する測定回路と、
前記インダクターに検査電流を流して検査磁場を発生させたときに、前記検査磁場が作用した前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧を測定する検査回路と、
前記磁気検出ブリッジ回路と前記測定回路とを接続する第1モード、又は、前記磁気検出ブリッジ回路と前記検査回路とを接続する第2モードに設定する回路設定部と、
を備えることを特徴とする集積回路。
An integrated circuit used in a magnetic balance type current sensor for measuring a current to be measured flowing in a primary conductor,
A magnetic detection bridge circuit that generates a detection voltage according to the magnetic field when the magnetic field acts;
An inductor that generates a magnetic field according to the current when the current flows;
A measurement circuit that measures the current that flows through the inductor when the detection voltage is generated in the magnetic detection bridge circuit on which the magnetic field generated by the current to be measured acts;
An inspection circuit that measures the detection voltage generated in the magnetic detection bridge circuit on which the inspection magnetic field has acted when an inspection current is caused to flow through the inductor to generate the inspection magnetic field;
A circuit setting unit for setting the first mode for connecting the magnetic detection bridge circuit and the measurement circuit, or the second mode for connecting the magnetic detection bridge circuit and the inspection circuit;
An integrated circuit comprising:
前記回路設定部は、前記測定回路及び前記検査回路のいずれか一方を、前記磁気検出ブリッジ回路と接続するスイッチ素子を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
The circuit setting unit includes a switch element that connects either the measurement circuit or the inspection circuit to the magnetic detection bridge circuit.
The integrated circuit according to claim 1.
前記測定回路は、
前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧が入力される演算増幅器と、
該演算増幅器の出力端子に接続され、前記インダクターに流れる電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、を備え、
前記回路設定部は、前記第2モードにおいては、前記測定回路における前記演算増幅器の出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
The measurement circuit includes:
An operational amplifier to which the detection voltage generated in the magnetic detection bridge circuit is input;
A resistance element for measurement connected to the output terminal of the operational amplifier and converting a current flowing through the inductor into a voltage;
The circuit setting unit sets the output impedance of the operational amplifier in the measurement circuit to high impedance in the second mode.
The integrated circuit according to claim 1.
前記測定回路と前記検査回路とは、
前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧が入力される演算増幅器と、
前記インダクターに流れる電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、
前記演算増幅器への入力電圧を所定の増幅率で増幅して前記演算増幅器から出力させるための検査用抵抗素子と、
を備える単一の回路であって、
前記回路設定部は、前記第1モードにおいては、前記演算増幅器の出力端子と前記測定用抵抗素子とを接続し、前記第2モードにおいては、前記演算増幅器の入力端子と出力端子との間に前記検査用抵抗素子を接続するスイッチ素子を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
The measurement circuit and the inspection circuit are:
An operational amplifier to which the detection voltage generated in the magnetic detection bridge circuit is input;
A resistance element for measurement that converts a current flowing through the inductor into a voltage;
A resistance element for inspection for amplifying an input voltage to the operational amplifier at a predetermined amplification factor and outputting the amplified voltage from the operational amplifier;
A single circuit comprising:
The circuit setting unit connects the output terminal of the operational amplifier and the resistance element for measurement in the first mode, and between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier in the second mode. Including a switch element for connecting the inspection resistance element,
The integrated circuit according to claim 1.
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