JP2018531383A5

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Publication number: JP2018531383A5
Application number: JP2018516836A
Authority: JP
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2036-09-21

Claims

検知された外部磁場を検知するための磁場センサであって、
第１のノード及び第２のノードを有する第１の磁気抵抗素子と、
第１のノード及び第２のノードを有する第２の磁気抵抗素子であって、前記第１の磁気抵抗素子の前記第２のノードが、前記第２の磁気抵抗素子の前記第１のノードに結合されて、前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子を直列に結合する第１の接合ノードを形成するものと、
ＡＣ混合電流を生成するように動作可能な少なくとも１つの電流生成回路であって、前記ＡＣ混合電流の少なくとも第１の部分は前記第１及び第２の直列結合された磁気抵抗素子を通過するように結合され、前記ＡＣ混合電流はＡＣ電流周波数を有するＡＣ電流成分を有する、少なくとも１つの電流生成回路と、
前記第１の磁気抵抗素子に近接する第１のＡＣ混合磁場を生成するように動作可能であり、更に、前記第２の磁気抵抗素子に近接する第２のＡＣ混合磁場を生成するように動作可能である、少なくとも１つの磁場生成回路であって、前記第１のＡＣ混合磁場は、前記ＡＣ電流周波数と同じＡＣ磁場周波数を有する第１のＡＣ磁場成分を有し、前記第２のＡＣ混合磁場が、前記ＡＣ磁場周波数を有する第２のＡＣ磁場成分を有し、前記第１の及び第２のＡＣ混合磁場は、前記第１の接合ノードに現れる出力信号を生じさせ、前記出力信号は、前記検知された外部磁場の変化に応じて値が変化するＤＣ成分を含む、少なくとも１つの磁場生成回路と、
を含む磁場センサ。
前記出力信号を表す信号を受信するように結合され、前記出力信号を表す前記信号を少なくとも１つの閾値信号と比較して、前記検知された外部磁場の大きさが第１の所定の磁場の大きさ未満であることを示す第１の状態、及び、前記検知された外部磁場の前記大きさが前記第１の所定の磁場の大きさ又は第２の異なる所定の磁場の大きさから選択された１つよりも大きいことを示す第２の状態、を有する出力信号を生成するように構成された比較器をさらに含む、
請求項１に記載の磁場センサ。
前記第１の接合ノードと前記比較器との間に結合されたフィルタであって、前記フィルタは前記ＡＣ磁場周波数で前記出力信号のＡＣ成分を除去するように選択され、前記フィルタはフィルタリングされた信号を生成するように構成され、前記比較器は前記出力信号を表す前記信号として前記フィルタリングされた信号を受信するように結合される、フィルタをさらに含む、
請求項２に記載の磁場センサ。
前記少なくとも１つの磁場生成回路及び前記少なくとも１つの電流生成回路は、少なくとも１つの兼用回路と同じであり、前記電流は、前記第１及び第２のＡＣ混合磁場を生じさせる、
請求項１に記載の磁場センサ。
前記少なくとも１つの磁場生成回路は、
前記第１の磁気抵抗素子に近接して配設された第１の磁場源と、
前記第２の磁気抵抗素子に近接して配設された第２の磁場源と、を含み、
前記第１の磁場源は、前記第１の磁気抵抗素子に近接する前記第１のＡＣ混合磁場を生成するように構成され、前記第２の磁場源は、前記第２の磁気抵抗素子に近接する前記第２のＡＣ混合磁場を生成するように構成される、
請求項１に記載の磁場センサ。
前記第１及び第２の磁気抵抗素子は基板上に配設され、前記第１の磁場源は、前記基板上又は前記基板内に配設された第１の電流導体を含み、前記第２の磁場源は、前記基板上又は前記基板内に配設された第２の電流導体を含む、
請求項５に記載の磁場センサ。
前記第１及び第２の電流導体は、相互に直列に電気的に結合される、
請求項６に記載の磁場センサ。
前記第１及び第２の電流導体は、前記第１及び第２の磁気抵抗素子と直列に電気的に結合される、
請求項６に記載の磁場センサ。
前記第１及び第２のＡＣ混合磁場はそれぞれ、前記第１及び第２の磁気抵抗素子の第１及び第２の主応答軸に対して平行から約＋／−４５度内の方向を有する、
請求項１に記載の磁場センサ。
検知された外部磁場を検知する方法であって、
第１のノード及び第２のノードを有する第１の磁気抵抗素子を設けるステップと、
第１のノード及び第２のノードを有する第２の磁気抵抗素子を設けるステップであって、前記第１の磁気抵抗素子の前記第２のノードが、前記第２の磁気抵抗素子の前記第１のノードに結合されて、前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子を直列に結合する第１の接合ノードを形成するものと、
ＡＣ混合電流を生成するステップであって、前記ＡＣ混合電流の少なくとも第１の部分は前記第１及び第２の直列結合された磁気抵抗素子を通過するように結合され、前記ＡＣ混合電流は、ＡＣ電流周波数を有するＡＣ電流成分を有する、ステップと、
前記第１の磁気抵抗素子に近接する第１のＡＣ混合磁場を生成し、前記第２の磁気抵抗素子に近接する第２のＡＣ混合磁場を生成するステップであって、
前記第１のＡＣ混合磁場は、前記ＡＣ電流周波数と同じＡＣ磁場周波数を有するＡＣ磁場成分を有し、前記第２のＡＣ混合磁場が、前記ＡＣ磁場周波数を有する第２のＡＣ磁場成分を有し、前記第１の及び第２のＡＣ混合磁場は、前記第１の接合ノードに現れる出力信号を生じさせ、前記出力信号はＤＣ成分を含む、ステップと、
を含む方法。
前記出力信号を表す信号を少なくとも１つの閾値信号と比較して、前記検知された外部磁場の大きさが第１の所定の磁場の大きさ未満であることを示す第１の状態、及び、前記検知された外部磁場の前記大きさが前記第１の所定の磁場の大きさ又は第２の異なる所定の磁場の大きさから選択された１つよりも大きいことを示す第２の状態、を有する比較信号を生成するステップをさらに含む、
請求項１０に記載の方法。
前記ＡＣ磁場周波数で前記出力信号のＡＣ成分を除去するためにフィルタリングするステップをさらに含む、
請求項１１に記載の方法。
前記ＡＣ混合電流の少なくとも前記第１の部分は、前記第１及び第２のＡＣ混合磁場を生じさせる、
請求項１０に記載の方法。
前記第１及び第２の磁気抵抗素子は基板上に配設され、前記第１のＡＣ混合磁場を生成する前記ステップは、
前記基板上又は前記基板内に配設された第１の電流導体で前記第１の磁気抵抗素子に近接する前記第１のＡＣ混合磁場を生成するステップを含み、
前記第２のＡＣ混合磁場を生成する前記ステップは、
前記基板上又は前記基板内に配設された第２の電流導体で前記第２の磁気抵抗素子に近接する前記第２のＡＣ混合磁場を生成するステップを含む、
請求項１０に記載の方法。
前記第１及び第２の電流導体は、相互に直列に電気的に結合される、
請求項１４に記載の方法。
前記第１及び第２の電流導体は、前記第１及び第２の磁気抵抗素子と直列に電気的に結合される、
請求項１５に記載の方法。
前記第１及び第２のＡＣ混合磁場はそれぞれ、前記第１及び第２の磁気抵抗素子の第１及び第２の主応答軸に対して平行から約＋／−４５度内の方向を有する、
請求項１０に記載の方法。
第１のノード及び第２のノードを有する第３の磁気抵抗素子と、
第１のノード及び第２のノードを有する第４の磁気抵抗素子であって、前記第３の磁気抵抗素子の前記第２のノードが、前記第４の磁気抵抗素子の前記第１のノードに結合されて、前記第３の磁気抵抗素子と前記第４の磁気抵抗素子を直列に結合する第２の接合ノードを形成するものと、
を更に備え、
前記ＡＣ混合電流の第２の部分が結合されて、前記第３の及び第４の直列接続された抵抗を通過し、
前記少なくとも１つの磁場生成回路が、更に、前記第３の磁気抵抗素子に近接する、第３のＡＣ混合磁場を生成するように動作可能であり、前記第４の磁気抵抗素子に近接する第４のＡＣ混合磁場を生成するように動作可能であり、
前記第３のＡＣ混合磁場が、前記ＡＣ電流周波数と同一のＡＣ磁場周波数を有する第３のＡＣ磁場成分を有し、
前記第４のＡＣ混合磁場は、前記ＡＣ磁場周波数を有する第４のＡＣ磁場成分を有し、
前記第１、第２、第３、及び、第４のＡＣ混合磁場は、前記第１の及び第２の接合ノードに現れる差動出力信号を生じさせ、
前記差動出力信号が、前記第２の外部磁場の変化に応じて値が変化するＤＣ成分を含む、
請求項１に記載の磁場センサ。
第１のノード及び第２のノードを有する第３の磁気抵抗素子を設けるステップと、
第１のノード及び第２のノードを有する第４の磁気抵抗素子を設けるステップであって、前記第３の磁気抵抗素子の前記第２のノードが、前記第４の磁気抵抗素子の前記第１のノードに結合されて、前記第３の磁気抵抗素子と前記第４の磁気抵抗素子を直列に結合する第２の接合ノードを形成するものと、
を更に含み、
前記ＡＣ混合電流の第２の部分が結合されて、前記第３の及び第４の直列結合された抵抗を通過し、
前記少なくとも１つの磁場生成回路が、更に、前記第３の磁気抵抗素子に近接する第３のＡＣ混合磁場を生成するように動作可能であり、そして、前記第４の磁気抵抗素子に近接する第４のＡＣ混合磁場を生成するように動作可能であり、
前記第３のＡＣ混合磁場が、前記ＡＣ電流周波数と同一のＡＣ磁場周波数を有する第３のＡＣ磁場成分を有し、
前記第４のＡＣ混合磁場が、前記ＡＣ磁場周波数を有する第４のＡＣ磁場成分を有し、
前記第１、第２、第３、及び、第４のＡＣ混合磁場が、前記第１の及び第２の接合ノードに現れる差動出力信号を生じさせ、
前記差動出力信号が、前記検知された外部磁場の変化に応じて値が変化するＤＣ成分を含む、
請求項１０に記載の方法。