JP5857687B2 - 電流検知装置、電流検知素子および電流検知方法 - Google Patents
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Description
図4は、第1の実施形態による電流検知装置の一例の構成を示す回路図である。測定対象電流IMがスイッチ50を介して配線60に対して流される。測定対象電流IMを測定するために、複数の磁気抵抗素子100、101、102および103が設けられる。
本第2の実施形態では、図4を用いて説明した第1の実施形態による電流検知装置において、IV特性の直線領域を利用して電流測定を行う磁気抵抗素子100と、磁気抵抗特性を利用して電流測定を行う磁気抵抗素子101〜103のうち測定範囲が最も低電流である磁気抵抗素子101とを、1の磁気抵抗素子10を共通に用いて構成する。
上述の第2の実施形態では、磁気抵抗特性を利用した電流検知と、IV特性の直線領域を利用した電流検知とを、1の磁気抵抗素子10を共通して用いて行う場合に、磁気抵抗素子10に対してセンス電流Icと測定対象電流IMとのうち何れの電流が流されるかを、完全に切り替えていた。これに対して、本第3の実施形態においては、磁気抵抗素子10においてIV特性の直線領域を利用して測定対象電流IMの電流検知を行う際に、センス電流Icに対して測定対象電流IMを接続して、そのときの電圧増を含めて、磁気抵抗素子10による電圧降下Vdを測定する。
次に、第4の実施形態について説明する。図8は、本第4の実施形態による電流検知装置の一例の構成を示す回路図である。この図8示す回路図は、図4に示した第1の実施形態による電流検知装置の構成例に対応するものである。図8において、図4と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
次に、第5の実施形態について説明する。上述の第4の実施形態では、測定対象電流IMが流れる配線を、磁気抵抗素子10の基板面(膜面)に平行に周回させて配置した。これに対して、本第5の実施形態では、測定対象電流IMが流れる配線を、磁気抵抗素子10の各薄膜の積層方向に沿って周回させて配置する。
次に、第6の実施形態について説明する。本第6の実施形態では、上述の第5の実施形態と同様にして、磁気抵抗素子10’と、磁気抵抗素子10’の薄膜の積層方向に沿って周回するように配置するループ状配線部を、半導体集積回路の製造工程において作成する。その際に、磁気抵抗素子10’から所定に離れた位置に、当該磁気抵抗素子10’を挟むように、2のループ状配線部を作成する。すなわち、磁気抵抗素子10’を挟む2のループ状配線部により、ヘルムホルツコイル構造を形成する。
30,301,302,303 定電流源
40 検知制御部
41,42,43 切り替え信号
50,51,52,53 スイッチ
60,61 配線
Claims (10)
- 測定対象電流により磁界を発生する配線が予め定められた距離に配置される第1の磁気抵抗素子と、
第2の磁気抵抗素子と、
測定対象電流を前記配線および前記第2の磁気抵抗素子のうち何れに供給するかを切り替える切り替え手段と、
センス電流の前記第1の磁気抵抗素子による電圧降下と、前記測定対象電流の前記第2の磁気抵抗素子による電圧降下とを測定する測定手段と、
前記測定手段での、前記第1の磁気抵抗素子による電圧降下の測定結果に応じて前記切り替え手段を制御する制御手段と
を有し、
前記制御手段は、
前記切り替え手段により前記第2の磁気抵抗素子に対して前記測定対象電流が供給されないように切り替えられている状態において前記測定手段により測定された前記第1の磁気抵抗素子による電圧降下の大きさが閾値未満である場合に、該第2の磁気抵抗素子に対して前記測定対象電流を供給するように前記切り替え手段を制御する
ことを特徴とする電流検知装置。 - 前記閾値は、前記第2の磁気抵抗素子のIV特性における直線領域内の値である
ことを特徴とする請求項1に記載の電流検知装置。 - 前記第1の磁気抵抗素子および前記第2の磁気抵抗素子は、1の磁気抵抗素子を共通に用いる
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電流検知装置。 - 前記配線は、前記第1の磁気抵抗素子に対して周回して設けられる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の電流検知装置。 - 前記第1の磁気抵抗素子および前記第2の磁気抵抗素子は、それぞれ、
外部磁界により磁化の方向が反転するフリー層と、磁化の方向が固定された固定層と、該フリー層と該固定層とで磁化の方向が反平行の場合に該フリー層と該固定層との間に流れる電流に対する障壁となる障壁層と、を含む複数の薄膜が基板上に積層されてなり、
前記配線は、前記薄膜の積層方向に沿って前記第1の磁気抵抗素子に対して周回して設けられる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の電流検知装置。 - 前記測定手段、前記切り替え手段および前記制御手段のうち、少なくとも前記切り替え手段が前記基板上に構成される
ことを特徴とする請求項5に記載の電流検知装置。 - 前記配線は、前記第1の磁気抵抗素子を挟む平行な2のループからなるヘルムホルツコイル構造を持つ
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の電流検知装置。 - 前記第1の磁気抵抗素子および前記第2の磁気抵抗素子は、トンネル型磁気抵抗素子である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の電流検知装置。 - 基板と、
磁界の強さに応じて抵抗値が変化する磁気抵抗部と、
測定対象電流が入力される入力部と、
前記磁気抵抗部に対して周回して前記基板上に設けられる配線部と、
前記入力部から入力された前記測定対象電流を前記配線部および前記磁気抵抗部のうち何れに供給するかを切り替える切り替え部と
を備える
ことを特徴とする電流検知素子。 - 測定手段が、測定対象電流により磁界を発生する配線が予め定められた距離に配置される第1の磁気抵抗素子によるセンス電流の電圧降下を測定する第1の測定ステップと、
測定手段が、測定対象電流の第2の磁気抵抗素子による電圧降下を測定する第2の測定ステップと、
切り替え手段が、測定対象電流を前記配線および前記第2の磁気抵抗素子のうち何れに供給するかを切り替える切り替えステップと、
制御手段が、前記切り替えステップにより前記第2の磁気抵抗素子に対して前記測定対象電流が供給されないように切り替えられている状態において前記第1の測定ステップにより測定された前記電圧降下の大きさが閾値未満である場合に、該第2の磁気抵抗素子に対して前記測定対象電流を供給するように前記切り替えステップを制御する制御ステップと
を有する
ことを特徴とする電流検知方法。
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