JP6072482B2 - 半導体ホールセンサ - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された半導体ホールセンサにおいては、ホール素子に発生するホール電圧は、ホール素子の固有のオフセット電圧を含んでいる。そこで、特許文献1に開示される技術は、そこの図3に示されるように、スピニングカレント法を用いることにより、オフセット電圧を少なくしている。
<半導体ホールセンサの要素>
図1に示すように、半導体ホールセンサ10は、ホール素子11、アンプ12、容量13〜14、スイッチ15〜18、スイッチ21〜28、及び、ボルテージレギュレータ30を備えている。
ホール素子11の第一端子11Aは、スイッチ15を介し、内部電源ノード19に接続され、スイッチ23を介し、アンプ12の第一入力端子に接続される。ホール素子11の第三端子11Cは、スイッチ17を介し、内部電源ノード19に接続され、スイッチ21を介し、アンプ12の第一入力端子に接続される。
ボルテージレギュレータ30は、半導体ホールセンサ10の電源端子の電源電圧を降圧することにより、電源電圧から一定の所望電圧(内部電源電圧)を生成し、ボルテージレギュレータ30の出力端子(内部電源ノード19)から出力する。この時、制御回路31が出力トランジスタ32のゲート電圧を適宜制御することにより、出力トランジスタ32のドレイン電圧が一定の所望電圧(内部電源電圧)になる。つまり、ボルテージレギュレータ30の出力端子の電圧が、一定の所望電圧(内部電源電圧)になる。ここで、出力トランジスタ32には、出力電流が流れるので、降圧した電圧と出力電流の積である消費電力の分だけ発熱する。この発熱により、半導体ホールセンサ10の温度は高くなる。
スイッチ15〜16がオンし、スイッチ17〜18がオフし、スイッチ21〜22がオンし、スイッチ23〜24がオフし、スイッチ25がオンし、スイッチ26がオフし、スイッチ27〜28がオフする。
スイッチ15〜16がオフし、スイッチ17〜18がオンし、スイッチ21〜22がオフし、スイッチ23〜24がオンし、スイッチ25がオフし、スイッチ26がオンし、スイッチ27〜28がオフする。
スイッチ25〜26がオフし、スイッチ27〜28がオンする。
半導体ホールセンサ10の出力端子で、期間Φ1のホール電圧Vhと期間Φ2のホール電圧Vhとは平均化される。すると、期間Φ1のオフセット電圧(+Vo)と期間Φ2のオフセット電圧(−Vo)とは相殺されるので、半導体ホールセンサ10の出力端子でのホール電圧Vhにオフセット成分は無い(スピニングカレント法)。
ボルテージレギュレータ30の出力トランジスタ32は、図2に示すように、第一端子11A及び第三端子11Cの側にレイアウトされる。内部電源電圧が印加される第一端子11Aと第三端子11Cとの中心と、接地電圧が印加される第二端子11Bと第四端子11Dとの中心と、をつなぐ中心線は、ホール素子11の中心線であるとする。ホール素子11及び出力トランジスタ32は、その中心線で、対称になるようレイアウトされる。つまり、ホール素子11の中心線は、出力トランジスタ32の中心線と一致する。
このようにすると、出力トランジスタ32から発生する熱は、ホール素子11の中心線を基準にして、対称にホール素子11に伝播する。熱の加わり方が対称で均等になるため、この発熱によって温度が上昇したホール素子11においてはホール電圧Vhに含まれるオフセット電圧は相殺し、温度が上昇してもオフセット電圧は大きくならない。
11 ホール素子
12 アンプ
13〜14 容量
15〜18、21〜28 スイッチ
19 内部電源ノード
30 ボルテージレギュレータ
31 制御回路
32 出力トランジスタ
Claims (3)
- 電源電圧から内部電源電圧を生成する出力トランジスタを備えるボルテージレギュレータと、
平面図で正方形であり、前記内部電源電圧が前記ボルテージレギュレータの前記出力トランジスタから順次印加される第一端子及び第三端子と、接地電圧が順次印加される第二端子及び第四端子と、を備えるホール素子と、
を備え、
前記第一ないし第四端子は前記ホール素子の四隅にそれぞれ設けられ、前記第一および第二端子は対向し、前記第三および第四端子は対向しており、
前記ホール素子及び前記出力トランジスタは、前記第一端子と前記第三端子との中心と、前記第二端子と前記第四端子との中心と、をつなぐ中心線で、対称になるようレイアウトされ、前記第一および前記第三端子は前記出力トランジスタから第一の距離に配置され、前記第二および第四端子は前記出力トランジスタから第二の距離に配置されている、
ことを特徴とする半導体ホールセンサ。 - 前記出力トランジスタは、前記第一端子及び前記第三端子の側にレイアウトされていることを特徴とする請求項1記載の半導体ホールセンサ。
- 前記出力トランジスタは、前記第二端子及び前記第四端子の側にレイアウトされていることを特徴とする請求項1記載の半導体ホールセンサ。
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