JPH011288A - Temperature Compensated Integrated Circuit Hall Effect Device - Google Patents

Temperature Compensated Integrated Circuit Hall Effect Device

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JPH011288A
JPH011288A JP63-74902A JP7490288A JPH011288A JP H011288 A JPH011288 A JP H011288A JP 7490288 A JP7490288 A JP 7490288A JP H011288 A JPH011288 A JP H011288A
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JP
Japan
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hall effect
voltage
terminal
effect element
amplifier
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JP63-74902A
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JPS641288A (en
Inventor
リチヤード・ダブリユ・ネルソン
Original Assignee
ハネウエル・インコーポレーテツド
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Publication date
Priority claimed from US07/032,114 external-priority patent/US4760285A/en
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Publication of JPS641288A publication Critical patent/JPS641288A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、温度とともに大きく変化する感度を特徴とす
るホール効果センサ及びそれに類似するセンサに関し、
特に、実質的に温度に左右されない感度を達成するため
の手段を有する集積回路ホール効果素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to Hall effect sensors and similar sensors characterized by sensitivity that changes significantly with temperature.
In particular, it relates to integrated circuit Hall effect devices having means for achieving substantially temperature independent sensitivity.

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕ホール効
果センサは数多くの検出用途において大きな利点を提供
するものとして認められている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Hall effect sensors are recognized as offering significant advantages in numerous sensing applications.

そのようなセンサは、オン/オフ出力、すなわち2進出
力が要求ないし許容される場合に広く使用されてきた。
Such sensors have been widely used where on/off output, ie, binary output, is desired or allowed.

また、ホール効果センサはアナログ出力を必要とする様
々な用途にも使用されている。
Hall effect sensors are also used in a variety of applications requiring analog output.

しかしながら、ホール効果素子の出力電圧は低いため、
増幅が必要となるので、有用性は限定され、さらに、ホ
ール効果素子の感度は温度に従って変化するので、温度
補償をするように温度に従って変化する増幅を実行しな
ければならない。
However, since the output voltage of the Hall effect element is low,
The need for amplification limits its usefulness, and since the sensitivity of the Hall effect element varies with temperature, a temperature varying amplification must be implemented to provide temperature compensation.

従来は、ある温度範囲にわたる直線性及び安定性を含め
て、許容しうる精度を達成するという試みの中で、高価
で大形の精密増幅器や補償回路を利用するのが一般的で
あった。しかし、そのような措置を講じても、多くの用
途で十分な精度は得られなかった。さらに、既知の増幅
回路及び補償回路によって必要な精度条件を満たすこと
ができると考えられる多くの用途でも、そのような回路
によるコスト高は許容されえないものである。
In the past, expensive and bulky precision amplifiers and compensation circuits were commonly utilized in an attempt to achieve acceptable accuracy, including linearity and stability over a temperature range. However, such measures did not provide sufficient accuracy for many applications. Moreover, even in many applications where it would be possible to meet the required accuracy requirements with known amplifier and compensation circuits, the high cost of such circuits is unacceptable.

本発明は、ホール効果素子と、増幅器利得制御抵抗器及
び応答度トラッキング抵抗器の各部分とが同じエピタキ
シャル層に形成されることにより、非常にコンパクトで
低コストの回路を利用して精密な温度補償を実行し、さ
らに、その回路が非温度依存性で精密に動作するために
素子の設定を容易にする様々な好都合なオフセット調整
機能及び零調整機能を特徴とする特の集棺回路ホール効
果素子を提供する。
The present invention utilizes a very compact and low cost circuit to provide precise temperature control by forming the Hall effect element and portions of the amplifier gain control resistor and responsivity tracking resistor on the same epitaxial layer. A special Hall effect collector circuit that performs compensation and also features various convenient offset and zero adjustment functions that facilitate the configuration of the elements for the circuit to operate precisely and in a non-temperature dependent manner. Provide an element.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、温度依存性なほとんどない感度を与える手段
を有する集積回路ホール効果素子又は同様の感知素子の
提供にある。デバイスはエピタキシャル層に形成される
ホール効果素子と、一部分が同じエピタキシャル層に形
成きれている抵抗器手段を含む増幅器手段とを具備する
。増幅器手段は、電圧/電流変換(相互コンダクタンス
)構成で接続される一対の理想的には全く同一の増幅器
から形成される第1の増幅器段と、電流/電圧変換(相
互抵抗)のために構成される第2の増幅器段と、第1及
び第2の増幅器段を互いに接続する電流ミラーインター
フェースとを具備していても良い。第1の増幅器段は、
一部がエピタキシャル層に形成されているバイアス抵抗
器を含んでいても良い。第2の増幅器段は、一部が同様
にエピタキシャル層に形成されている抵抗器を有し、温
度に関する相互抵抗の変化率を調整する調整手段を含む
The present invention consists in providing an integrated circuit Hall effect element or similar sensing element having means for providing almost no temperature dependent sensitivity. The device includes a Hall effect element formed in an epitaxial layer and amplifier means including resistor means partially formed in the same epitaxial layer. The amplifier means are configured for current/voltage conversion (mutual resistance) with a first amplifier stage formed from a pair of ideally identical amplifiers connected in a voltage/current conversion (transconductance) configuration. and a current mirror interface connecting the first and second amplifier stages to each other. The first amplifier stage is
It may also include a bias resistor, a portion of which is formed in the epitaxial layer. The second amplifier stage has a resistor, a part of which is also formed in the epitaxial layer, and includes adjustment means for adjusting the rate of change of the mutual resistance with respect to temperature.

第1の増幅器段の第1及び第2の増幅器は、増幅器の非
平衡状態を最小にするために、入力オフセット調整回路
を介して交さ接続されても良い。
The first and second amplifiers of the first amplifier stage may be cross-connected via an input offset adjustment circuit to minimize amplifier imbalance conditions.

増幅器は、それぞれ、第1及び第2の入力端子を有し、
第1の入力端子はホール効果素子に接続され、第2の入
力端子は相互コンダクタンス調整用抵抗器の別個の端部
に接続でれる。増幅器を流れる出力バイアス基準電流は
バイアス抵抗器により制御される。相互コンダクタンス
調整用抵抗器を流れる電流の複数倍の電流が電流ミラー
インターフェースを介して、第2の増幅器段の調整手段
の抵抗器へ伝送される。
the amplifiers each have first and second input terminals;
The first input terminal is connected to the Hall effect element and the second input terminal is connected to a separate end of the transconductance adjustment resistor. The output bias reference current through the amplifier is controlled by a bias resistor. A current multiple times the current flowing through the transconductance adjustment resistor is transmitted via the current mirror interface to the resistor of the adjustment means of the second amplifier stage.

第1の増幅器段は、増幅器段により導入されるオフセッ
ト誤差をざらに小きくするために、出力オフセット調整
機能も備えていて良い。第2の増幅器段は、印加される
磁界がゼロであるときの素子の出力電圧を通常の出力電
圧揺動範囲の中のいずれかの点に設定することができる
ようにするために、零調整機能を備えていても良い。
The first amplifier stage may also include an output offset adjustment function to roughly reduce the offset error introduced by the amplifier stage. The second amplifier stage is null-adjusted so that the output voltage of the element when the applied magnetic field is zero can be set to any point within the normal output voltage swing range. It may also have a function.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図において、10は出力端子11及び12を有する
ホール効果素子である。入力端子13及び14の間に電
流が流され且つ素子が磁界の作用を受けたとき、これら
の出力端子11及び12の間に電圧が発生される。ホー
ル効果素子10は、出力信号増幅及び温度依存性のない
感度を得るための補償を実行するための回路と共に、N
エピタキシャル材料から従来の方法により半導体基板上
のエピタキシャル層として形成できる。ホール効果素子
は、機械的応力効果を低減するように供給電流の方向が
互いに直交するように、集積回路レイアウトに配ff−
Jれる2つの全く同一の素子を含むのが好ましい。状況
によっては、3つ以上の素子を使用するのが有利である
と考えられる。
In FIG. 1, 10 is a Hall effect element having output terminals 11 and 12. When a current is passed between input terminals 13 and 14 and the element is subjected to a magnetic field, a voltage is generated between these output terminals 11 and 12. The Hall effect element 10 includes a N
It can be formed as an epitaxial layer on a semiconductor substrate by conventional methods from epitaxial materials. Hall effect elements are arranged in an integrated circuit layout such that the directions of the supplied currents are orthogonal to each other to reduce mechanical stress effects.
Preferably, it includes two identical elements. In some situations, it may be advantageous to use more than two elements.

第1図に示されるように、電流は、ホール効果素子の入
力端子13及び14を電圧源V、と、接地点15おにそ
れぞれ接続することにより、入力端子間に流される。出
力端子11及び12は、−対の理想的には全く同一であ
るべき増幅器16及び17から構成される第1の増幅器
段の第1の入力端子と、第2の入力端子とにそれぞれ接
続される。増幅器16及び17は、ブロック18として
示される入力オフセット調整回路を介して交を接続され
る。増幅器は、ホール効果素子10の応答度をトラッキ
ングするように動作するバイアス回路19を介して接地
点15にも接続される。この機能を得るため、バイアス
回路19は直列接続される抵抗器20及び21を含み、
その一方の抵抗器21はホール効果素子10と同じエピ
タキシャル層に形成される。
As shown in FIG. 1, a current is passed between the input terminals 13 and 14 of the Hall effect element by connecting them to a voltage source V and a ground point 15, respectively. The output terminals 11 and 12 are respectively connected to a first input terminal and a second input terminal of a first amplifier stage consisting of a pair of amplifiers 16 and 17, which should ideally be identical. Ru. Amplifiers 16 and 17 are cross-connected via an input offset adjustment circuit shown as block 18. The amplifier is also connected to ground 15 via a bias circuit 19 operative to track the responsivity of Hall effect element 10 . To obtain this function, the bias circuit 19 includes resistors 20 and 21 connected in series,
One resistor 21 is formed in the same epitaxial layer as the Hall effect element 10.

第1段の増幅器は、電圧利得を1とし、増幅器16及び
17の出力電流の差をホール効果素子の出力端子11及
び12の電圧の差で除した値に等しい伝達フンダクタン
スを有する相互コンダクタンス増幅器である。第1段の
増幅器の相互コンダクタンス調整は、抵抗器の両端で相
互コンダクメンス調整接続点の間に接続されるように図
示されている可変抵抗器22によV実行される。第1段
の増幅器は、相互コンダクタンス調整接続点から接地点
15に接続されるブロック23として示される出力オフ
セット調整回路をさらに具備する。
The first stage amplifier is a transconductance amplifier with a voltage gain of 1 and a transfer fundance equal to the difference between the output currents of amplifiers 16 and 17 divided by the difference between the voltages of output terminals 11 and 12 of the Hall effect element. It is. Transconductance adjustment of the first stage amplifier is performed by a variable resistor 22, which is shown connected between the transconductance adjustment nodes across the resistor. The first stage amplifier further comprises an output offset adjustment circuit, shown as block 23, connected from the transconductance adjustment connection to ground 15.

第1の増幅器段は一対の電流工、及び工2を発生し、そ
れらの電流の差はホール効果素子10に印加される磁界
の大きさを表わす。電流工1及び工2は相互コングクタ
ンス調整接続点と、電流倍増を生じさせ、電流211及
び21.を第2の増幅器段へと流すように構成される電
流ミラー24及び25とに供給される。
The first amplifier stage generates a pair of currents 1 and 2, the difference in their currents representing the magnitude of the magnetic field applied to the Hall effect element 10. Current wires 1 and 2 create mutual congluctance adjustment junctions and current doubling, and currents 211 and 21. current mirrors 24 and 25 configured to flow the current to the second amplifier stage.

第2の増幅器段は、電圧利得を1とし、出力電圧差をそ
の段の入力電流差で除した値に等しい伝達抵抗を有する
ツートン増幅器である。第2の増幅器段は、第2段の相
互抵抗の温度に関する変化率を調整する調整手段26を
含む。図示されるように、調整手段26は直列に接続さ
れる2つの抵抗器2T及び28から構成される。抵抗器
27はホール効果素子10と同じエピタキシャル層に形
 。
The second amplifier stage is a two-tone amplifier with a voltage gain of unity and a transfer resistance equal to the output voltage difference divided by the stage's input current difference. The second amplifier stage includes adjustment means 26 for adjusting the rate of change of the second stage mutual resistance with respect to temperature. As shown, the adjustment means 26 consists of two resistors 2T and 28 connected in series. The resistor 27 is formed in the same epitaxial layer as the Hall effect element 10.

成される。will be accomplished.

調整手段26は、第2の増幅器段の一部を形成する一対
のNPN)ランジスタ29及び30のエミッタの間に接
続される。NPNトランジスタ29のペースは、電圧源
vs と接地点15との間に直列に接続される可変抵抗
器31及び固定抵抗器32から構成てれる分圧器の形態
をとる零調整手段に接続される。NPNトランジスタ2
9及び30のコレクタは差動増幅器33の非反転電流入
力91M子と、反転電流入力端子とにそれぞれ接続され
る。差動増幅器33の出力信号はホール効果素子の出力
端子34における出力信号v0を形成し、NPNトラン
ジスタ30のベースにもフィードバックされる。
The adjustment means 26 are connected between the emitters of a pair of NPN transistors 29 and 30 forming part of the second amplifier stage. The pace of the NPN transistor 29 is connected to zero adjustment means in the form of a voltage divider consisting of a variable resistor 31 and a fixed resistor 32 connected in series between the voltage source vs and the ground point 15. NPN transistor 2
Collectors 9 and 30 are connected to the non-inverting current input 91M of the differential amplifier 33 and the inverting current input terminal, respectively. The output signal of the differential amplifier 33 forms the output signal v0 at the output terminal 34 of the Hall effect element and is also fed back to the base of the NPN transistor 30.

第2図の回路図には、ホール効果素子及びその端子と、
基準電圧源、すなわち接地点と、第1の増幅器段を形成
する2つの増幅器と、バイアス回路を構成する抵抗器と
、第1段の相互コンダクタンス調整用抵抗器と、2つの
電流ミラーと、第2段における調整手段にある抵抗器と
、零調整用抵抗器と、素子の出力端子とが第1図と同じ
図中符号により示されている。第2図において、35は
36として示される供給電圧v8の供給源に接続される
電圧供給導線である。37は基準電圧源、すなわち接地
点15に接続される基準電圧導線である。ホール効果素
子10は、感度の比率特性を達成するために、電圧供給
導線35と基準電圧導線37との間に直接接続される。
The circuit diagram in Figure 2 shows a Hall effect element and its terminals,
a reference voltage source or ground point, two amplifiers forming a first amplifier stage, a resistor forming a bias circuit, a resistor for adjusting the transconductance of the first stage, two current mirrors, and a second amplifier stage. The resistors in the adjusting means in the second stage, the zero adjustment resistors, and the output terminals of the elements are indicated by the same reference numerals as in FIG. 1. In FIG. 2, 35 is a voltage supply conductor connected to a source of supply voltage v8, indicated as 36. Reference numeral 37 is a reference voltage source, that is, a reference voltage conducting wire connected to the ground point 15. The Hall effect element 10 is connected directly between the voltage supply conductor 35 and the reference voltage conductor 37 in order to achieve a ratio characteristic of sensitivity.

すなわち、ホール効果素子の出力電圧は、常に、供給電
圧と同じパーセンテージだけ変化する。
That is, the output voltage of the Hall effect element always changes by the same percentage as the supply voltage.

電圧供給導線35と基準電圧導線37との間には比率電
流源がさらに接続されるが、この電流源は、好ましい実
施例においては、コレクタが抵抗器39を介して電圧供
給導線35に接続されているNPNトランジスタ38か
ら構成される。NPNトランジスタ38に対するベース
駆動信号は、コレクタがPNPトランジスタ42と直列
の抵抗器41を介して電圧供給導線35に接続されてい
るNPNトランジスタ40を介して供給される。NPN
トランジスタ40のベースはNPNトランジスタ38の
コレクタに接続され、そのエミッタはベース電流負荷補
償を実行するようにNPNトランジスタ38のベースに
接続される。
A ratio current source is further connected between the voltage supply conductor 35 and the reference voltage conductor 37, which in the preferred embodiment has a collector connected to the voltage supply conductor 35 via a resistor 39. It is composed of an NPN transistor 38. The base drive signal for NPN transistor 38 is provided via an NPN transistor 40 whose collector is connected to voltage supply conductor 35 via a resistor 41 in series with PNP transistor 42 . NPN
The base of transistor 40 is connected to the collector of NPN transistor 38, and its emitter is connected to the base of NPN transistor 38 to perform base current load compensation.

NPN )ランジスタ40のエミッタはダイオードとし
て配置されるNPN )ランジスタ43と、抵抗器44
とを介して接地点15(基準電圧導線3γ)にも接続さ
れる。NPNトランジスタ43により形成されるダイオ
ードはNPN )ランジスタ38の特性に整合する。N
PN )ランジスタ38のエミッタは抵抗器45と、ダ
イオードとして配置されるNPN )ランジスタ46と
を介して接地点15に接続される。
The emitter of NPN) transistor 40 is arranged as a diode.NPN) transistor 43 and resistor 44
It is also connected to the grounding point 15 (reference voltage conducting wire 3γ) via. The diode formed by NPN transistor 43 matches the characteristics of NPN transistor 38. N
The emitter of the PN) transistor 38 is connected to the ground point 15 via a resistor 45 and an NPN) transistor 46 arranged as a diode.

NPNトランジスタ40に供給されるベース駆動信号は
NPN )ランジスタ50にも供給される。このNPN
 トランジスタ50のコレクタは抵抗器51と、それと
直列に接続され、ダイオードとして配置きれるトランジ
スタ52とを介して電圧供給導線35に接続きれ、NP
Nトランジスタ50のエミッタはNPNトランジスタ4
0のエミッタに接続される。抵抗器39の抵抗が抵抗器
45の抵抗の2倍である場合、トランジスタのベース・
エミッタ間電圧は相殺され、NPNトランジスタ43の
エミッタの電圧は温度に依存せず、供給電圧に従った比
率で変化することがわかる。
The base drive signal provided to NPN transistor 40 is also provided to NPN transistor 50. This NPN
The collector of the transistor 50 is connected to the voltage supply conductor 35 via a resistor 51 and a transistor 52 connected in series therewith, which can be arranged as a diode,
The emitter of the N transistor 50 is the NPN transistor 4
Connected to the emitter of 0. If the resistance of resistor 39 is twice the resistance of resistor 45, then the base of the transistor
It can be seen that the emitter voltages cancel each other out, and the voltage at the emitter of the NPN transistor 43 is independent of temperature and changes at a rate according to the supply voltage.

増幅器16は第1及び第2の入力端子を有し、第1の入
力端子はホール効果素子10の出力端子11に接続され
る。増幅器17と共用する接続点53ば、アーリ(Ea
rly)効果補償を実行するように、比率電流源に接続
される。増幅器17の第1の入力端子はホール効果素子
10の出力端子12に接続される。
Amplifier 16 has first and second input terminals, the first input terminal being connected to output terminal 11 of Hall effect element 10 . A connection point 53 shared with the amplifier 17 is Ea
rly) connected to a ratio current source to perform effect compensation. A first input terminal of amplifier 17 is connected to output terminal 12 of Hall effect element 10 .

増幅器16及び17は、可変制御抵抗器22と組合され
て、電圧/電流変換器を形成する。この方式は、ホール
効果素子の負荷電流を、温度依存性のない感度の達成に
必要であるように、利得抵抗器値と、ホール効果素子か
らの入力信号の双方に依存しないようにさせる。
Amplifiers 16 and 17 are combined with variable control resistor 22 to form a voltage/current converter. This scheme makes the load current of the Hall effect element independent of both the gain resistor value and the input signal from the Hall effect element, as is necessary to achieve temperature independent sensitivity.

可変抵抗器22はレーザートリミング可能な外部厚膜抵
抗器であるのが好ましい。増幅器16及び17は平衡し
た一対を形成し、以下にをらに詳細に説明するように、
交さ接続補償を伴なって入力オフセット調整回路を介し
て交き接続される。
Variable resistor 22 is preferably an external thick film resistor that is laser trimmable. Amplifiers 16 and 17 form a balanced pair and, as explained in more detail below,
Cross-connected via an input offset adjustment circuit with cross-connect compensation.

増幅器は電圧利得を1とする構成で接続され、可変抵抗
器22の両端電圧はホール効果素子の出力電圧と等しい
。第1の増幅器段により発生される信号は増幅器16及
び17により発生される出力電流の差であり、可変抵抗
器22の両端電圧に比例する。
The amplifier is connected in a configuration with a voltage gain of 1, and the voltage across the variable resistor 22 is equal to the output voltage of the Hall effect element. The signal produced by the first amplifier stage is the difference between the output currents produced by amplifiers 16 and 17 and is proportional to the voltage across variable resistor 22.

ここでは増幅器16についてのみ詳細に説明するが、増
幅器16及び17の好捷しい構成は、ベース電極が増幅
器の第1の入力端子全形成すると共に、エミッタ電極は
可変抵抗器22の一端に接続されるNPNトランジスタ
60を含む。NPN )ランジスタロ0のコレクタ及び
NPN )ランジスタロ1のベースは入力オフセット調
整回路に接続される。
Although only amplifier 16 will be described in detail here, a preferred configuration of amplifiers 16 and 17 is such that the base electrode entirely forms the first input terminal of the amplifier, and the emitter electrode is connected to one end of variable resistor 22. It includes an NPN transistor 60. The collector of NPN) transistor 0 and the base of NPN) transistor 1 are connected to the input offset adjustment circuit.

増幅器16は複数のコレクタを有するPNPトランジス
タ62をさらに含み、このトランジスタのエミッタは電
圧供給導線35に接続され、第1のコレクタ63はその
ベースに接続でれる。第1のコレクタ63は、ベースが
接続点53に接続されているNPNトランジスタ64の
コレクタにさらに接続される。
The amplifier 16 further includes a PNP transistor 62 with multiple collectors, the emitter of which is connected to the voltage supply conductor 35 and the first collector 63 connected to its base. The first collector 63 is further connected to the collector of an NPN transistor 64 whose base is connected to the connection point 53 .

PNPトランジスタ62の第2のコレクタ65はNPN
 )ランジスタロ0のエミッタに接続され、帰還電流を
供給する。記トランジスタ62の第3のコレクタ66は
、第2の増幅器段に対する一方の入力信号を構成する電
流を発生する。この出力電圧は、アーリー効果、すなわ
ち、温度変化に関するベース幅変調補償を生じさせるた
めに:PNP)ランジスタロ8と互いに接続されるNP
N )ランジスタロ7を介して供給される。
The second collector 65 of the PNP transistor 62 is an NPN
) is connected to the emitter of transistor 0 and supplies feedback current. A third collector 66 of transistor 62 generates a current that constitutes one input signal to the second amplifier stage. This output voltage is connected to the transistors 8 and NP connected to each other in order to produce the Early effect, i.e. base width modulation compensation with respect to temperature changes: PNP)
N) Supplied via Ranjistaro 7.

階トランジスタ62のコレクタ65及び66を流れる電
流は、ホール効果素子10に磁界が印加されているか否
かにかかわりなく発生される。
The current flowing through the collectors 65 and 66 of the transistor 62 is generated regardless of whether a magnetic field is applied to the Hall effect element 10 or not.

磁界が印加されていないとき、必要とてれる電流は温度
に依存しないものである。磁界が印加されているときは
、磁界に影響される電流の部分は温度に依存する。差動
トランジスタ対61.64の電流バイアスに関する補償
トラッキングは、直列接続されるバイアス抵抗器20及
び21を介して電流バイアスを供給することにより実行
される。
When no magnetic field is applied, the current required is temperature independent. When a magnetic field is applied, the portion of the current that is affected by the magnetic field is temperature dependent. Compensatory tracking with respect to the current bias of the differential transistor pair 61, 64 is performed by supplying the current bias through series connected bias resistors 20 and 21.

一方の抵抗器21はエピタキシャル層に形成されている
。抵抗器20及び21の抵抗の割合を適切に設定するこ
とにより、バイアス電流がホール効果素子10の応答度
をトラッキングするようにすれば良い。
One resistor 21 is formed in an epitaxial layer. The bias current may be made to track the responsivity of the Hall effect element 10 by appropriately setting the resistance ratio of the resistors 20 and 21.

バイアス電流の供給源けNPNトランジスタ69である
。詳細にいえば、このトランジスタ69のコレクタけN
PN トランジスタ61及び64のエミッタに接続され
、NPNトランジスタ69のエミッタは抵抗器20及び
21を介して接地点15に接続でれる。NPN )ラン
ジスタロ9に対スルベース駆動電流は基準回路70によ
り供給されるが、この回路70は増幅器17にある対応
するトランジスタ69′と、後述するように出力オフセ
ットトリム抵抗器に関連して使用される電流源トランジ
スタとに対してもベース駆動電流を供給する。
The bias current supply source is an NPN transistor 69. In detail, the collector of this transistor 69 is N
It is connected to the emitters of PN transistors 61 and 64, and the emitter of NPN transistor 69 is connected to ground point 15 through resistors 20 and 21. (NPN) transistor 9 is supplied by a reference circuit 70 which is used in conjunction with a corresponding transistor 69' in amplifier 17 and an output offset trim resistor as described below. A base drive current is also supplied to the current source transistor.

増幅器17は増幅器16と全く同一のものであるのが理
想的である。しかしながら、製造工程におけるばらつき
は避けられないたぬ、性能パラメータには多少の相違が
起こる。さらに、増幅器が小さな入力オフセット電圧を
示すような場合に(1、ホール効果素子の出力信号が小
さく且つ高い精度が要求されるという理由により、オフ
セットを補償しなければならない。σらに詳細にいえば
、NPN トランジスタ600ベース・エミッタ電圧と
、増幅器17の回路の中の対応するNPN )ランジス
タロ0′のベース・エミッタ電圧とが等しくない場合、
第1の増幅器段への入力に温度誤差項が現われる。この
誤差は人力に現われるので、回路の利得倍増によって非
常に重大なものになる。入力オフセット調整はトリム抵
抗器71により実行される。入力オフセット聰整をさら
に容易にするために、第2のトリム抵抗器72を設けて
も良い。
Ideally, amplifier 17 is identical to amplifier 16. However, variations in the manufacturing process are inevitable and some differences in performance parameters will occur. Furthermore, if the amplifier exhibits a small input offset voltage (1), the offset must be compensated because the output signal of the Hall effect element is small and requires high accuracy. For example, if the base-emitter voltage of NPN transistor 600 and the base-emitter voltage of corresponding NPN transistor 0' in the circuit of amplifier 17 are not equal, then
A temperature error term appears at the input to the first amplifier stage. Since this error appears in human effort, it becomes very significant due to circuit gain multiplication. Input offset adjustment is performed by trim resistor 71. A second trim resistor 72 may be provided to further facilitate input offset tuning.

入力オフセット調整回路は、コレクタを2つ有するPN
P )ランジスタフ3及び74を含み且つNPNトラン
ジスタ60及び6σのベース・エミッタ接合部の電流密
度を出力の平衡をそこなわずに調整することができる交
さ接続構成と組合される。
The input offset adjustment circuit is a PN with two collectors.
P) includes transistors 3 and 74 and is combined with a cross-connected configuration that allows the current density of the base-emitter junctions of NPN transistors 60 and 6σ to be adjusted without disturbing the output balance.

交さ接続は、可変抵抗器22の両端の接続点に流入する
電流の差をベース・エミッタ電流密度とは無関係に一定
のま寸に保持きせることによジ達成される。NPNトラ
ンジスタ60及び60′の一方におけろベース・エミッ
タ電流密度がトリミングによって増加するにつれて、可
変抵抗器22の関連する接続点に流入する電流が増加す
る。しかしながら、回路はそれと同時に同量の電流を可
変抵抗器22の他方の接続点に加えるので、連続する平
衡状態が得られる。
Cross-connection is accomplished by keeping the difference in current flowing into the connection points across the variable resistor 22 constant and constant, regardless of the base-emitter current density. As the base-emitter current density in one of NPN transistors 60 and 60' is increased by trimming, the current flowing into the associated node of variable resistor 22 increases. However, since the circuit simultaneously applies the same amount of current to the other connection point of variable resistor 22, a continuous equilibrium condition is obtained.

PNP )ランジスタフ3のコレクタ75はNPN !
・ランジスタフ6のベースに接続され、hJPN )ラ
ンジスタフ6のエミッタは増幅器17のNPNトランジ
スタ61′のコレクタに接続される。コレクタ75は、
ダイオードとして配置されるNPN トランジスタ77
を介してNPNトランジスタ60のコレクタにも接続さ
れる。PNP )ランジスタフ3のコレクタ78と、増
幅器17の複数のコレクタを有するPNP )ランジス
タロ2′の1つのコレクタとは可変抵抗器22の一端に
ある増幅器17の接続点に接続される。
PNP ) Collector 75 of Langistav 3 is NPN!
- Connected to the base of the Langisthu 6, hJPN) The emitter of the Langisthu 6 is connected to the collector of the NPN transistor 61' of the amplifier 17. The collector 75 is
NPN transistor 77 arranged as a diode
It is also connected to the collector of the NPN transistor 60 via. The collector 78 of the PNP) transistor 3 and one collector of the PNP) transistor 2' having a plurality of collectors of the amplifier 17 are connected to the connection point of the amplifier 17 at one end of the variable resistor 22.

同様に、PNPトランジスタ74のコレクタ79はNP
N トランジスタ80のベースに接続され、NPNトラ
ンジスタ80のエミッタは増幅器16のNPN )ラン
ジスタロ1のコレクタに接続される。
Similarly, the collector 79 of PNP transistor 74 is NP
N is connected to the base of transistor 80, and the emitter of NPN transistor 80 is connected to the collector of NPN transistor 1 of amplifier 16.

コレクタ79は、ダイオードとして配置されるNPN 
トランジスタ81を介してNPNトランジスタ60′の
コレクタにも接続される。PNP )ランジスタフ4の
コレクタ82と、増幅器16の複数のコレクタを有する
階トランジスタ62のコレクタ65とは可変抵抗器22
の他端にある増幅器16の接続点に接続てれる。NPN
 )ランジスタフ6及び80のコレクタは抵抗器83及
び84をそれぞれ介して電圧供給導線35に接続される
The collector 79 is an NPN arranged as a diode.
It is also connected to the collector of NPN transistor 60' via transistor 81. PNP) The collector 82 of the Langstaff 4 and the collector 65 of the transistor 62 having multiple collectors of the amplifier 16 are connected to the variable resistor 22.
It is connected to the connection point of the amplifier 16 at the other end. NPN
) The collectors of the Langistavs 6 and 80 are connected to the voltage supply line 35 via resistors 83 and 84, respectively.

NPN )ランジスタロ1のベース電流はNPN )ラ
ンジスタ80のベース電流とほぼ等しく、、NPN)ラ
ンジスタロ1′のベース電流はNPN )ランジスタフ
6のベース電流とほぼ等しい。NPNトランジスタGO
のコレクタ負荷は、NPNトランジスタ61及ヒNPN
トランジスタ76のベース電流の和に等しい。同様に、
NPNトランジスタ60′のコレクタ負荷はNPNトラ
ンジスタ61′及びNPN )ランラスタ800ペース
電流の和に等しい。従って、NPNトランジスタ60及
び60′のコレクタ負荷電流は互いに等しくなるように
制約される。
The base current of NPN) transistor 1 is approximately equal to the base current of NPN) transistor 80, and the base current of NPN) transistor 1' is approximately equal to the base current of NPN) transistor 6. NPN transistor GO
The collector load of is the NPN transistor 61 and the NPN
equal to the sum of the base currents of transistors 76. Similarly,
The collector load of NPN transistor 60' is equal to the sum of NPN transistor 61' and NPN) run raster 800 pace current. Therefore, the collector load currents of NPN transistors 60 and 60' are constrained to be equal to each other.

85及び88は、NPNトランジスタ76及び80並び
に抵抗器83及び84と組合されて、動作安定のための
周波数補償を行なうコンデンサである。
85 and 88 are capacitors that are combined with NPN transistors 76 and 80 and resistors 83 and 84 to perform frequency compensation for stable operation.

ダイオード81及び77はNPN )ランジスタフ6及
び80をバイアスすると共に、コンデンサ85及び86
の両端電圧を低下させて、単位面積当たりのキャパシタ
ンスを増加させ、それにより、電流積分を容易にする。
Diodes 81 and 77 bias transistors 6 and 80 (NPN) and capacitors 85 and 86.
to increase the capacitance per unit area, thereby facilitating current integration.

NPN )ランジスタロ7及びPNPトランジスタ68
は、コレクタ65及び66に同じバイアス電圧温度特注
を与えることによジ、PNPトランジスタ62における
アーリー効果を補償する。同様に、増幅器11のNPN
 )ランジスタロ7′及びPNP )ランジスタロ8′
は、PNPトランジスタ62′に関して同様の機能を実
行する。
NPN) Transistor 7 and PNP transistor 68
compensates for the Early effect in PNP transistor 62 by providing collectors 65 and 66 with the same bias voltage temperature customization. Similarly, the NPN of amplifier 11
) Rangistaro 7' and PNP) Rangistaro 8'
performs a similar function with respect to PNP transistor 62'.

次に、ホール効果素子の総利得の温度補償についてざら
に詳細に説明する。ただし、零シフトなしにこのような
補償を連成するためには、磁界が印加されていないとき
、抵抗器27及び28の両端電圧がゼロでなければ々ら
ないことをここで指゛摘しておく。この調整は出力オフ
セットトリム抵抗器92及び93によジ実行される。電
流源トランジスタ94と直列のトリム抵抗器92は、増
幅器16の可変抵抗器22の一端にある接続点と接地点
15との間に接続される。同様に、電流源トランジスタ
95と直列のトリム抵抗器93は、増幅器17の可変抵
抗器22の他端にある接続点と接地点15との間に接続
される。電流源トランジスタ94及び95に対するベー
ス駆動信号は基應回路70により供給される。トリム抵
抗器92及び93は、抵抗器27及び28の両端電圧を
零条件温度補償のためにゼロに調整するためにトリムす
ることができる。
Next, temperature compensation of the total gain of the Hall effect element will be explained in rough detail. However, it should be pointed out here that in order to couple such compensation without zero shift, the voltage across resistors 27 and 28 must be zero when no magnetic field is applied. I'll keep it. This adjustment is performed by output offset trim resistors 92 and 93. A trim resistor 92 in series with current source transistor 94 is connected between a connection point at one end of variable resistor 22 of amplifier 16 and ground point 15 . Similarly, a trim resistor 93 in series with current source transistor 95 is connected between a connection point at the other end of variable resistor 22 of amplifier 17 and ground point 15 . Base drive signals for current source transistors 94 and 95 are provided by base circuit 70. Trim resistors 92 and 93 can be trimmed to adjust the voltage across resistors 27 and 28 to zero for zero condition temperature compensation.

増幅器16及び17の出力信号電流は電流ミラー24及
び25により適切に、好ましくは乗数を2として乗算さ
れ、第2の増幅器段に供給される。
The output signal currents of amplifiers 16 and 17 are suitably multiplied by current mirrors 24 and 25, preferably by a multiplier of 2, and fed to the second amplifier stage.

電流ミラー24においては、NPNトランジスタ100
及び101が従来通りの電流ミラーを形成する。
In the current mirror 24, an NPN transistor 100
and 101 form a conventional current mirror.

NPN )ランジスタ102はベース負荷電流の影響を
補償するように動作する。NPN )ランジスタ102
のエミッタは、PNPトランジスタ105を介して正電
圧バイアスを供給きれる直列接続ダイオードとして配置
されたトランジスタ103及び104により、接地電圧
よりエミッタ・ベース電圧降下1つ分だけ高い電圧に維
持される。トランジスタ106はアIJ−効果を補償す
るように機能する。電流ミラー25は電流ミラー24と
全く同じである。
NPN) transistor 102 operates to compensate for the effects of base load current. NPN ) transistor 102
The emitter of is maintained at a voltage one emitter-base voltage drop above ground by transistors 103 and 104 arranged as series-connected diodes that can be supplied with a positive voltage bias via PNP transistor 105. Transistor 106 functions to compensate for the IJ-effect. Current mirror 25 is exactly the same as current mirror 24.

第2の増幅器段においては、入力電流差は抵抗器27及
び28を介して流され、それにより、零回路分圧器接続
点の外部で調整可能な電圧に関連する出力電圧を発生す
る。零回路は、第2図に図中符号108により示されて
いる。零回路108は、電圧供給導線35と接地点15
との間に直列に接続される調整可能な可変抵抗器31及
び固定抵抗器32から構成きれる分圧器を含む。PNP
 トランジスタ109は、抵抗器110と組合されて、
NPNトランジスタ111をバイアスする電流源を形成
する。
In the second amplifier stage, the input current difference is forced through resistors 27 and 28, thereby producing an output voltage that is related to an externally adjustable voltage at the zero circuit voltage divider junction. The zero circuit is designated by the reference numeral 108 in FIG. Zero circuit 108 connects voltage supply conductor 35 and ground point 15
The voltage divider includes an adjustable variable resistor 31 and a fixed resistor 32 connected in series between the two. PNP
Transistor 109 is combined with resistor 110 to
A current source that biases the NPN transistor 111 is formed.

NPNトランジスタ111は電流源トランジスタ112
により制御され、トランジスタ112のコレクタはNP
N トランジスタ111のベース及びコレクタに接続さ
れ、トランジスタ112のエミッタは抵抗器113を介
して接地点15に接続される。従って、分圧器の負荷影
響を非常に小さくすることができ、零電圧の温度ドリフ
トを最小にするという効果が得られる。
NPN transistor 111 is current source transistor 112
The collector of transistor 112 is NP
N is connected to the base and collector of transistor 111, and the emitter of transistor 112 is connected to ground point 15 via resistor 113. Therefore, the load effect on the voltage divider can be made very small, and the effect of minimizing temperature drift of zero voltage can be obtained.

NPN )ランジスタ111により発生される電圧信号
はPNP )ランジスタ117及び118を介してNP
Nトランジスタ116のぺ〜スに供給される。PNP 
トランジスタ117は、NPNトランジスタ111及び
112と共に、第1に、後述するように出力障害保護(
アウトプット・フォルト・グロテタンヨン)を実行する
対応するトランジスタに整合するために必要である。
The voltage signal generated by the NPN) transistor 111 is transferred to the NP via the PNP) transistors 117 and 118.
It is supplied to the pace of N transistor 116. PNP
Transistor 117, along with NPN transistors 111 and 112, primarily provides output fault protection (
It is necessary to match the corresponding transistor to perform the output fault grotetanyon.

NPN トランジスタ116のエミッタ及び対応するト
ランジスタ120のエミッタは、抵抗器27及び28の
直列組合せの両端に接続される。トランジスタ120は
プッシュプル出力回路122から、トランジスタ構成1
11,112,117及び118に対応するトランジス
タ123〜126の構成を介して帰還信号を受信する。
The emitter of NPN transistor 116 and the corresponding emitter of transistor 120 are connected across the series combination of resistors 27 and 28. Transistor 120 is connected to transistor configuration 1 from push-pull output circuit 122.
A feedback signal is received through a configuration of transistors 123-126 corresponding to transistors 11, 112, 117 and 118.

トランジスタ123〜125は、第1に出力障害保護を
実行するために必要である。トランジスタ120のベー
スへの電圧帰還は、トランジスタ116及び120のエ
ミッタ電流を互いに等しくさせる。従って、電流ミラー
24及び25の出力電流が等しいとき、抵抗器21及び
28の両端(て電圧降下は起こらず、出力端子34の出
力電圧V。
Transistors 123-125 are needed primarily to provide output fault protection. Voltage feedback to the base of transistor 120 causes the emitter currents of transistors 116 and 120 to be equal to each other. Therefore, when the output currents of current mirrors 24 and 25 are equal, no voltage drop occurs across resistors 21 and 28, and the output voltage V at output terminal 34.

は零回路分圧器接続点の電圧と等しい。is equal to the voltage at the zero circuit voltage divider junction.

トランジスタ116及び120のベースは2つのコレク
タを有するPNPトランジスタ128のコレクタに接続
され、PNPトランジスタ128のエミッタは電圧供給
導線35に接続される。トランジスタ116及び120
のコレクタは、相互フンダクタンス但減回路130を介
して電圧供給導線35に接続きれる。
The bases of transistors 116 and 120 are connected to the collector of a two-collector PNP transistor 128, and the emitter of PNP transistor 128 is connected to voltage supply conductor 35. transistors 116 and 120
The collector of can be connected to the voltage supply conductor 35 via a mutual fundance reduction circuit 130.

相互フンダクタンス低減回路130は、抵抗器27及び
28に対する入力電流が低すぎる場合に、それらの抵抗
器が大きな抵抗を有することが要求され且つ余りに広い
チップ面積を消費すると考えられるために必要になる。
Mutual conductance reduction circuit 130 is necessary because if the input current to resistors 27 and 28 is too low, they would be required to have a large resistance and would consume too much chip area. .

しかしながら、安定した位相余裕を発生するのに適切な
広さを保ちながら、チップ面積をできる限り狭くするた
めに、補償コンデンサ132を小形に形成することがで
きるように、NPNトランジスタ1310ベースの電流
は低くなければならない。従って、好ましくは約20.
1の低減を生じさせる2つのコレクタを有するPNPト
ランジスタ133及び134から成る電流ミラーを使用
することにより、電流低減を行なっても良い。
However, the current at the base of the NPN transistor 1310 is reduced so that the compensation capacitor 132 can be made small in order to keep the chip area as narrow as possible while still being wide enough to generate a stable phase margin. Must be low. Therefore, preferably about 20.
Current reduction may be achieved by using a current mirror consisting of PNP transistors 133 and 134 with two collectors that produce a reduction of 1.

七の場合、能動負荷は、NPNトランジスタ135及び
136から構成される電流ミラーにより形成される。ト
ランジスタ137はベース負荷電流の影響を補償し、ま
た、PNFトランジスタ133及び134におけるアー
リー効果を補償するために、PNPトランジスタ133
に対して、NPNトランジスタ131がPNP )ラン
ジスタ134に与えるのと同じコレクタバイアス2与え
る。
In case 7, the active load is formed by a current mirror consisting of NPN transistors 135 and 136. Transistor 137 compensates for the effects of base load current and also PNP transistor 133 to compensate for Early effects in PNF transistors 133 and 134.
On the other hand, the NPN transistor 131 provides the same collector bias 2 that is applied to the PNP transistor 134.

エミッタが抵抗器141を介して基準電圧導線37に接
続されているNPN )ランジスメ139及び140ハ
、NPNトランジスタ131及び137のエミッタ(で
接続される電流源を形成し、さらに良いアーリー効果補
償を行なうために、トランジスタのベース・エミッタ電
圧を均等化するのを助ける。電流像域方式は、1らに、
トランジスタ120のベースにおける電圧揺動を、PN
P能動負荷を使用した場合より大きくすることができる
。これは、出力電圧がその範囲の上限にあるときにトラ
ンジスタ120が飽和しないようにするために必要とさ
れる。
The NPN transistors 139 and 140, whose emitters are connected to the reference voltage conductor 37 via a resistor 141, form a current source connected to the emitters of the NPN transistors 131 and 137, providing even better early effect compensation. This helps to equalize the base-emitter voltage of the transistor.The current image area method is as follows:
The voltage fluctuation at the base of transistor 120 is expressed as PN
P can be larger than when using an active load. This is required to prevent transistor 120 from saturating when the output voltage is at the upper end of its range.

第2の増幅器段のプッシュプル出力回路122はクロス
オーバひずみを排除する構成である。回路内のトランジ
スタのペース・エミッタ面積をスケーリングし且つNP
N )ランジスタ142及び143により発生される電
流の適正な値を設定することにより、零負荷暗電流及び
最大負荷電流を所望の値に設定することができる。
The push-pull output circuit 122 of the second amplifier stage is configured to eliminate crossover distortion. Scaling the pace emitter area of transistors in the circuit and NP
N) By setting appropriate values of the currents generated by transistors 142 and 143, the zero load dark current and maximum load current can be set to desired values.

出力回路は、前述の障害保護回路と共に、外部の基準電
圧源及び供給電圧源から基準電圧導線37及び電圧供給
源36の端子に至る導線、又は出力端子34に至る導線
に断線が起こった場合に、出力端子の電圧がほぼ供給電
圧又は接地電圧に等しくなるようにする障害保護を実行
する。上述の回路が要求されるのは、基板ダイオード電
流が出力端子34に達するのを阻止しかければならない
ためである。
The output circuit, together with the above-mentioned fault protection circuit, is designed to provide protection in the event of a break in the conductors from the external reference voltage source and supply voltage source to the terminals of the reference voltage conductor 37 and voltage supply source 36, or to the output terminal 34. , performs fault protection such that the voltage at the output terminal is approximately equal to the supply voltage or ground voltage. The circuit described above is required because substrate diode current must be prevented from reaching output terminal 34.

詳細にいえば、供給源36の端子に至る外部導線が破断
した場合は、回路に電流が供給されない冷め、外部負荷
抵抗器を合して接地点に接続されることになる出力端子
34の出力電圧はゼロボルトになる。また、プッシュプ
ル出力回路122と出力端子34きの間の導線が破断し
た場合も、負荷抵抗器は出力端子34をゼロボルトまで
プルする。
In particular, if the external conductor leading to the terminal of supply source 36 breaks, no current will be supplied to the circuit and the output of output terminal 34 will be connected to the external load resistor to ground. The voltage will be zero volts. The load resistor also pulls the output terminal 34 to zero volts if the wire between the push-pull output circuit 122 and the output terminal 34 breaks.

基準電圧導線37を接地点に接続する導線の破断の場合
には、障害保護を得るために基板ダイオード電流が阻止
きれる。基板は接地点15に接続され、ホール効果素子
1oは電圧供給源36の端子と接地点との間に接続され
るので、電圧供給端子と基板との間に電流経路が成立し
ている。プッシュプル出力回路122内にあるトランジ
スタ144はPNP )ランジスタであるので、そのペ
ース基板ダイオード電流は逆バイアスされたペース・エ
ミッタ接合部により阻止される。トランジスタ1450
ベース電流は、そのペース駆動を行なうPNPトランジ
スタ143及び146により阻止される。また、帰還イ
ンタフェースはPNP )ランジスタ123により形成
されるため、基板電流は出力端子34まで流れることが
ない。従って、基準電圧導線37に至る外部接続の断線
の場合、出力電圧はゼロボルトになる。
In the event of a break in the conductor connecting the reference voltage conductor 37 to ground, the substrate diode current can be blocked in order to provide fault protection. The substrate is connected to the ground point 15, and the Hall effect element 1o is connected between the terminal of the voltage supply source 36 and the ground point, so that a current path is established between the voltage supply terminal and the substrate. Transistor 144 in push-pull output circuit 122 is a PNP transistor, so its pace substrate diode current is blocked by the reverse biased pace-emitter junction. transistor 1450
Base current is blocked by PNP transistors 143 and 146 that pace drive. Further, since the feedback interface is formed by the PNP transistor 123, the substrate current does not flow to the output terminal 34. Therefore, in the event of a break in the external connection to reference voltage conductor 37, the output voltage will be zero volts.

トランジスタ123.124及び125と、それに対応
するトランジスタ111,112及び117とは、この
障害保護を可能にする働きをする。これらのトランジス
タがなければ、出力端子34がPNP トランジスタ1
260ベースに直接接続された場合、そのペース基板ダ
イオードは、基準電圧導線37に至る外部接続に断線が
起こったときに、出力端子へ電流を流してしまうであろ
う。
Transistors 123, 124 and 125 and corresponding transistors 111, 112 and 117 serve to enable this fault protection. Without these transistors, output terminal 34 would be PNP transistor 1
If connected directly to the 260 base, the pace board diode would conduct current to the output terminal in the event of a break in the external connection to the reference voltage conductor 37.

以上の説明によれば、本発明は、広い温度範囲にわたり
直線的で、精度の高い出力信号を発生すると共に、非常
に低コストでの大量生産に最適である独特なホール効果
集積回路を提供することがわかる。説明を目的として本
発明のホール効果素子の特定の実施例を図示し且つ説明
したが、当業者には数多くの変形及び変更が明白であろ
う。本発明の範囲は図示される特定の実施例に限定され
るのではなく、特許請求の範囲の記依によってのみ限定
されるものとする。
According to the foregoing description, the present invention provides a unique Hall effect integrated circuit that produces a linear, highly accurate output signal over a wide temperature range, and is ideal for mass production at very low cost. I understand that. Although specific embodiments of the Hall effect device of the present invention have been illustrated and described for purposes of illustration, numerous modifications and changes will become apparent to those skilled in the art. It is intended that the scope of the invention be limited not to the specific embodiments illustrated, but only by the claims that follow.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明によるホール効果素子の好ましい実施
例を一部ブロック形態で示す機能図、及第2図は、第1
図のホール効果素子の概略的な回路図である。 10・・・・ホール効果素子、11.12・・・・出力
端子、13.14・・・・入力端子、15・・・・接地
点、16.17・・・・増幅器、18、・・・入力オフ
セット調整回路、19・・・・バイアス回路、20.2
1 ・・・・抵抗器、22・・・・可変抵抗器、23・
・・・出力オフセット調整回路、24.25・・・・電
流ミラー、26・・・・調整手段、27.28・・・・
抵抗器、29.30・・・・NPNトランジスタ、31
・・・・可変抵抗器、32・・・・固定抵抗器、33・
・・・差動増幅器、34・・・・出力端子、35・・・
・電圧供給導線、36・・・・供給電圧(V3)源、3
7・・・・基準電圧導線。 特許出願人 ハネウェル・インコーボレーテッド復代理
人 山 川 政樹(eピ)2名)1、事件の表示 昭和63年特  許願第明−C<OZ号3、補正をする
者 事件との関係    特   許出願人名称(氏名)へ
ネジエル・イシフー木Oし一テソトパ5、;の日付 昭
和 ら3年 6月2g日′   こ     lo  
    −′乙、補正の対象 明細当の浄書(内容に変更なし)
FIG. 1 is a functional diagram partially showing in block form a preferred embodiment of the Hall effect device according to the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the Hall effect element shown in the figure. 10...Hall effect element, 11.12...Output terminal, 13.14...Input terminal, 15...Grounding point, 16.17...Amplifier, 18,...・Input offset adjustment circuit, 19...bias circuit, 20.2
1...Resistor, 22...Variable resistor, 23...
... Output offset adjustment circuit, 24.25 ... Current mirror, 26 ... Adjustment means, 27.28 ...
Resistor, 29.30...NPN transistor, 31
...Variable resistor, 32...Fixed resistor, 33.
...Differential amplifier, 34...Output terminal, 35...
・Voltage supply conductor, 36...Supply voltage (V3) source, 3
7...Reference voltage conductor. Patent Applicant Honeywell Incorporated Sub-Agent Masaki Yamakawa (epi) 2 persons) 1. Indication of the case 1985 Patent Application No. C < OZ No. 3, Person making the amendment Relationship with the case Patent Applicant Name (Name) Heneziel Ishifu Ki Oshiichi Tesotopa 5;Date June 2nd, 1929 Showa et al.
−′ Party B, engraving of the details subject to amendment (no change in content)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)エピタキシャル層を上面に有する基板と;前記エ
ピタキシャル層に形成され、第1及び第2の出力端子を
有し、印加される磁界の大きさを示す電圧差が前記第1
及び第2の出力端子の間に発生されるホール効果素子と
; 前記ホール効果素子の第1及び第2の出力端子に接続さ
れ、磁界に応答して発生される電圧差を受取り、広い温
度範囲にわたり磁界の大きさにほぼ直線的に関係づけら
れる大きさの出力電圧を発生し、エピタキシャル層に形
成される第1の抵抗性部分と、一定の温度係数を有する
第2の抵抗性部分とを有する抵抗器手段を含む増幅器手
段とを具備する温度補償集積回路ホール効果素子。
(1) a substrate having an epitaxial layer on its upper surface; a substrate formed on the epitaxial layer, having first and second output terminals, and having a voltage difference indicating the magnitude of the applied magnetic field;
and a Hall effect element generated between the first and second output terminals of the Hall effect element, the Hall effect element being connected to the first and second output terminals of the Hall effect element and receiving a voltage difference generated in response to a magnetic field and capable of operating over a wide temperature range. a first resistive portion formed in the epitaxial layer and a second resistive portion having a constant temperature coefficient; and amplifier means including resistor means having a temperature compensated integrated circuit Hall effect element.
(2)電圧供給端子と、基準電圧端子と、出力端子とを
有する温度補償集積回路ホール効果素子において、 エピタキシャル層を上面に有する基板と; 前記エピタキシャル層に形成され、第3及び第4の端子
の間に電流が流され且つ磁界の作用を受けたときに、第
1及び第2の端子の間に電圧差を発生するように動作す
るホール効果素子と;電圧供給端子に接続される電圧供
給導線と;基準電圧端子に接続される基準電圧導線と;
それぞれが第1及び第2の入力端子と、入力オフセット
調整端子と、温度トラッキングバイアス端子と、出力端
子手段とを有し、第1の入力端子が前記ホール効果素子
の第1及び第2の端子にそれぞれ接続され、入力オフセ
ット調整端子が第1及び第2の入力オフセット調整回路
をそれぞれ介して前記電圧供給導線に接続され、温度ト
ラッキングバイアス端子が前記基板のエピタキシャル層
に形成される第1の抵抗性部分を含むバイアス抵抗器手
段を介して、前記基準電圧導線に接続され、出力端子手
段が出力オフセット調整抵抗器を含む出力オフセット調
整手段を介して、前記基準電圧導線に接続される第1及
び第2の理想的には全く同一の増幅器と; 前記第1及び第2の増幅器の第2の入力端子の間に接続
される第1の利得制御抵抗器と; 第1及び第2の入力端子と、零位調整端子と、ホール効
果素子の出力端子に接続される出力端子とを有し、前記
零位調整端子は分圧器を介して前記電圧供給導線及び前
記基準電圧導線に接続されている第3の増幅器と; 前記基板のエピタキシャル層に形成される第1の抵抗性
部分を含み、前記第3の増幅器の第1及び第2の入力端
子の間に接続される第2の利得制御抵抗器と; 前記第1及び第2の増幅器の出力端子手段を前記第3の
増幅器の第1及び第2の入力端子にそれぞれ接続する第
1及び第2の電流ミラーと を具備する温度補償集積回路ホール効果素子。
(2) A temperature-compensated integrated circuit Hall effect element having a voltage supply terminal, a reference voltage terminal, and an output terminal, comprising: a substrate having an epitaxial layer on its upper surface; third and fourth terminals formed on the epitaxial layer; a Hall effect element operative to generate a voltage difference between the first and second terminals when a current is passed between them and subjected to the action of a magnetic field; a voltage supply connected to the voltage supply terminal; a conductor; a reference voltage conductor connected to the reference voltage terminal;
each having first and second input terminals, an input offset adjustment terminal, a temperature tracking bias terminal, and output terminal means, the first input terminal being connected to the first and second terminals of the Hall effect element. a first resistor connected to the substrate, an input offset adjustment terminal connected to the voltage supply conductor through first and second input offset adjustment circuits, respectively, and a temperature tracking bias terminal formed in an epitaxial layer of the substrate. a first and second voltage conductor connected to said reference voltage conductor through bias resistor means including a bias resistor means and whose output terminal means is connected to said reference voltage conductor through output offset adjustment means including an output offset adjustment resistor; a second ideally identical amplifier; a first gain control resistor connected between second input terminals of said first and second amplifier; first and second input terminals; , a zero level adjustment terminal, and an output terminal connected to the output terminal of the Hall effect element, and the zero level adjustment terminal is connected to the voltage supply conductor and the reference voltage conductor via a voltage divider. a third amplifier; a second gain control resistor including a first resistive portion formed in an epitaxial layer of the substrate and connected between the first and second input terminals of the third amplifier; a temperature compensated integrated circuit comprising: a first and second current mirror connecting output terminal means of the first and second amplifiers to first and second input terminals of the third amplifier, respectively; Hall effect element.
JP63074902A 1987-03-30 1988-03-30 Temperature-compensated hall effect device for integrated circuit Pending JPS641288A (en)

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US032114 1987-03-30

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