JPH05102549A - 集積化磁気抵抗センサ - Google Patents

集積化磁気抵抗センサ

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JPH05102549A
JPH05102549A JP3258138A JP25813891A JPH05102549A JP H05102549 A JPH05102549 A JP H05102549A JP 3258138 A JP3258138 A JP 3258138A JP 25813891 A JP25813891 A JP 25813891A JP H05102549 A JPH05102549 A JP H05102549A
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JP
Japan
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comparator
terminal
voltage
shaping processing
magnetoresistive element
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Application number
JP3258138A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyomi Ishioroshi
貴代美 石下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】組み込み付加回路を直接接続できるようにし、
かつ低消費電流を実現する。また、間欠動作に対応す
る。 【構成】磁界が与えられると、強磁性体薄膜で形成され
たそれぞれ10kΩ以上の抵抗値を有する4つの磁気抵
抗体11〜14をブリッジ状に接続した磁界抵抗素子部
10が電圧を出力し、この電圧に応じて、磁気抵抗素子
部10の接続点のうち+非反転端子の電位より高く設定
されているしきい値レベルを持ちnpnトランジスタ2
4が取り付けられているコンパレータ21と、ヒステリ
シスを形成するための1.5MΩ以上の帰還抵抗22を
有し、かつ帰還端子34を独立させ出力としてCMOS
インターフェイスを有し、さらにCHSプロセスによっ
て形成されている波形整形処理回路部20が電気信号を
出力する。間欠動作中においては、CMOSインターフ
ェイスから、前回の出力レベルが帰還端子34に入力さ
れ、コンパレータ21にその情報を伝える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転検出や位置検出等に
用いられる強磁性体磁気抵抗素子と波形整形処理回路と
を同一チップ上に集積化した磁気抵抗センサに関し、特
に間欠動作可能で出力オープンコレクタ形成の波形整形
処理回路と集積化した磁気抵抗センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の集積化磁気抵抗センサは、
物体の回転量の検出や位置を検出するための検出装置等
に組み込まれて用いられている。従来の集積化磁気抵抗
センサとしては、たとえば1991年4月15日、ジャ
ーナル・オブ・アプリケーション・フィジックス、第6
8巻、第8号(J.Appl.Phys.68(8),
15 April1 1991)に記載された、同一方
向に往復運動するような磁界を検出できることが特徴の
ものがある。
【0003】図5は、従来の集積化磁気抵抗センサの一
実施例を示す等価回路図である。図5において集積化磁
気抵抗センサは、磁気抵抗素子部1と、Bipolar
プロセスによる波形整形処理回路部2で構成される。さ
らに磁気抵抗素子部10は、磁気抵抗体11〜14で構
成され、波形整形処理回路部20は、コンパレータ21
と拡散抵抗によって形成された帰還抵抗22・セット抵
抗23で構成されている。
【0004】次に動作を説明する。磁気抵抗素子部10
は、少なくとも1つの抵抗値が異なる4つの磁気抵抗体
11〜14を4つの接続点でブリッジ状に接続し、対向
する接続点に電源を付加すると、他の対向する接続点間
にオフセット電圧が発生する。磁界が与えられると前記
磁気抵抗素子部が電圧を出力し、前記磁気抵抗素子部か
らのオフセット電圧に基づくレベルより高く設定されて
いる検出レベルを持つ波形整形処理部20が、この電圧
に基づくレベルを求めてこのレベルが前記検出レベルを
越えると信号を出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の集積化磁気
抵抗センサでは、波形整形処理回路部の出力形式がボル
テージフォロワタイプであったため、組み込み付加回路
を直接接続不可能であり、かつ低インピーダンスのた
め、消費電流が大きかった。また、この波形整形処理回
路部は間欠動作に対応できなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明の集積型磁気抵抗センサでは、波形整形
処理回路部を、組み込み付加回路を直接接続可能とする
手段としてオープンコレクタ型回路とし、間欠動作に対
応するため前回出力レベルをメモリするための手段とし
てヒステリシス形成用の帰還端子を独立させている。さ
らに、この波形整形処理回路部を低消費電力を実現する
CHSプロセスによって形成している。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例を示す等価回路図であ
り、図2は、図1における磁気抵抗素子部10を示す平
面図である。
【0008】図2において各抵抗体11〜14のパター
ン折り返し部(斜線を施した部分)にはAu膜などの導
体膜を形成してあるが、抵抗体11の導体膜19は間隔
dの分だけ他の抵抗体12〜14に比して長く設定し
て、磁界が作用していないときの端子17の電位が端子
18の電位より高くなるようにしてある。4つの磁気抵
抗体11〜14は、それぞれ10kΩ以上の抵抗値を有
し、ブリッジ構成となっている。これら4つの磁気抵抗
体11〜14を備える磁気抵抗素子部10の電源端子1
5が図1に示されるように電源端子31に接続され、G
ND端子16がGND端子33に接続されている。磁気
抵抗素子部10の出力端子17がコンパレータ21のマ
イナス(−)端子に接続され、出力端子18がコンパレ
ータ21のプラス(+)端子に接続されている。波形整
形処理回路部20のコンパレータ21は、マイナス
(−)端子とプラス(+)端子とに入力される信号の波
形整形処理をするものである。すなわち、コンパレータ
21は、マイナス(−)端子とプラス(+)端子とに入
力される電圧の電位差を求める処理をする。そして、コ
ンパレータ21には2つのスレッショルドレベルが設け
られており、電位差のレベルが第一のスレッショルドレ
ベルを越えると、コンパレータ21は出力端子32にハ
イレベルの信号を出力する。また、電位差のレベルが第
2のスレッショルドレベルを切ると、コンパレータ21
はローレベルの信号を出力する。なお、コンパレータ2
1のマイナス(−)端子と前回出力レベルをメモリする
ためのHin端子34との間には、1.5MΩ以上のフィ
ードバック用の抵抗22が取り付けられており、コンパ
レータ21とGND端子33との間には、セット抵抗2
3が取り付けられている。また、コンパレータ21には
npnトランジスタ24が取り付けられており、オープ
ンコレクタが出力端子32となっている。
【0009】次に、本実施例の動作について説明する。
【0010】本実施例である磁気センサの電源端子31
とGND端子33との間に電源を接続し、また、電源端
子31と出力端子32の間にプルアップ抵抗を接続す
る。そして、図3(a)に示されるように周期的に着磁
された円盤状着磁体41の近傍に、着磁周期l>着磁体
41と磁気センサ42の距離gとなるように配置する。
【0011】着磁体41からの磁界が磁気センサ42に
加えられていない状態、すなわち初期状態において、磁
気センサ42の磁気抵抗素子部10は図2に示されるよ
うな状態となっており、磁気抵抗体11の抵抗値は、他
の磁気抵抗体12〜14の抵抗値より低くなっている。
このような磁気抵抗素子部10の電源端子15とGND
端子16との間に電源が加えられると、磁気抵抗素子部
10の出力端子15の電圧は、出力端子18の電圧より
高くなり。すなわち、磁気抵抗素子部10の調整により
初期オフセット電圧が設定されている。これらの電圧が
波形整形処理回路部20のコンパレータに加えられ、コ
ンパレータ21のマイナス(−)端子の電圧が、プラス
(+)端子の電圧より高くなる。
【0012】一方コンパレータ21には、図4に示され
るように、プラス側に第一のスレッショルドレベル10
3が設定され、マイナス側に第2のスレッショルドレベ
ル104が設定されている。コンパレータ21のマイナ
ス(−)端子の電圧が、プラス(+)端子の電圧より高
いので、コンパレータ21の処理により求められる電位
差のレベルは、マイナス側となり第2のスレッショルド
レベルより低くなる。したがって、コンパレータ21
は、npnトランジスタ24にローレベルの信号を入力
する。
【0013】ローレベルの信号を入力されたトランジス
タ24はOFFし、オープンコレクタ32はハイレベル
の信号を出力する。
【0014】次に、図3(a)に示される円盤状着磁体
41を回転させることにより、磁気センサ42に、図3
(b)に示されるA及びBの交番磁界が印加される。こ
のような状態において、磁気センサ42にA方向に30
Oe以上の磁界が印加される場合のみ磁気抵抗素子部1
0の抵抗値が変化して、コンパレータ21のプラス
(+)端子の電圧がマイナス(−)端子の電圧より高く
なる。
【0015】このような電圧がコンパレータ21により
処理されて、図4に示される波形102が求められる。
波形102は、図3において磁気センサ42にA方向の
磁界が印加される場合、第一のスレッショルドレベル1
03を超え、それ以外の場合は、第2のスレッショルド
レベル104を切る。したがって、コンパレータ21
は、波形104が第一のスレッショルドレベル103を
越えたとき、すなわち、磁気センサ42にA方向の磁界
が与えられたとき、ハイレベルの信号をnpnトランジ
スタ24に入力する。
【0016】ハイレベルの信号を入力されたトランジス
タ24はONし、オープンコレクタ32はローレベルの
信号を出力する。
【0017】なお、Hin端子34は、間欠動作におい
て、前回の出力レベルを、組み込み付加回路であるマイ
コン(CMOS)から受け取り、コンパレータ21にそ
の情報を伝える動作をする。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の集積化磁
気抵抗センサは、波形整形処理回路部をオープンコレク
タ型回路としたために、組み込み付加回路としてTT
L,CMOSだけでなく、接続するセンサに出力電流を
流す必要のあるセンサコントローラ等が直接接続可能と
なり、出力インターフェイスの面でより使いやすくする
ことができる。また、wired−or等の回路構成も
可能なことから、複数のセンサを1システムとして使用
でき、より多様な利用形態を容易に実現できる。
【0019】さらに、ヒステリシス形成用の帰還端子を
独立させたため、前回出力レベルをメモリでき、間欠動
作に対応できる。
【0020】一方、この波形整形処理回路部をCHSプ
ロセスによって形成したため、低消費電力を実現でき
る、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の等価回路図
【図2】図1に示される磁気抵抗素子部の形状を示す平
面図
【図3】(a)は、着磁体と本発明による集積化磁気抵
抗センサの配置の一例を示す斜視図、(b)は、(a)
の配置による集積化磁気抵抗センサに対する印加磁界方
向を示す図
【図4】図1におけるコンパレータ21の出力波形図
【図5】従来の集積化磁気抵抗センサの一実施例の等価
回路図
【符号の説明】
10 磁気抵抗素子部 11〜14 磁気抵抗体 20 波形整形処理回路部 21 コンパレータ 22 帰還抵抗 23 セット抵抗 24 npnトランジスタ 31 電源端子 32 出力端子 33 GND端子 34 帰還端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの抵抗値が異なる、強磁
    性体薄膜で形成された4つの磁気抵抗素子を4つの接続
    点でブリッジ状に接続し、対向する接続点より出力を取
    り出す磁気抵抗素子部と、 前記磁気抵抗素子部の接続点のうちコンパレータの+非
    反転端子の電位より高く設定されているしきい値レベル
    をもつ波形整形処理回路部とを有し、 前記磁気抵抗素子部と前記波形整形処理部とを同一チッ
    プ状に集積化し、 磁界が与えられると前記磁気抵抗素子部が電圧を出力
    し、前記波形整形処理回路部がこの電圧レベルに応じ
    て、電気信号を出力する磁気抵抗センサにおいて、 4つの磁気抵抗素子がそれぞれ10kΩ以上の抵抗値を
    有し、 前記波形整形処理回路部において、ヒステリシスを形成
    するための1.5MΩ以上の帰還抵抗を有し、かつ帰還
    端子を独立させ、出力としてCMOSインターフェイス
    を有し、さらにCHSプロセスによって形成されている
    ことを特徴とする集積化磁気抵抗センサ。
JP3258138A 1991-10-04 1991-10-04 集積化磁気抵抗センサ Pending JPH05102549A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08160115A (ja) * 1994-12-07 1996-06-21 Nec Corp 磁気抵抗センサ
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980127