JPH08201106A - ホール素子駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 如何なる利用環境においても高い温度補償精
度を維持することができて且つ、半導体チップ化を容易
とするホール素子駆動回路を提供する。 【構成】 分圧回路１によって分圧された基準電圧V1が
入力される演算増幅器A1は帰還増幅回路２を構成する。
その帰還路には、抵抗R3とダイオードD1との直列回路か
らなる帰還電流制御回路３が接続され、また同帰還路中
にはダイオードD2と抵抗R4との直列回路からなる出力電
圧制御回路４が配設される。また、帰還増幅回路２の出
力V2は、演算増幅器A2と抵抗R5とによって構成される定
電流制御回路５に入力され、該制御回路５によって定電
流化された電流が駆動電流Ｉとしてホール素子10に供給
される。ダイオードD1及びD2の順方向電圧は共に負の温
度特性を有するが、こうした回路構成を採用することに
より、R3＞R4なる条件で、駆動電流Ｉはホール素子とは
逆の正の温度特性をもつようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車載用内燃機
関のスロットル開度をホール効果に基づき非接触にて検
出するセンサに用いられて、ホール素子及び磁石の温度
特性を好適に補償しつつ同ホール素子に駆動信号を供給
するホール素子駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば車載用内燃機関のスロットル開度
センサとして、ホール効果に基づき同スロットル開度を
非接触にて検出するセンサが知られている。図４に、こ
うしたホール効果を利用したスロットル開度センサの一
例についてその概要を示す。

【０００３】すなわち同スロットル開度センサにあって
は、スロットルバルブ（図示せず）の回転軸に連動して
回転するロータ１１に対しその回転軸と直交する方向に
着磁された同心円筒状の永久磁石１２が設けられ、この
永久磁石１２の中空部内に、ロータ１１の回転軸に沿っ
た面に平行且つ回転軸を中心に対称に、永久磁石１２の
磁界方向を検出するためのホール素子１０が配設され
る。

【０００４】そして、スロットルバルブの回動に伴い永
久磁石１２がホール素子１０の周りを同図４に示される
態様で回転することによりホール素子１０の感磁面に対
する磁界方向が変化し、その変化した角度θに対応した
電気信号すなわちホール電圧ＶＨが、 ＶＨ ＝ ＫＨ・Ｂ・Ｒｄ・Ｉ・ｓｉｎθ ＝ ＶＡ・ｓｉｎθ …（１） といったかたちで、同ホール素子１０から出力されるよ
うになる。

【０００５】ここで、値ＶＡは、値「ＫＨ・Ｂ・Ｒｄ・
Ｉ」に対応した定数であり、図５に示されるように、ロ
ータ１１が「−９０（＝θ）」度から「＋９０（＝
θ）」度まで回転する間に、上記ホール電圧ＶＨは、
「−ＶＡ」から「＋ＶＡ」へと正弦波上を連続的に変化
する。なお、同（１）式において、ＫＨはホール素子１
０の感度であり、Ｂは磁石１２の磁束密度であり、Ｒｄ
はホール素子１０の内部抵抗であり、Ｉはホール素子１
０の駆動電流である。

【０００６】同スロットル開度センサでは、ホール素子
１０からこうした態様で出力されるホール電圧ＶＨを所
要に処理して、上記スロットルバルブの開度に対応した
電気信号を出力する。

【０００７】一方、この種のセンサに用いられるホール
素子の駆動回路としては従来、例えば特開平５−１５７
５０６号公報に記載されている回路が知られている。該
駆動回路は基本的に、図６に示される構成となる。

【０００８】すなわち同駆動回路では、抵抗Ｒ２１と正
の温度特性を有する感温抵抗（サーミスタ）Ｒ２２とで
第１の分圧回路を構成し、抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４とで
第２の分圧回路を構成する。そして、それら分圧された
電圧を更に抵抗Ｒ２５と抵抗Ｒ２６とで分圧して、駆動
用の基準電圧Ｖｄを生成するようになる。なお、端子Ｔ
１は、電源電圧（Ｖｃｃ）印加端子であり、端子Ｔ２
は、接地（ＧＮＤ）端子である。

【０００９】また同駆動回路において、演算増幅器Ａと
抵抗Ｒ２７とは、ホール素子１０を定電流駆動するため
の回路である。この回路では、上記基準電圧Ｖｄに基づ
き、ホール素子１０の端子ａ−ｂ間に、（Ｖｄ／Ｒ２７
の抵抗値）といった駆動電流Ｉを流してこれを駆動する
ようになる。

【００１０】ホール素子１０がこのように駆動されるこ
とによって、例えば上記スロットル開度センサにあって
スロットルバルブの回動に伴い永久磁石１２が該ホール
素子１０の周りを角度θだけ回転するとき、その角度θ
に対応したホール電圧ＶＨが上記（１）式に示される態
様で同ホール素子１０の端子ｃ−ｄ間から出力されるよ
うになる。

【００１１】信号処理回路２０は、こうして出力される
ホール電圧ＶＨを所要に処理して、例えば上記スロット
ルバルブの開度に対応した電気信号Ｖｏをその出力端子
Ｔ３から出力する回路である。

【００１２】ところで、上記ホール素子１０及び磁石１
２は負の温度特性を持つことから、通常であれば周囲の
温度に応じてその駆動条件が変化し、上記出力されるホ
ール電圧ＶＨにもそれら温度特性に応じた変動が来たす
ようになる。ホール電圧ＶＨにこのような変動が来たす
場合、その処理信号である信号Ｖｏの信頼性も自ずと低
いものとなる。

【００１３】そこで、図６に例示した上記駆動回路で
は、これらホール素子１０や磁石１２の温度特性とは逆
の正の温度特性を持つサーミスタＲ２２を上記第１の分
圧回路に配設し、該サーミスタＲ２２の感温抵抗特性を
通じて上記基準電圧Ｖｄ、ひいては上記駆動電流Ｉに正
の温度特性を持たせることによって、ホール素子１０や
磁石１２の温度特性を補償するようにしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、ホール素
子や磁石の温度特性を、その駆動用の基準電圧若しくは
駆動電流を通じて補償するようにすれば、その出力され
るホール電圧ＶＨの信頼性も自ずと高まるようになる。
そして、こうしてホール電圧ＶＨの信頼性が高まれば、
これが上述のようなセンサに適用される場合でも、その
センサ出力（出力電圧Ｖｏ）を常に高い精度に維持する
ことができるようにもなる。

【００１５】しかし、上記従来のホール素子駆動回路に
おいて温度特性を補償するために用いられるサーミスタ
は、それ自らに温度特性のばらつきが大きく、温度補償
精度を然程高くできない不都合がある。

【００１６】またこのサーミスタは、トランジスタやダ
イオード、抵抗等、他の回路素子のように半導体チップ
内に形成することができないために、同駆動回路の小型
化や部品点数の低減を困難とする要因にもなっている。

【００１７】なお、上述したスロットル開度センサに限
らず、ホール素子によるホール効果を利用して磁界の強
さに対応した電気信号を得る装置にあっては、ホール素
子を駆動する回路としての上記実情も概ね共通したもの
となっている。

【００１８】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、如何なる利用環境においても高い温度補
償精度を維持することができるとともに、半導体チップ
化を容易とすることにより、部品点数の削減を含め、小
型化を好適に促進することのできるホール素子駆動回路
を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、請求項１記載の発明では、上記ホール素子駆動回
路において、基準電圧を帰還増幅する帰還増幅回路と、
温度に応じて降下電圧が変化する電圧降下素子を含んで
該帰還増幅回路の帰還路に接続され、同帰還路を流れる
電流を制御する帰還電流制御回路と、同じく電圧降下素
子を含んで前記帰還増幅回路の帰還路中に配設され、前
記帰還増幅回路の出力電圧を制御する出力電圧制御回路
とを具え、前記帰還電流制御回路及び出力電圧制御回路
により出力電圧が制御される帰還増幅回路の出力に基づ
き、前記ホール素子に駆動信号を供給するようにする。

【００２０】また、請求項２記載の発明では、該請求項
１記載の発明の構成において、前記帰還電流制御回路
を、第１のダイオードと第１の抵抗との直列回路を具え
る構成とし、前記出力電圧制御回路を、第２のダイオー
ドと第２の抵抗との直列回路を具える構成とし、これら
第１の抵抗と第２の抵抗との 第１の抵抗の抵抗値 ＞ 第２の抵抗の抵抗値 なる関係に基づいて、前記帰還増幅回路の出力を正の温
度特性に設定する。

【００２１】また、請求項３記載の発明では、こうした
請求項２記載の発明の構成において、前記帰還増幅回路
の帰還路を流れる電流が１０μ〜１ｍアンペアに制御さ
れるよう、前記帰還電流制御回路の前記第１の抵抗の抵
抗値を設定する。

【００２２】また、請求項４記載の発明では、これら請
求項１〜３記載の発明の構成において、前記ホール素子
に直列接続された抵抗と、該抵抗の電圧降下と前記帰還
増幅回路の出力とを比較し、同抵抗の電圧降下が一定と
なるよう前記ホール素子に印加される電圧を制御する演
算増幅器とを有して前記駆動信号を前記ホール素子に供
給する定電流制御回路を具える構成とする。

【００２３】

【作用】ホール素子やホール素子に対する磁界発生源と
してその周囲に配設される磁石が負の温度特性を有する
こと、及びこれらホール素子や磁石の温度特性をホール
素子の駆動電流等を通じて補償するようにすれば、その
出力されるホール電圧の信頼性も自ずと高まるようにな
ること、等々は前述した通りである。

【００２４】また、正の温度特性を有するサーミスタを
用いて上記駆動電流等の生成を行うことでホール素子や
磁石の温度特性がある程度補償されるようにはなるもの
の、サーミスタ自身、温度特性のはらつきが大きく、更
には同駆動回路としての小型化を阻害する要因になって
いることも上述した。

【００２５】そこで、上記請求項１記載の発明では、 （ａ）基準電圧を帰還増幅する帰還増幅回路。 （ｂ）温度に応じて降下電圧が変化する電圧降下素子を
含んで該帰還増幅回路の帰還路に接続され、同帰還路を
流れる電流を制御する帰還電流制御回路。 （ｃ）同じく電圧降下素子を含んで前記帰還増幅回路の
帰還路中に配設され、前記帰還増幅回路の出力電圧を制
御する出力電圧制御回路。 をそれぞれ具えてホール素子駆動回路を構成し、前記帰
還電流制御回路及び出力電圧制御回路により出力電圧が
制御される帰還増幅回路の出力に基づき、ホール素子に
駆動信号を供給するようにしている。

【００２６】ここで、上記帰還電流制御回路や出力電圧
制御回路を構成する上記電圧降下素子としては各種ダイ
オードやトランジスタがあるが、これらは何れも、ホー
ル素子や磁石と同様、負の温度特性を持つ。

【００２７】このため、上記出力電圧制御回路がその帰
還路中に配設される帰還増幅回路にあっては、その出力
として、上記基準電圧が該出力電圧制御回路による電圧
制御を通じて所要レベルに安定化された信号が生成され
るようにはなるが、該生成される信号は通常、負の温度
特性を持つようになる。

【００２８】しかし、同請求項１記載の発明の上記構成
によるように、帰還電流制御回路をこの帰還増幅回路の
帰還路に更に接続するようにすれば、それら帰還電流制
御回路及び出力電圧制御回路による電流、電圧制御量を
通じて、正負の極性も含めてこの帰還増幅回路の出力と
して生成される信号の温度特性を変えることができるよ
うになる。

【００２９】したがって、同帰還増幅回路の出力に、こ
の帰還電流制御回路及び出力電圧制御回路による電流、
電圧制御量に応じた正の温度特性を持たせるようにすれ
ば、上記定電流制御される駆動信号も自ずと正の温度特
性を持つようになり、上記ホール素子や磁石の温度特性
も良好に補償されるようになる。

【００３０】しかも、同請求項１記載の発明の上記構成
によれば、その温度補償の度合いが上記帰還電流制御回
路及び出力電圧制御回路による電流、電圧制御量に応じ
て任意に決定されるようになるため、ホール素子や磁石
の温度特性にばらつきがあったとしても、それらばらつ
きに容易に対処することができるようにもなる。

【００３１】一方、上記帰還増幅回路はもとより、帰還
電流制御回路及び出力電圧制御回路を構成する上記ダイ
オードやトランジスタ等も、それらの回路を一括して含
む例えば１個のモノシリックＩＣとして半導体チップ化
することが可能であり、また容易である。

【００３２】したがって同請求項１記載の発明によれ
ば、ホール素子駆動回路としての高い温度補償性能を維
持しながら、部品点数の削減も含め、その小型化を好適
に促進することができるようにもなる。

【００３３】また、請求項２記載の発明によるように、
前記帰還電流制御回路が第１のダイオードと第１の抵抗
との直列回路を有して構成され、前記出力電圧制御回路
が第２のダイオードと第２の抵抗との直列回路を有して
構成されるものとすれば、これら第１の抵抗と第２の抵
抗との 第１の抵抗の抵抗値 ＞ 第２の抵抗の抵抗値 なる関係に基づいて、前記帰還増幅回路の出力を正の温
度特性に設定することができる。

【００３４】すなわち、上記帰還電流制御回路における
第１のダイオードの電圧降下分と上記出力電圧制御回路
における第２のダイオードの電圧降下分とは逆極性とな
るため、第１の抵抗と第２の抵抗との上記関係によっ
て、そもそも負の温度特性を持つそれらダイオードの電
圧降下に基づき帰還電流が制御される上記帰還増幅回路
の出力は、その温度特性の極性が反転されるようにな
る。

【００３５】そして、同請求項２記載の発明による上記
構成によれば、上記帰還電流制御回路及び出力電圧制御
回路としての極めて簡素な回路構成をもって、ホール素
子や磁石の温度特性を高精度に補償することができるよ
うになる。因みにこの場合、第１の抵抗と第２の抵抗と
の上記関係が満たされさえすれば、それら抵抗値の比に
応じて、ホール素子や磁石の温度特性のばらつきが吸収
されるようになる。

【００３６】また、請求項３記載の発明によるように、
上記帰還電流制御回路を、・前記帰還増幅回路の帰還路
を流れる電流が１０μ〜１ｍアンペアに制御されるよう
前記第１の抵抗の抵抗値が設定されるもの。として構成
すれば、通常、数十ｎ（ナノ）〜数百ｎアンペア程度流
れる上記帰還増幅回路のオフセット電流の影響が無視で
きて且つ、同帰還増幅回路の出力容量を、ＩＣ化する上
で実用的な容量に設定することができるようになる。

【００３７】すなわち、１０μアンペアという電流は、
上記帰還増幅回路のオフセット電流のばらつき等によっ
て温度補償精度が悪化することを防ぐに十分な電流であ
る。また１ｍアンペアという電流は、上記第１及び第２
のダイオードや帰還増幅回路出力部に大容量の素子を要
しない、すなわちＩＣチップを不必要に大型化せずに済
む適当な電流である。

【００３８】また、請求項４記載の発明によるように、 （ｄ１）前記ホール素子に直列接続された抵抗。 （ｄ２）該抵抗の電圧降下と帰還増幅回路の出力とを比
較し、同抵抗の電圧降下が一定となるようホール素子に
印加される電圧を制御する演算増幅器。 を有する定電流制御回路を通じてホール素子に駆動信号
を供給する構成とすれば、これも極めて簡素な回路に
て、同駆動信号の定電流制御機能が果たされるようにな
る。

【００３９】

【実施例】図１に、この発明にかかるホール素子駆動回
路の一実施例を示す。この実施例の駆動回路は、例えば
前述したスロットル開度センサ（図４及び図５）に適用
されて、スロットル開度に応じて変化する磁界の強さに
対応した電気信号を出力するホール素子に駆動信号を供
給するとともに、同ホール素子並びに磁石の温度特性を
精度よく補償することのできる回路として構成されてい
る。

【００４０】また、図１では便宜上、ホール素子の出力
であるホール電圧を所要に処理して同センサとしてのセ
ンシング出力を生成する信号処理回路についてもその具
体例を併せ図示している。

【００４１】はじめに、同実施例のホール素子駆動回
路、並びにその信号処理回路の構成について説明する。
まず駆動回路において、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の直列回
路からなる分圧回路１は、端子Ｔ１及びＴ２間に供給さ
れる電源電圧Ｖｃｃを所要に分圧して基準電圧Ｖ１を生
成する回路である。この生成された基準電圧Ｖ１は、演
算増幅器Ａ１の非反転入力端子（＋端子）に与えられ
る。

【００４２】この基準電圧Ｖ１が与えられる演算増幅器
Ａ１は同駆動回路において、ホール素子１０の駆動信号
を生成するための基準電圧Ｖ２を出力する帰還増幅回路
２を構成する。

【００４３】帰還増幅回路２は、その出力端子と反転入
力端子（−端子）とを結ぶ帰還路に対し、抵抗３とダイ
オードＤ１との直列回路からなる帰還電流制御回路３が
図示の如く接続されるとともに、同帰還路中には、ダイ
オードＤ２と抵抗Ｒ４との直列回路からなる出力電圧制
御回路４を具える構成となっている。

【００４４】後に詳述するように、同帰還増幅回路２の
帰還路中を流れる電流Ｉ２は、上記帰還電流制御回路３
を通じてその流量が制御されるようになる。また、この
帰還増幅回路２の出力である基準電圧Ｖ２が非反転入力
端子に与えられる演算増幅器Ａ２は、ホール素子１０に
直列に接続される抵抗Ｒ５と共に、同ホール素子１０に
供給する駆動信号を定電流制御する定電流制御回路５を
構成する。

【００４５】この定電流制御回路５では、抵抗Ｒ５の電
圧降下と上記基準電圧Ｖ２との比較のもとに、同抵抗Ｒ
５の電圧降下が一定となるよう、ホール素子１０に印加
される電圧を制御する。この結果ホール素子１０には、
その駆動電流Ｉとして、 Ｉ ＝ （Ｖ２／Ｒ５） …（２） なる一定の電流が供給されるようになる。

【００４６】一方、同ホール素子１０から先の（１）式
に示される態様で出力されるホール電圧ＶＨを処理する
信号処理回路６は、例えば以下のように構成される。す
なわちこの信号処理回路６において、上記ホール電圧Ｖ
Ｈがそれぞれ非反転入力端子に入力される演算増幅器Ａ
３及びＡ４と抵抗Ｒ６〜Ｒ８とは、同ホール電圧ＶＨを
高入力インピーダンス受入してこれを安定化するバッフ
ァ回路６１を構成する。このバッファ回路６１の出力
は、抵抗Ｒ１１及びＲ１２と演算増幅器Ａ６、並びにそ
の帰還抵抗Ｒ１３と入力抵抗Ｒ１４とを有して構成され
る差動増幅回路６３に入力されて差動増幅される。そし
て、その差動増幅出力が、センサ出力Ｖｏとして端子Ｔ
３から出力されるようになる。

【００４７】なお、同信号処理回路６において、抵抗Ｒ
９及びＲ１０からなる分圧回路とその分圧電圧を非反転
入力端子に受入する演算増幅器Ａ５とは、上記差動増幅
回路６３の基準電圧を生成する基準電圧生成回路６２を
構成する。差動増幅回路６３では、この生成される基準
電圧に応じて、上記バッファ回路６１の出力（ホール電
圧ＶＨ）を所要に差動増幅するようになる。

【００４８】また、コンデンサＣ１、Ｃ２は、端子Ｔ１
及びＴ３に生じるノイズ、サージ等を除去するためのコ
ンデンサである。次に、上記実施例のホール素子駆動回
路の動作、並びに同駆動回路の温度特性補償機能につい
て更に詳述する。

【００４９】上記帰還電流制御回路３及び出力電圧制御
回路４に各々配設されるダイオードＤ１及びＤ２の順方
向電圧（端子間電圧）をそれぞれＶＦ１及びＶＦ２、ま
た電源電圧をＶｃｃとすると、これら帰還電流制御回路
３及び出力電圧制御回路４を流れる電流Ｉ１及びＩ２
は、それぞれ Ｉ１ ＝ （Ｖｃｃ−Ｖ１−ＶＦ１）／Ｒ３ …（３） Ｉ２ ＝ Ｉ１＋ＩＡ …（４） となる。

【００５０】ここで、上記（４）式におけるＩＡは、帰
還増幅回路２（演算増幅器Ａ１）のオフセット電流であ
り、通常同電流は、数十ｎ（ナノ）〜数百ｎアンペア程
度の電流となる。したがって、上記電流Ｉ１を１０μア
ンペア以上に設定することができれば、電流Ｉ２の値
は、実質的に Ｉ２ ＝ Ｉ１ …（４）’ と考えることができるようになる。すなわち、以下に説
明する温度特性補償精度が、このオフセット電流ＩＡの
ばらつき等に起因して悪化するようなことはなくなる。

【００５１】他方、上記電流Ｉ１の値が必要以上に大き
くなると、上記ダイオードＤ１及びＤ２をはじめ、演算
増幅器Ａ１の出力部には大容量の素子が必要になる。す
なわち、上記信号処理回路６も含めて同駆動回路を後述
するようにモノシリックＩＣ化しようとする際、ＩＣチ
ップが不必要に大型化したり、若しくは１チップ化が不
可能になる。このため、同電流Ｉ１としては、１０μ〜
１ｍアンペアが最適であり、電流Ｉ１がこのような最適
な値に設定されるよう、上記抵抗Ｒ３の抵抗値が選ばれ
る。

【００５２】また、同駆動回路の上記構成によれば、帰
還増幅回路２の出力である上記基準電圧Ｖ２は、 Ｖ２ ＝ Ｖ１（１＋Ｒ４／Ｒ３） −Ｖｃｃ（Ｒ４／Ｒ３） ＋ＶＦ１（Ｒ４／Ｒ３） −ＶＦ２ …（５） となる。

【００５３】ここで、分圧回路１の出力である基準電圧
Ｖ１は、 Ｖ１ ＝ （Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））Ｖｃｃ …（６） であり、また、ダイオードＤ１及びＤ２の順方向電圧Ｖ
Ｆ１及びＶＦ２は、それぞれ ＶＦ１ ＝ ＶＦ１(25)｛１−Ｋ１（Ｔ−２５）｝ …（７） ＶＦ２ ＝ ＶＦ２(25)｛１−Ｋ２（Ｔ−２５）｝ …（８） ただし、 ＶＦ１(25)、ＶＦ２(25)：温度２５℃時の順方向電圧 Ｋ１、Ｋ２ ：温度係数 Ｔ ：温度 として表される負の温度特性を持っている。

【００５４】そこで、これら（６）式〜（８）式を
（５）式に代入して整理すると、 Ｖ２ ＝ Ｖｃｃ｛（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×（１＋Ｒ４／Ｒ３） −Ｒ４／Ｒ３｝ ＋ＶＦ１(25)｛１−Ｋ１（Ｔ−２５）｝（Ｒ４／Ｒ３） −ＶＦ２(25)｛１−Ｋ２（Ｔ−２５）｝ …（９） となる。

【００５５】またここで、上記ダイオードＤ１及びＤ２
が同回路（ＩＣ）中に近接して設けられるとすると、上
記順方向電圧ＶＦ１(25)及びＶＦ２(25)はＶＦ(25)とし
て、また上記温度係数Ｋ１及びＫ２はＫとして、それぞ
れ同一の値にて表すことができるようになる。このた
め、上記（９）式も、結局は Ｖ２ ＝ Ｖｃｃ｛（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×（１＋Ｒ４／Ｒ３） −（Ｒ４／Ｒ３）｝ ＋ＶＦ(25)｛１−Ｋ（Ｔ−２５）｝（Ｒ４／Ｒ３−１） …（１０） として表されるようになる。この基準電圧Ｖ２が定電流
制御回路６に与えられ、同制御回路６を通じて、先の
（２）式に示される駆動電流Ｉ（＝Ｖ２／Ｒ５）がホー
ル素子１０に供給されるようになることは上述した通り
である。

【００５６】ところで、ホール素子１０及び磁石１２
（図４参照）が負の温度特性を有していることは前述し
た。すなわち、先の（１）式に示されるホール素子１０
の感度ＫＨ及び内部抵抗Ｒｄ、更には磁石１２の磁束密
度Ｂは、温度が高くなるにつれて低い値を示すようにな
る。

【００５７】また、ホール素子１０の出力であるホール
電圧ＶＨは、同（１）式に示されるように、上記駆動電
流Ｉに比例する。したがって、ホール素子１０及び磁石
１２の上記負の温度特性を補償するためには、上記駆動
電流Ｉすなわち上記基準電圧Ｖ２に、これとは逆の正の
温度特性を持たせればよいことになる。

【００５８】そこでこの実施例の回路では、上記帰還電
流制御回路３及び出力電圧制御回路４を構成するダイオ
ードＤ１及びＤ２が負の温度特性を有しているとはい
え、上記（５）式によるように、それらダイオードによ
る電圧降下分（右辺の第３項及び第４項）は互いに逆極
性となっていることに着目して、抵抗Ｒ３及びＲ４を Ｒ３ ＞ Ｒ４ …（１１） といった関係に設定する。

【００５９】すなわち、上記（１０）式からも明らかな
ように、抵抗Ｒ３及びＲ４をこうした関係に設定するこ
とにより、同（１０）式の項 ＶＦ(25)｛１−Ｋ（Ｔ−２５）｝ にかかる「（Ｒ４／Ｒ３−１）」の部分が負の値にな
り、同項の温度係数−Ｋは正の値をとるようになる。す
なわち、抵抗Ｒ３及びＲ４のこうした設定を通じて、上
記基準電圧Ｖ２に正の温度特性を持たせることができる
ようになる。

【００６０】図２に、同実施例の駆動回路によるこうし
た温度特性補償態様を示す。同図２に示されるように、
ホール素子１０の感度ＫＨ及び内部抵抗Ｒｄが特性線Ｌ
１のような負の温度特性を示し、磁石１２の磁束密度Ｂ
が特性線Ｌ２のような同じく負の温度特性を示すとする
と、ホール素子１０と磁石１２とでは、それらが合成さ
れた特性として、特性線Ｌ３のような温度特性を示すよ
うになる。

【００６１】ホール素子１０と磁石１２とのこうした負
の温度特性に対し、同実施例の回路では、抵抗Ｒ３及び
Ｒ４を上記（１１）式の関係に設定するとともに、同抵
抗Ｒ３及びＲ４の比の大きさを通じて、更には（１０）
式に含まれる （Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）） といった関係を通じて、同図２に特性線Ｌ４として示さ
れるような正の温度特性を、上記基準電圧Ｖ２（駆動電
流Ｉ）に持たせるようにする。

【００６２】その結果、ホール素子１０から出力される
ホール電圧ＶＨは、その温度特性が同図２に特性線Ｌ５
として示される態様で補正されるようになり、周囲温度
の如何なる変化に対しても、常に適正な値を示すように
なる。

【００６３】このように、この実施例のホール素子駆動
回路によれば、それぞれダイオードＤ１或いはＤ２を具
える帰還電流制御回路３及び出力電圧制御回路４を通じ
てホール素子の駆動電流Ｉに正の温度特性を持たせるこ
とができ、ホール素子並びに磁石の温度特性を好適に補
償することができるようになる。

【００６４】しかも同駆動回路の上記構成によれば、そ
の温度特性の補償量（図２の特性線Ｌ４の傾き）を、上
記帰還電流制御回路３及び出力電圧制御回路４による電
流、電圧制御量（抵抗比Ｒ４／Ｒ３）に応じて、或いは
分圧回路１の分圧比（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））に応じて
任意に設定することができる。このため、ホール素子や
磁石の温度特性にばらつきがあったとしても、それらば
らつきに容易に対処することができるようにもなる。

【００６５】ところで、同実施例の駆動回路の上記構成
によれば、前記信号処理回路６をも含めて、これを１個
のモノシリックＩＣとして実現することも容易である。
図３に、同実施例の駆動回路及び信号処理回路をモノシ
リックＩＣとして実現した場合の基板への実装例を示
す。

【００６６】すなわち図３において、基板１００は、上
記各抵抗Ｒ１〜Ｒ１０が印刷されたアルミナ基板であ
り、同基板１００上に、上記ダイオードＤ１及びＤ２を
はじめ、演算増幅器Ａ１〜Ａ６や抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４が
集積形成されたモノシリックＩＣ１０１や、コンデンサ
Ｃ１及びＣ２が搭載される。

【００６７】また同図３において、端子電極１０ａ〜１
０ｄは、ホール素子１０の各入出力端子ａ〜ｄが接続さ
れる電極であり、同じく端子電極１０２〜１０４は、同
回路の給電端子Ｔ１、Ｔ２及び出力端子Ｔ３に対応して
設けられた電極である。

【００６８】同実施例の駆動回路としてのこのような実
現態様によれば、信号処理回路６も含めてその大幅な小
型化が可能であり、また部品点数の削減に伴う低コスト
化も可能となる。

【００６９】しかも、同図３に示される実装態様によれ
ば、こうして基板１００に実装された後も、少なくとも
抵抗Ｒ１〜Ｒ４について、例えばレーザートリミングに
よる抵抗値の微調整が可能であり、上述したホール素子
や磁石の温度特性のばらつきへの対処を更に容易なもの
とすることができる。

【００７０】また、同実施例の駆動回路をこうしてＩＣ
化することにより、上記ダイオードＤ１及びＤ２も同Ｉ
Ｃ中に自ずと近接して設けられることとなり、上記（１
０）式への変換、すなわち ・順方向電圧ＶＦ１(25)及びＶＦ２(25)をＶＦ(25)とす
る。 ・温度係数Ｋ１及びＫ２をＫとする。 として同一化したことが意味を持つようになる。

【００７１】また、これらダイオードＤ１及びＤ２は、
単に同一特性というだけではなく、半導体装置としての
製造プロセスを通じて物性的にも高精度に管理されるた
め、製品間のばらつきも極めて少ない。すなわち、駆動
対象となるホール素子や磁石自体が負の一定の温度特性
を有するものであれば、製品によらずに、極めて高い精
度で上述した温度特性補償機能が維持されるようにもな
る。

【００７２】なお、上記実施例においては、ダイオード
Ｄ１及びＤ２の順方向電圧を利用してホール素子や磁石
の温度特性を補償するようにしたが、これら温度特性を
補償するために使用することのできる素子はダイオード
には限られない。

【００７３】すなわち、温度に応じて降下電圧が変化す
る電圧降下素子であればよく、上記ダイオードに代えて
適宜のトランジスタを用いることもできる。例えばＮＰ
Ｎ接合されるトランジスタにあっては、そのベース−エ
ミッタ間の電圧（ＶBE）が、それらダイオードの順方向
電圧ＶＦと同様、温度に応じて降下電圧が変化する。こ
のため、同トランジスタのベース−エミッタ間電圧を利
用してホール素子や磁石の温度特性を補償する構成とす
ることもできる。

【００７４】また、同実施例では便宜上、図４及び図５
に概要を示したスロットル開度センサに適用されるホー
ル素子に駆動信号を供給する回路についてその一例を示
したが、ホール素子自体の適用態様は任意である。

【００７５】すなわち、同実施例の回路をはじめ、この
発明にかかるホール素子駆動回路によれば、ホール素子
が如何なる装置に適用される場合であれ、ホール素子並
びに磁石の温度特性を精度よく補償することのできる駆
動信号を同ホール素子に対して供給することができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
ホール素子駆動回路によれば、ホール素子や磁石等が如
何なる温度環境におかれる場合でも、それら温度によっ
て変化する諸特性を好適に、しかも精度よく補償するこ
とができるようになる。

【００７７】またこの発明によれば、ホール素子駆動回
路としての高い温度補償性能を維持しながら、部品点数
の削減も含め、その小型化を好適に促進することができ
るようにもなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるホール素子駆動回路の一実施
例を示す回路図。

【図２】同実施例の回路による温度特性補償態様を示す
グラフ。

【図３】同実施例の回路の基板への実装態様を示す平面
略図。

【図４】ホール素子によるスロットル開度の検出原理を
示す略図。

【図５】同検出原理におけるホール素子の出力特性を示
すグラフ。

【図６】従来周知のホール素子駆動回路の一例を示す回
路図。

【符号の説明】

１…分圧回路、２…帰還増幅回路、３…帰還電流制御回
路、４…出力電圧制御回路、５…定電流制御回路、６、
２０…信号処理回路、１０…ホール素子、１１…ロー
タ、１２…磁石（永久磁石）、６１…バッファ回路、６
２…基準電圧生成回路、６３…作動増幅回路、１００…
アルミナ基板、１０１…モノシリックＩＣ、１０ａ〜１
０ｄ、１０２〜１０４、Ｔ１〜Ｔ３…端子、Ａ、Ａ１〜
Ａ６…演算増幅器、Ｃ１、Ｃ２…コンデンサ、Ｒ１〜Ｒ
１４、Ｒ２１〜２７…抵抗。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホール効果を利用して磁界の強さに対応し
   た電気信号を出力するホール素子に駆動信号を供給する
   ホール素子駆動回路において、 基準電圧を帰還増幅する帰還増幅回路と、 温度に応じて降下電圧が変化する電圧降下素子を含んで
   該帰還増幅回路の帰還路に接続され、同帰還路を流れる
   電流を制御する帰還電流制御回路と、 同じく電圧降下素子を含んで前記帰還増幅回路の帰還路
   中に配設され、前記帰還増幅回路の出力電圧を制御する
   出力電圧制御回路と、 を具え、前記帰還電流制御回路及び出力電圧制御回路に
   より出力電圧が制御される帰還増幅回路の出力に基づ
   き、前記ホール素子に駆動信号を供給することを特徴と
   するホール素子駆動回路。
2. 【請求項２】前記帰還電流制御回路は、第１のダイオー
   ドと第１の抵抗との直列回路を有して構成され、 前記出力電圧制御回路は、第２のダイオードと第２の抵
   抗との直列回路を有して構成され、 前記帰還増幅回路の出力は、前記第１の抵抗と前記第２
   の抵抗との 第１の抵抗の抵抗値 ＞ 第２の抵抗の抵抗値 なる関係に基づいて正の温度特性に設定される請求項１
   記載のホール素子駆動回路。
3. 【請求項３】前記帰還電流制御回路は、前記帰還増幅回
   路の帰還路を流れる電流が１０μ〜１ｍアンペアに制御
   されるよう前記第１の抵抗の抵抗値が設定される請求項
   ２記載のホール素子駆動回路。
4. 【請求項４】請求項１または２または３記載のホール素
   子駆動回路において、 前記ホール素子に直列接続された抵抗と、該抵抗の電圧
   降下と前記帰還増幅回路の出力とを比較し、同抵抗の電
   圧降下が一定となるよう前記ホール素子に印加される電
   圧を制御する演算増幅器とを有して前記駆動信号を前記
   ホール素子に供給する定電流制御回路を具えることを特
   徴とするホール素子駆動回路。