JPH08288498A - Sensor ic - Google Patents

Sensor ic

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JPH08288498A
JPH08288498A JP7114043A JP11404395A JPH08288498A JP H08288498 A JPH08288498 A JP H08288498A JP 7114043 A JP7114043 A JP 7114043A JP 11404395 A JP11404395 A JP 11404395A JP H08288498 A JPH08288498 A JP H08288498A
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JP
Japan
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power supply
sensor
temperature
hall element
barrier diode
Prior art date
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Pending
Application number
JP7114043A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Seki
英男 関
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08288498A publication Critical patent/JPH08288498A/en
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  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce the number of leads by commonly using a power supply of a Hall element and a temperature sensor and realize easy assembly. CONSTITUTION: Electric power is supplied from a power supply circuit 2 to a Hall element 1 and a Schottky barrier diode 7 is connected to a voltage divider resistor 6 in series in a forward direction between an output end and a reference potential point of the power supply circuit 2. Output to a reference potential point of the Hall element 1 is picked up as a signal V1 and output to a reference potential point of the Schottky barrier diode 7 is picked up as a signal V2. Therefore, a sensor IC 100 only requires leads for the signals V1 and V2, power supply and grounding, and in addition high-linearity signal can be picked up as a temperature signal V2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はセンサICに関し、特
に、複数の検出機能を有するセンサICに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor IC, and more particularly to a sensor IC having a plurality of detection functions.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車のトランスミッション内の
ギヤの回転数やオイルの温度を検出するため、該トラン
スミッションの壁に回転センサと温度センサとが取り付
けられている例があった。前記回転センサとしてはコイ
ルピックアップ式センサやホールセンサが用いられ、温
度センサとしてはサーミスタが用いられるのが一般的で
あった。
2. Description of the Related Art Heretofore, there has been an example in which a rotation sensor and a temperature sensor are attached to a wall of a transmission in order to detect the number of rotations of a gear and the temperature of oil in a transmission of an automobile. Generally, a coil pickup sensor or a hall sensor is used as the rotation sensor, and a thermistor is used as the temperature sensor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記回転検出センサや
温度センサを用いた検出システムでは、次のような問題
点があった。まず、前記回転センサおよび温度センサは
それぞれ独立してトランスミッションの壁に取り付けら
れているが、このような個別部品を用いた場合、部品そ
のもののコストがかかるだけでなく、部品点数や制御装
置等へ接続される引出し線数が多いために取り付けの工
程が繁雑である。例えば、ホールICとサーミスタとの
組み合わせでは引出し線はそれぞれ3本と2本であり、
計5本が必要となる。
The detection system using the rotation detection sensor and the temperature sensor has the following problems. First, the rotation sensor and the temperature sensor are independently mounted on the wall of the transmission, but when such individual parts are used, not only the cost of the parts themselves is increased, but also the number of parts and the control device are increased. The installation process is complicated because of the large number of connected lead wires. For example, in the combination of Hall IC and thermistor, the number of lead wires is 3 and 2, respectively.
A total of 5 are required.

【0004】また、サーミスタを用いた温度センサで
は、該サーミスタに流れる電流による自己発熱があり、
被測定対象の実際の温度とセンサの出力との相関関係を
正確に把握できない。この結果、測定誤差が大きいとい
う問題点があった。さらに、サーミスタの温度と出力つ
まり抵抗値との関係は図5に示すように指数関数的であ
るため、高温側における検出感度の確保が難しいという
問題点があった。
Further, in a temperature sensor using a thermistor, there is self-heating due to the current flowing in the thermistor,
It is not possible to accurately grasp the correlation between the actual temperature of the measured object and the output of the sensor. As a result, there is a problem that the measurement error is large. Further, since the relationship between the temperature of the thermistor and the output, that is, the resistance value is exponential as shown in FIG. 5, it is difficult to secure the detection sensitivity on the high temperature side.

【0005】なお、特開昭62−203390号公報に
は、ホール素子の特性の変化を補償するための温度補償
用素子が回路中に組み込まれた例が開示されている。し
かし、該回路では温度補償素子による温度検出信号を外
部に取り出せる構造になっていない。したがって、回転
と温度とを個別に検出して外部に取り出すことができ、
その検出結果を、例えば自動車のエンジン制御等のシス
テム制御に使用できるセンサICが要望されていた。
Japanese Patent Laid-Open No. 62-203390 discloses an example in which a temperature compensating element for compensating for a change in the characteristics of the Hall element is incorporated in the circuit. However, the circuit does not have a structure capable of extracting the temperature detection signal from the temperature compensation element to the outside. Therefore, the rotation and the temperature can be detected individually and taken out to the outside,
There has been a demand for a sensor IC that can use the detection result for system control such as engine control of an automobile.

【0006】本発明は、上記問題点を解消し、システム
への組み込みが容易で、かつ回転検出および温度検出の
精度が高いセンサICを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sensor IC which solves the above problems, is easily incorporated into a system, and has high accuracy in rotation detection and temperature detection.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、電源回路の出力端と基準
電位点間に接続されたホール素子と、前記電源回路の出
力端と基準電位点間に、分圧抵抗と直列に順方向に接続
されたショットキーバリアダイオードと、前記電源回路
に電力を供給するための電源供給用引出し線と、基準電
位点用引出し線と、前記基準電位点に対するホール素子
の出力信号引出し線と、前記ショットキーバリアダイオ
ードおよび前記分圧抵抗の接続点に接続された前記ショ
ットキーバリアダイオードの順方向電圧引出し線とを具
備した点に第1の特徴がある。
SUMMARY OF THE INVENTION To solve the above problems and to achieve the object, the present invention provides a Hall element connected between an output end of a power supply circuit and a reference potential point, and an output end of the power supply circuit. And a reference potential point, a Schottky barrier diode connected in a forward direction in series with a voltage dividing resistor, a power supply lead line for supplying power to the power supply circuit, a reference potential point lead line, A first point is provided with an output signal lead-out line of the Hall element with respect to the reference potential point and a forward voltage lead-out line of the Schottky barrier diode connected to a connection point of the Schottky barrier diode and the voltage dividing resistor. There is a feature of.

【0008】さらに、本発明は、少なくとも前記ホール
素子およびショットキーバリアダイオードがガリウムひ
素半導体基板に形成された点に第2の特徴がある。
Further, the present invention has a second feature in that at least the Hall element and the Schottky barrier diode are formed on the gallium arsenide semiconductor substrate.

【0009】[0009]

【作用】上記第1および第2の特徴によれば、共通の電
源回路から電力供給を受けることができる。また、ホー
ル素子の出力信号引出し線によって該ホール素子に作用
する磁界の変化に対応する出力を得ることができ、ショ
ットキーバリアダイオードの順方向電圧引出し線によっ
て該ショットキーバリアダイオードの抵抗値に対応する
順方向電圧を得ることができる。例えば前記磁界の変化
によって該ホール素子と相対位置が変化する磁性体の変
位状態を検出できる。また、温度変化に対応する前記シ
ョットキーバリアダイオード抵抗値の変化に基づき、前
記順方向電圧によって温度検出を行うことができる。
According to the first and second features, power can be supplied from the common power supply circuit. Further, the output signal lead-out line of the Hall element can provide an output corresponding to the change of the magnetic field acting on the Hall element, and the forward voltage lead-out line of the Schottky barrier diode corresponds to the resistance value of the Schottky barrier diode. Forward voltage can be obtained. For example, it is possible to detect the displacement state of the magnetic body whose relative position to the Hall element changes due to the change in the magnetic field. Further, the temperature can be detected by the forward voltage based on the change in the resistance value of the Schottky barrier diode corresponding to the temperature change.

【0010】[0010]

【実施例】以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。図1は本発明の一実施例に係るセンサICの回路
を示すブロック図であり、同図(b)は該センサICの
外観正面図、同図(c)は同側面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a circuit of a sensor IC according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is an external front view of the sensor IC, and FIG. 1C is a side view thereof.

【0011】図1において、符号100はセンサICを
示す。電源回路2は車載のバッテリ8に接続され、該バ
ッテリ8から電源の供給を受ける。したがって、該電源
回路2は前記バッテリ8から供給された電源の電圧を一
定に維持するための安定化回路を含む。該センサIC1
00において、ホール素子1の一方の電流端子1aは電
源安定化回路2に接続され、他方の電流端子1bは接地
されている。また、ホール素子1の出力端子1c、1d
はオペアンプ等で構成される増幅回路3の入力側に接続
され、さらに該増幅回路3の出力側はFET4のゲート
に接続されている。該増幅回路3はホール素子1と電源
回路2を共用している。
In FIG. 1, reference numeral 100 indicates a sensor IC. The power supply circuit 2 is connected to a vehicle-mounted battery 8 and receives power supply from the battery 8. Therefore, the power supply circuit 2 includes a stabilizing circuit for keeping the voltage of the power supply supplied from the battery 8 constant. The sensor IC1
At 00, one current terminal 1a of the Hall element 1 is connected to the power supply stabilizing circuit 2, and the other current terminal 1b is grounded. Also, the output terminals 1c, 1d of the Hall element 1
Is connected to the input side of an amplifier circuit 3 composed of an operational amplifier or the like, and the output side of the amplifier circuit 3 is connected to the gate of the FET 4. The amplifier circuit 3 shares the hall element 1 and the power supply circuit 2.

【0012】前記電源回路2とFET4のドレインとの
間には負荷抵抗5が直列に接続されている。該FET4
のドレインおよび負荷抵抗5の接続点の電位V1がホー
ル素子1の出力信号として図示しない制御装置に取り出
される。
A load resistor 5 is connected in series between the power supply circuit 2 and the drain of the FET 4. The FET4
The potential V1 at the connection point between the drain of the load resistor 5 and the load resistor 5 is taken out as an output signal of the Hall element 1 by a controller (not shown).

【0013】一方、前記電源回路2および接地間には分
圧抵抗6とショットキーバリアダイオード7が接続され
ている。該ショットキーバリアダイオード7は直線性の
高い温度−抵抗特性を有しており、周囲の温度変化によ
り該ショットキーバリアダイオード7の抵抗値が変化
し、その接続点の電位つまり順方向電圧が変化する。該
電位は温度信号V2として図示しない制御装置に取り出
される。
On the other hand, a voltage dividing resistor 6 and a Schottky barrier diode 7 are connected between the power supply circuit 2 and the ground. The Schottky barrier diode 7 has a highly linear temperature-resistance characteristic, and the resistance value of the Schottky barrier diode 7 changes due to the ambient temperature change, and the potential at the connection point, that is, the forward voltage changes. To do. The potential is taken out as a temperature signal V2 by a control device (not shown).

【0014】該センサIC100は、その構成要素つま
り点線で囲まれた部分が、好ましくはガリウムひ素(G
aAs)半導体基板に一体的に形成されたモノリシック
ICである。このようにGaAs半導体を用いれば高温
での動作を安定化できて好都合であるが、特に高温での
使用を考慮しなくてもよい用途にはSiの半導体基板で
該センサIC100を形成してもよい。
The sensor IC 100 is preferably composed of gallium arsenide (G) as a constituent element thereof, that is, a portion surrounded by a dotted line.
aAs) A monolithic IC integrally formed on a semiconductor substrate. As described above, it is convenient to use a GaAs semiconductor because it is possible to stabilize the operation at high temperature. However, even if the sensor IC 100 is formed of a Si semiconductor substrate for applications where the use at high temperature need not be considered. Good.

【0015】図1に示すように、該センサIC100で
は電源回路2を共用しているため、外部に引出される線
は電源(VDD)用の線と接地(GND)用の線と出力V
1の引出し線と出力V2の引出し線の4本となり、電源
回路2を共用しない場合よりも1本少なくできる。
As shown in FIG. 1, since the sensor IC 100 shares the power supply circuit 2, the lines drawn to the outside are a power supply (VDD) line, a ground (GND) line and an output V.
There are four lead lines for one lead wire and one lead wire for the output V2, which is one less than when the power supply circuit 2 is not shared.

【0016】上記の構成により、該センサIC100に
作用する磁界の磁束密度に応じたホール素子1の出力V
1が得られる。また、該センサIC100の雰囲気温度
に応じた出力信号V2が得られる。
With the above structure, the output V of the Hall element 1 according to the magnetic flux density of the magnetic field acting on the sensor IC 100.
1 is obtained. Further, the output signal V2 corresponding to the ambient temperature of the sensor IC 100 is obtained.

【0017】次に、温度による出力V2の変化の一例を
図3に示す。この例は通電1分後の測定値である。同図
において、縦軸は出力V2を示し、横軸は温度を示す。
図示のように、温度と出力V2との間には極めて直線性
の良い相関が得られた。感度は0.82V/°Cであ
り、5個のサンプル間の出力V2のばらつきは、ばらつ
きが大きい低温側でも最大±6.2°Cであった。
Next, an example of the change of the output V2 with temperature is shown in FIG. This example is the measured value after 1 minute of energization. In the figure, the vertical axis represents the output V2 and the horizontal axis represents the temperature.
As shown in the figure, a very linear correlation was obtained between the temperature and the output V2. The sensitivity was 0.82 V / ° C, and the variation of the output V2 among the five samples was ± 6.2 ° C at maximum even on the low temperature side where the variation was large.

【0018】さらに、センサIC100自体の電力消費
による発熱で、雰囲気温度が実際よりも高くなるのでは
ないかという点を明らかにするため、通電時間と出力V
2との関係を調査した。図4は通電時間と出力V2との
関係を示す図である。同示のように、通電開始から10
秒間で温度6.1°Cに相当する分だけ出力V2は低下
(温度は上昇)したが、その後、600秒経過するまで
の間は変化がなく、実用上支障がないことが分かった。
Further, in order to clarify that the ambient temperature may be higher than it actually is due to the heat generated by the power consumption of the sensor IC 100 itself, the energization time and the output V
I investigated the relationship with 2. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the energization time and the output V2. As shown in the figure, 10
It was found that the output V2 decreased (the temperature increased) by the amount corresponding to the temperature of 6.1 ° C. in a second, but thereafter there was no change until 600 seconds passed, and there was no practical problem.

【0019】次に、前記センサICの適用例を示す。図
2はセンサICの適用例を示す自動車のトランスミッシ
ョンの要部断面図である。同図において、センサIC1
00は非磁性体の保持具110に収容され、トランスミ
ッション内のギヤ120の歯先に対向して配置されてい
る。前記保持具110はトランスミッションのケーシン
グ130の壁を貫通する孔に嵌合され、その一部をケー
シング130にねじ止めして固定している。センサIC
100の背後にはバイアス磁石140が設けられ、かつ
センサIC100の引出し線150がケーシング130
外へ引出されている。該引出し線150は図示しない制
御装置に接続される。
Next, an application example of the sensor IC will be shown. FIG. 2 is a sectional view of a main part of an automobile transmission showing an application example of the sensor IC. In the figure, the sensor IC1
00 is accommodated in a holder 110 made of a non-magnetic material, and is arranged so as to face the tip of the gear 120 in the transmission. The holder 110 is fitted into a hole penetrating the wall of the casing 130 of the transmission, and a part of the holder 110 is fixed to the casing 130 by screwing. Sensor IC
A bias magnet 140 is provided behind the 100, and the lead wire 150 of the sensor IC 100 is connected to the casing 130.
It has been pulled out. The lead wire 150 is connected to a control device (not shown).

【0020】この構成により、ギヤ120が矢印の方向
に回転してその歯先がセンサIC100に近づいたりま
た離れたりすると、ホール素子1に作用する磁気の大き
さつまり磁気結合の強弱によって規則的に高低する前記
出力V1が得られる。前記図示しない制御装置では、こ
の出力V1を波形整形してコンピュータ処理に都合のよ
い矩形波信号に変換する。
With this structure, when the gear 120 rotates in the direction of the arrow and its tooth tips approach or depart from the sensor IC 100, the magnitude of the magnetism acting on the Hall element 1, that is, the strength of the magnetic coupling, causes regularity. The output V1 that rises and falls is obtained. The control device (not shown) shapes the waveform of the output V1 and converts it into a rectangular wave signal convenient for computer processing.

【0021】センサIC100からは温度信号(出力V
2)も得られるので、これによってケーシング130内
の温度検出をすることもできる。ケーシング130内の
温度はトランスミッションのオイルの温度との相関が良
いので、前記温度信号によって該オイルの温度を検出す
ることができる。
A temperature signal (output V
Since 2) is also obtained, the temperature inside the casing 130 can be detected by this. Since the temperature inside the casing 130 has a good correlation with the temperature of the oil of the transmission, the temperature of the oil can be detected by the temperature signal.

【0022】前記ショットキーバリアダイオード7によ
る温度検出の感度を向上するためには該ショットキーバ
リアダイオード7を複数個にして直列に接続すれば良
い。例えばショットキーバリアダイオード7を3個直列
に設けた場合、1個の場合に0.82mV/°Cであっ
た感度は2.4mV/°Cとなる。一方、図3に関して
説明した前記±6.2°Cのばらつきは、±3.5°C
(=±6.2×31/2 ÷3)となる。
In order to improve the temperature detection sensitivity of the Schottky barrier diode 7, a plurality of Schottky barrier diodes 7 may be connected in series. For example, when three Schottky barrier diodes 7 are provided in series, the sensitivity which was 0.82 mV / ° C in the case of one becomes 2.4 mV / ° C. On the other hand, the variation of ± 6.2 ° C described with reference to FIG. 3 is ± 3.5 ° C.
(= ± 6.2 × 3 1/2 ÷ 3).

【0023】すなわち、1個の素子つまりショットキー
バリアダイオードの誤差は6.2の二乗の平方根で求め
られ、3個の素子の誤差はその3倍であることから、結
果的に、±6.2×31/2 の計算によって3個の素子の
誤差が加算された値が得られる。
That is, the error of one element, that is, the Schottky barrier diode, is obtained by the square root of 6.2, and the error of three elements is three times the error. As a result, ± 6. A value obtained by adding the errors of the three elements is obtained by the calculation of 2 × 3 1/2 .

【0024】また、3個の素子を直列に接続することに
よって感度が3倍となり、その結果、ばらつきは1/3
になり、±6.2×31/2 ÷3で求められる。
The sensitivity is tripled by connecting three elements in series, and as a result, the variation is 1/3.
And is calculated as ± 6.2 × 3 1/2 ÷ 3.

【0025】なお、前記ショットキーバリアダイオード
7自体の消費電流はホール素子1自体の消費電流と比較
して十分に小さいためホール素子1の機能を損なうこと
はないのはいうまでもない。すなわち、ホール素子1用
の電源回路2をそのまま使用でき、また、ショットキー
バリアダイオード7の発熱量も十分に小さいのでホール
素子1の温度に影響してその機能を損なうことがない。
Needless to say, the current consumption of the Schottky barrier diode 7 itself is sufficiently smaller than the current consumption of the Hall element 1 itself so that the function of the Hall element 1 is not impaired. That is, the power supply circuit 2 for the Hall element 1 can be used as it is, and the amount of heat generated by the Schottky barrier diode 7 is sufficiently small so that the temperature of the Hall element 1 is not affected and its function is not impaired.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1および請求項2の発明によれば、共通の電源回路から
電力供給を受けることができるので、引出し線の本数を
少なくすることができる。さらに、2つの検出機能を一
体化したので、当該機能を独立して有するセンサを設け
る場合と比較して設置スペースを小さくできるととも
に、部品点数と取り付け工数の削減を図ることもでき
る。
As is apparent from the above description, according to the first and second aspects of the present invention, since power can be supplied from the common power supply circuit, the number of lead wires can be reduced. it can. Furthermore, since the two detection functions are integrated, the installation space can be reduced and the number of parts and the number of installation steps can be reduced as compared with the case where a sensor having the functions independently is provided.

【0027】また、ホール素子の出力信号およびショッ
トキーバリアダイオードの順方向電圧の信号を独立して
外部に取り出すことができる。例えば磁性体から形成さ
れた移動体の変位状態を検出でき、前記順方向電圧によ
って温度検出を行うことができる。ショットキーバリア
ダイオードは温度と抵抗の相関関係が直線的であるた
め、広い範囲で正確な温度検出が可能であるとともに、
検出信号の処理も簡単である。
Further, the output signal of the Hall element and the forward voltage signal of the Schottky barrier diode can be independently taken out to the outside. For example, the displacement state of the moving body formed of a magnetic body can be detected, and the temperature can be detected by the forward voltage. Since the Schottky barrier diode has a linear correlation between temperature and resistance, it enables accurate temperature detection in a wide range and
The processing of the detection signal is also simple.

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

【図1】 本発明の一実施例に係るセンサICの回路を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit of a sensor IC according to an embodiment of the present invention.

【図2】 センサICをトランスミッションに設置した
例を示す要部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of essential parts showing an example in which a sensor IC is installed in a transmission.

【図3】 ショットキーダイオードの温度−抵抗値特性
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing temperature-resistance value characteristics of a Schottky diode.

【図4】 ショットキーダイオードの出力信号と通電時
間との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an output signal of a Schottky diode and energization time.

【図5】 サーミスタの温度−抵抗値特性を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing temperature-resistance value characteristics of a thermistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ホール素子、 2…電源回路、 6…分圧抵抗、
7…ショットキーバリアダイオード
1 ... Hall element, 2 ... Power supply circuit, 6 ... Voltage dividing resistor,
7 ... Schottky barrier diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 5/00 G01K 7/00 391C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H02P 5/00 G01K 7/00 391C

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源回路の出力端と基準電位点間に接続
されたホール素子と、 前記電源回路の出力端と基準電位点間に、分圧抵抗と直
列に順方向に接続されたショットキーバリアダイオード
と、 前記電源回路に電力を供給するための電源供給用引出し
線と、 基準電位点用引出し線と、 前記基準電位点に対するホール素子の出力信号引出し線
と、 前記ショットキーバリアダイオードおよび前記分圧抵抗
の接続点に接続された前記ショットキーバリアダイオー
ドの順方向電圧引出し線とを具備したことを特徴とする
センサIC。
1. A Hall element connected between an output end of a power supply circuit and a reference potential point, and a Schottky connected in series with a voltage dividing resistor between the output end of the power supply circuit and the reference potential point in a forward direction. Barrier diode, power supply lead line for supplying power to the power supply circuit, reference potential point lead line, Hall element output signal lead line for the reference potential point, the Schottky barrier diode and the A sensor IC comprising a forward voltage lead-out line of the Schottky barrier diode connected to a connection point of a voltage dividing resistor.
【請求項2】 少なくとも前記ホール素子およびショッ
トキーバリアダイオードがガリウムひ素半導体基板に形
成されたことを特徴とする請求項1記載のセンサIC。
2. The sensor IC according to claim 1, wherein at least the Hall element and the Schottky barrier diode are formed on a gallium arsenide semiconductor substrate.
JP7114043A 1995-04-17 1995-04-17 Sensor ic Pending JPH08288498A (en)

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JP7114043A JPH08288498A (en) 1995-04-17 1995-04-17 Sensor ic

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Cited By (8)

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