JPH0888423A - Magnetic sensor - Google Patents

Magnetic sensor

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JPH0888423A
JPH0888423A JP6223445A JP22344594A JPH0888423A JP H0888423 A JPH0888423 A JP H0888423A JP 6223445 A JP6223445 A JP 6223445A JP 22344594 A JP22344594 A JP 22344594A JP H0888423 A JPH0888423 A JP H0888423A
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Japan
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magnetic sensor
output voltage
element
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magnetic
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Withdrawn
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JP6223445A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Imai
Kazutoshi Ishibashi
Ichiro Okada
秀秋 今井
一朗 岡田
和敏 石橋
Original Assignee
Asahi Chem Ind Co Ltd
旭化成工業株式会社
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Abstract

PURPOSE: To make a magnetic sensor stronger against noise and more sensitive by, with the element's resistance value of at least one of four magnetoresistance effect elements in bridge connection being different, generating offset output voltage so that the offset voltage is superimposed on the output voltage of a magnetic sensor. CONSTITUTION: A silicon substrate on which the surface of an oxide film is formed is heated and a magnetic thin film is formed on it, which becomes the area where a magnetism sensing part pattern is formed by etching. Then, this substrate is heated and a magnetic thin film is formed over the entire surface of it, and a mask pattern is formed, and by ion milling method, the magnetism sensing part pattern is so formed that it becomes magnetoresistance effect elements 21-24. Relating to the four magnetoresistance effect elements 21-24 thus formed, so that 3V offset output voltage is generated at a sensor of them, a photo-mask where the length of a magnetism sensing part element is changed is used so that the resistance values of MR elements of 21 and 23 are 2.02kΩ and those of 22 and 24 1.98kΩ.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本願は、位置検出装置や電流検出装置・磁界検出装置に使用する磁気抵抗効果を利用した磁気センサ、又は該磁気センサと信号処理回路からなる集積化磁気センサに関する。 Present application relates to a magnetic sensor utilizing a magneto-resistance effect to be used in the position detecting device and current detecting device, the magnetic field detecting device, or on Integrated magnetic sensor consisting of the magnetic sensor and the signal processing circuit.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、磁気抵抗効果を利用した磁気センサは、図5に示すように無磁界時に同じ抵抗値を持つ4 Conventionally, a magnetic sensor using a magneto-resistance effect, 4 having the same resistance value when there is no magnetic field, as shown in FIG. 5
つの感磁部エレメント51〜54をブリッジ接続したものとなっており、有磁界時には磁気抵抗効果により感磁部エレメントの抵抗値が変化するためブリッジの平衡が崩れ、これによって発生する中点電位の差を出力電圧として取り出す構成となっている。 One of the magnetic sensing part elements 51 to 54 has a those bridge connection, organic field at equilibrium of the bridge is broken to vary the resistance of the magnetic sensitive sections element by the magnetoresistance effect, the midpoint potential generated by this It has a configuration for taking out a difference as an output voltage. 感磁部エレメントはN The magneto-sensitive portion element N
i−Fe、Ni−Co等の強磁性体材料を数十〜数百n i-Fe, Ni-Co tens to a ferromagnetic material such as one hundred n
m程度の薄膜にした後、パターニングを施したものである。 After the thin film of about m, it was subjected to patterning. 作製例としては、真空蒸着やスパッタリングなどの方法を用いて該強磁性体薄膜をガラスや表面に酸化膜を形成したシリコン基板上に形成し、写真蝕刻等の手法でパターンを形成したのちめっきや真空蒸着で電極を形成するという手順がある。 As the manufacturing example a ferromagnetic thin film by a method such as vacuum deposition or sputtering is formed on a silicon substrate having an oxide film formed on the glass or surface, Ya plating after forming the pattern by a technique such as photoetching there are steps of forming an electrode by vacuum deposition. このようにして作られたセンサの入力端子間に5Vを印加し、外部の磁界が4000A Thus the 5V is applied to between the input terminals of the sensor made in the external magnetic field 4000A
/mの場合、40〜100mV程度が出力端子間に得られる。 / For m, about 40~100mV is obtained between the output terminals. この感度は、該感磁部エレメントをなす強磁性薄膜の長さと幅の比や膜厚により変化する。 This sensitivity varies with the ratio and the thickness of the length and width of the ferromagnetic thin film which forms the sensitive magnet part element.

【0003】以上に述べた磁気センサは、アナログ出力電圧を得るものであるが、単に磁石が接近したことを検出したり、コイルや導線の回りに発生する磁界を検出することにより一定以上の電流を検出したりする場合には、センサの出力はディジタルの方が好ましい。 The magnetic sensor as described above is intended to obtain an analog output voltage, or merely detects the magnet approaches, certain level of current by detecting the magnetic field generated around the coil and conductor when or to detect the output of the sensor towards digital is preferred. そこでディジタル出力をする集積化磁気センサとして、上述の磁気センサと、あるしきい値以上の出力電圧をセンサが発生した場合に出力が1の状態から2の状態に変化し、 So as an integrated magnetic sensor for a digital output, and the magnetic sensor described above, the output of more than a certain threshold value of the output voltage when the sensor is generated is changed to the second state from the first state,
その後センサの出力電圧が、同じもしくは異なるしきい値を下回った場合に出力が2の状態から1の状態に変化するような機能をもった回路(以下比較演算回路という。)を外部に設けた構成のものがある。 The output voltage of the subsequent sensors, the same or different output when the threshold below the circuit having a function that varies from second state to first state (hereinafter referred to as the comparison operation circuit.) Was provided outside there is a thing of the configuration. また、この回路をシリコンICのように集積化した回路を同一基板上に形成し、あるいはそれぞれ別個に作製した後に同一パッケージ内に収納して電気的に接続した構成のものがある。 Further, the circuit is formed for integration with the circuit over the same substrate as the silicon IC, or there is a structure in which electrical connection are housed in the same package after each separately produced.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した磁気センサに強磁性薄膜を使用した磁気抵抗効果素子を使用した場合、出力電圧は該強磁性薄膜の抵抗変化率の上限に制約され、パターンや強磁性薄膜の厚さを最適化しても一定以上の出力電圧を得ることは困難である。 [SUMMARY OF THE INVENTION When using a magneto-resistance effect element using a ferromagnetic thin film magnetic sensor described above, the output voltage is limited to the upper limit of the resistance change ratio of the ferromagnetic thin film, the pattern and the ferromagnetic also by optimizing the thickness of the film obtaining a certain level of output voltage it is difficult. このような磁気センサを使用した集積化磁気センサの感磁界感度を向上させるためには、磁気センサに接続する比較演算回路のしきい値を小さくすることが考えられる。 In order to improve the sensitivity magnetic field sensitivity of the integrated magnetic sensor using such a magnetic sensor, it is conceivable to reduce the threshold value of the comparison operation circuit connected to the magnetic sensor. しかし耐ノイズ性が悪化することや、比較演算回路の特性が温度や電源電圧の変動などの外乱により不安定になりやすくなるために同回路のしきい値を小さくすることは困難である。 However and the noise resistance is deteriorated, it is difficult to characteristics of the comparison operation circuit to reduce the threshold of the circuit in order to easily become unstable due to disturbances, such as variations in temperature and supply voltage. その上しきい値を変えるためには回路を設計し直す必要があり、殊に現在比較演算回路に集積回路を使用している場合には集積回路の新規設計や製作に大きなコストを要するという欠点がある。 Disadvantage in order to change its upper threshold must redesign the circuit, especially when the current comparison operation circuit using integrated circuit requires a large cost for new design and fabrication of integrated circuits there is.

【0005】また、磁気センサ側にバイアス電流を流しておき、このバイアス電流と磁気センサの抵抗値の積で電圧しきい値を与えるように構成した比較演算回路を使用する場合は、上述した理由でバイアス電流値を小さくすることが困難である。 [0005] The reason why keep flowing a bias current to the magnetic sensor side, when using a comparison operation circuit configured to provide the bias current and the voltage threshold by the product of the resistance value of the magnetic sensor, described above in it it is difficult to reduce the bias current value. そのため、磁気センサの出力抵抗値を小さくすることによりしきい値を下げなければならず、同時に入力抵抗も小さくなってしまい、電源電流を減少させることが困難であった。 Therefore, it is necessary to lower the threshold by decreasing the output resistance value of the magnetic sensor, it is difficult to simultaneously becomes smaller input resistance, reduce the power supply current.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】本願は、ブリッジ接続された4つの磁気抵抗効果エレメントからなり、うち少なくとも1つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発生するように構成した磁気センサに関する。 Means for Solving the Problems] The present application consists four bridge-connected magnetoresistive effect elements, of different resistance values ​​of at least one element with another, the magnetic sensor adapted to generate an offset output voltage on. または、ブリッジ接続された4つの磁気抵抗効果エレメントからなり、うち少なくとも1つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発生するように構成した磁気センサチップと波形整形回路を、同一の基板上に形成して電気的に結合した集積化磁気センサに関する。 Or consists four bridge-connected magnetoresistive effect elements, of different resistance values ​​of at least one element with another, the magnetic sensor chip and a signal processing circuit configured to generate an offset output voltage, the same substrate formed on on integrated magnetic sensor electrically coupled.

【0007】または、ブリッジ接続された4つの磁気抵抗効果エレメントからなり、うち少なくとも1つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発生するように構成した磁気センサチップと集積化波形整形回路チップを同一パッケージ内に収納して電気的に結合した集積化磁気センサに関する。 [0007] or consists four bridge-connected magnetoresistive effect elements, of different resistance values ​​of at least one element with another, the magnetic sensor chip with the integrated waveform shaping circuit configured to generate an offset output voltage housing the chip in the same package on integrated magnetic sensor electrically coupled. さらには、オフセット出力電圧の絶対値が入力電圧の0.3%以上、50% Furthermore, more than 0.3% of absolute value the input voltage of the offset output voltage, 50%
以下である上記のいずれかに記載の磁気センサに関する。 Less is a magnetic sensor according to any of the above.

【0008】ここでオフセット出力電圧とは、無磁界時におけるブリッジの中点電位の差の電圧をいう。 [0008] Here, the offset output voltage refers to a voltage difference between the midpoint potential of the bridge when no magnetic field. 従来の磁気センサにおいては、磁気センサを構成する各エレメントの抵抗値が全て等しくなるよう作製されブリッジが平衡しているので、無磁界時にはオフセット出力電圧が発生しない。 In the conventional magnetic sensor, since the bridge is fabricated so that the resistance value of each element constituting the magnetic sensor is equal all are balanced, the offset output voltage is not generated at the time of no magnetic field. なお、本願に言うオフセット出力電圧は、 The offset output voltage referred to herein is,
エレメントが消磁状態で測定したものである。 Element is measured in the demagnetized state.

【0009】本願発明では、4つのエレメントのうち少なくとも1つのエレメントの抵抗値を他の3つと違えることにより、ブリッジの平衡を故意に崩してオフセット出力電圧を発生させる。 [0009] In the present invention, by made different the other three resistance values ​​of at least one element of the four elements, the balance of the bridge and break intentionally generating an offset output voltage. 具体的には、例えば抵抗値を変化させたいエレメントの全長を、他のエレメントと異なるものにするか、該エレメントの幅を他のエレメントと異なるものにすることにより実現できる。 Specifically, the total length of the element to be the resistance value is changed, or be different from the other elements, it can be realized by those of different width of the element and other elements.

【0010】上記の磁気抵抗素子の製法例において、強磁性薄膜をパターニングする際に写真蝕刻の技法を用い、その際該エレメントの長さまたは幅を違えるようなフォトマスクを使えばよい。 [0010] In preparation of a magnetoresistance device described above, using techniques photoetching in patterning a ferromagnetic thin film, it may be used a photomask that would affect the length or width of the Sai該 element. 他にも強磁性薄膜の膜厚を変化させたり、材料を変化させること等により所望のオフセット出力電圧を持つ磁気センサを作ってもよい。 Or even by changing the thickness of the ferromagnetic thin film to another, such as by changing the material may be made of a magnetic sensor with a desired offset output voltage. 磁気センサにおいて正の出力電圧が得られるように外部磁界が印加される場合は、上述したオフセット出力電圧を正にとれば、大きな出力電圧を得ることができる。 If an external magnetic field as a positive output voltage is obtained at the magnetic sensor is applied, taking the offset output voltage mentioned above positively, it is possible to obtain a large output voltage. 従って、比較演算回路のしきい値を小さくしなくても高感度な磁界の検出が可能である。 Thus, even without reducing the threshold of the comparison operation circuit can be detected with high sensitivity magnetic field.

【0011】しかし、オフセット出力電圧が小さすぎると、製造上発生するオフセット出力電圧のばらつきとの区別が付きにくくなり、目的を達成しうる素子の収率が低下する。 [0011] However, if the offset output voltage is too small, it becomes difficult to distinguish between variations in the offset output voltage produced on production, the yield of device capable of achieving the object is reduced. そのため、オフセット出力電圧の下限は、絶対値にして入力電圧の0.3%以上であることが必要であり、好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは0. Therefore, the lower limit of the offset output voltage is required to be an absolute value or 0.3% of the input voltage, preferably 0.5% or more, more preferably 0.
8%以上である。 It is 8% or more. またオフセット出力電圧の上限は、単純には入力電圧まで可能である。 The upper limit of the offset output voltage is simply can be up to the input voltage. しかし、オフセット出力電圧を大きくする場合には、各エレメントの抵抗値の違いを大きくする必要があるから、センサの感磁界感度が低下する。 However, when increasing the offset output voltage, it is necessary to increase the difference in the resistance value of each element, the sensitive magnetic field sensitivity of the sensor is reduced. 例えば、オフセット出力電圧を入力電圧の25%に設定すると感磁界感度は5%低下する。 For example, the sensitive magnetic field sensitivity by setting the offset output voltage to 25% of the input voltage is decreased by 5%. またオフセット出力電圧を入力電圧の50%に設定すると感磁界感度は30%低下する。 The sensitive magnetic field sensitivity by setting the offset output voltage of 50% of the input voltage is reduced by 30%. 従ってオフセット出力電圧の上限は、入力電圧の50%以下であることが必要であり、さらには25%以下であることが好ましい。 Thus the upper limit of the offset output voltage is required to be less than 50% of the input voltage, more preferably 25% or less.

【0012】また、電圧しきい値を磁気センサに流すバイアス電流と磁気センサの抵抗値の積で与えるように構成した比較演算回路を使用する場合には、磁気センサの出力抵抗値が高く、しきい値が大きな電圧となっていても動作が可能となり、電源電流の小さな集積化磁気センサを作ることができる。 [0012] In the case of using a comparison operation circuit configured to provide the product of the resistance value of the bias current and a magnetic sensor for flowing a voltage threshold magnetic sensor, the output resistance value of the magnetic sensor is high, the teeth even threshold has not been a major voltage enables operation can be made small integrated magnetic sensor supply current. この場合、設定するオフセット出力電圧の大きさはバイアス電流と出力抵抗の積で与えられる電圧を上限とする電圧とする。 In this case, the magnitude of the offset output voltage to be set to a voltage that a voltage given by the product of the output resistance bias current and the upper limit. また上述したオフセット出力電圧を負にとった場合、単純に零電圧をしきい値とする比較演算回路を使用し、該磁気センサのオフセット出力電圧の大きさを変化させることにより、様々なしきい値をもつ集積化磁気センサを作ることができる。 Also when taken negatively offset output voltage as described above, simply zero voltage using a comparison operation circuit to a threshold value by changing the magnitude of the offset output voltage of the magnetic sensor, various thresholds You can make an integrated magnetic sensor with. この場合、回路が単純化され部品点数が減少するという利点を有する。 In this case, it has the advantage that the circuit is simplified and the number of components is smaller.

【0013】 [0013]

【実施例】次にこの発明についての実施例を図面を参照して説明する。 EXAMPLES Reference is now made to the drawings an embodiment of the present invention.

【0014】 [0014]

【実施例1】表面に200nmの酸化膜を形成した4インチφのシリコン基板を300℃に加熱し、上に、Ni EXAMPLE 1 A silicon substrate 4-inch φ formed with 200nm oxide film on the surface was heated to 300 ° C., above, Ni
80%−Fe20%からなる厚さ200nmの磁性薄膜をスパッタリング法で形成した。 A magnetic thin film having a thickness of 200nm composed of 80% -Fe20% was formed by sputtering. この磁性薄膜を硫酸アンモニウム系の腐食液を用いてエッチングし、感磁部パターンを形成する領域とした。 The magnetic thin film is etched by using the etchant of ammonium sulphate system was a region for forming the sensitive portion pattern. 次いでこの基板を300 Then the substrate 300
℃に加熱し基板全面に50nmのNi80%−Fe20 Ni80% of the heated 50nm entire surface of the substrate in ° C. -Fe20
%磁性薄膜をスパッタリング法で形成し、写真蝕刻の手法を用いてマスクパターンを形成し、イオンミリング法によりで図1に示すような磁気抵抗効果エレメントが4 % A magnetic thin film was formed by a sputtering method, a mask pattern using a method of photolithography, the magnetoresistance effect element shown in FIG. 1 in an ion milling method 4
つあるような感磁部パターンを形成した。 It was formed sensitive portion pattern as there One. 感磁部の幅は、磁気抵抗変化率に影響を与え、幅が広いほど感磁界感度は良好になるが、反面素子の抵抗値が小さくなってしまったり、ヒステリシスが大きくなるので、その範囲としては8μmから35μm程度、好ましくは15〜2 The width of magnetic sensitive sections influences the magnetoresistance ratio, but the better the sensitive magnetic field sensitivity wider the width, the other hand or worse resistance value of the element is decreased, because the hysteresis increases, as its scope 35μm about from 8μm is, preferably 15 to 2
5μm程度である。 It is about 5μm. ここで形成した4つの磁気抵抗効果エレメントのうち、少なくとも1つのエレメントの全長もしくは幅または膜厚を他と違えることにより、オフセット出力電圧を発生させることが出来るが、図2に示すように互いに回転対称にある位置の2つのエレメントの抵抗値を等しくすることが中点電位の対称性を得る意味で好ましく、ここではセンサに3Vの入力電圧を印加した場合に30mVのオフセット出力電圧を発生するように21と23のMR素子の抵抗値を2.02kΩに、2 Of the four magnetic resistance effect element formed here by made different from other length or width or thickness of at least one element, although it is possible to generate an offset output voltage, rotated relative to one another as shown in FIG. 2 preferably in the sense that to equalize the resistance values ​​of the two elements located on the symmetry is to obtain the symmetry of the intermediate potential, wherein to generate an offset output voltage of 30mV when input voltage is applied to the 3V to the sensor the resistance of the MR element 21 and 23 to 2.02kΩ to, 2
2と24のMR素子の抵抗値を1.98kΩとなるように、感磁部エレメントの長さを変えたフォトマスクを使用した。 The resistance value of 2 and 24 of the MR element so that 1.98Keiomega, using a photomask with different lengths of the magnetically sensitive portion elements.

【0015】続いて、素子の電極及び配線部を形成するためにマスクパターンを形成し、電解めっき法により5 [0015] Subsequently, a mask pattern for forming electrodes and wiring of the element, 5 by electroplating
00nmの厚さの金層、次いで1μmの厚さのニッケル層を作製する。 The thickness of gold layer of nm, then making a nickel layer having a thickness of 1 [mu] m. この上に感磁部パターンを保護する目的で、シランガスと亜酸化窒素を用いるプラズマ化学的気相成長法により1.5μmの厚さの酸化シリコン膜を形成した。 For the purpose of protecting the magnetic sensing part pattern thereon, to form a silicon oxide film having a thickness of 1.5μm by plasma chemical vapor deposition method using a silane gas and nitrous oxide. 素子の電極部を開けるために四フッ化炭素を用いる反応性イオンエッチング法により酸化シリコン膜の窓開けを行い、ウエハーを作製した。 It performs open windows of the silicon oxide film by a reactive ion etching method using carbon tetrafluoride to open the electrode portion of the device, to produce a wafer. この方法により得られたウエハーを、ダイシングソーにより0.96mm The wafer obtained by this method, 0.96 mm by a dicing saw
角の素子チップに切断した。 It was cut into element chips corner. このチップをリードフレーム上に固定し、所定の位置をワイヤーボンディングして端子を引き出し、エポキシ樹脂で封止して磁気センサを作製した。 The chip is fixed on a lead frame, the lead terminals by wire bonding to a predetermined location to produce a magnetic sensor sealed with epoxy resin. このようにして得られた磁気センサに室温において3Vを入力端子間に入力電圧として印加したところ、無磁界において32.2mV(入力電圧に対して1.1%)のオフセット出力電圧を得た。 The thus 3V at room temperature the magnetic sensor thus obtained was applied as the input voltage between the input terminals, to obtain an offset output voltage of the field-free 32.2mV (1.1% with respect to the input voltage). またソレノイドコイルを使ってセンサに磁界を与えたところ、150 Also was given a magnetic field to the sensor by using a solenoid coil, 150
0A/mの磁界において55.1mV、3000A/m 55.1mV in the magnetic field of the 0A / m, 3000A / m
において77.6mVの出力電圧が得られた。 Output voltage of 77.6mV is obtained in.

【0016】 [0016]

【比較例1】4つのエレメントの抵抗を全て2kΩとした以外は実施例1と同様の方法を用いて磁気センサを作製した。 [Comparative Example 1] except that all the resistance of four elements 2kΩ to produce a magnetic sensor using the same method as in Example 1. このセンサついても同様の測定を行ったところ、3Vの入力電圧を印加し無磁界時において標準偏差にして3.5mVのばらつき(入力電圧に対して0.1 Measurements also similar with the sensor, 0.1 against 3.5mV variation (input voltage to the standard deviation in the magnetic field-free time of applying an input voltage of 3V
2%)が生じた。 2%) has occurred. また、1500A/mの磁界において22.1mV、そして3000A/mの磁界において4 Further, in the magnetic field of 1500A / m 22.1mV, and in a magnetic field of 3000A / m 4
6.0mVと低い出力電圧であった。 It was 6.0mV and low output voltage.

【0017】 [0017]

【比較例2】実施例1と同様の手法で、オフセット出力電圧が3V入力時において8mV(入力電圧に対して0.27%)であることのみが異なる磁気センサを作製した。 [Comparative Example 2] in the same manner as in Example 1, only the offset output voltage is 8mV (0.27% with respect to the input voltage) at the time of 3V input to produce a different magnetic sensor. このセンサのオフセット出力電圧を測定したところ、平均値7.8mV、標準偏差3.8mVであった。 Measurement of the offset output voltage of the sensor, the average value 7.8 mV, was the standard deviation 3.8MV.
また、作製したセンサのうち4%のものが負のオフセット出力電圧を有しており、それらのセンサにつき実施例1と同様の測定を行ったところ、1500A/mの磁界において19.3mV、3000A/mにおいて42. Further, those of 4% of the sensors produced has a negative offset output voltage, was subjected to the same measurements as in Example 1 for their sensors, 19.3MV in the magnetic field of 1500A / m, 3000A 42 in / m.
0mVと低い出力電圧であった。 It was 0mV and low output voltage.

【0018】 [0018]

【実施例2】実施例1と同様の方法で、磁気センサ素子チップを作製した。 In Example 2 the same method as in Example 1 to prepare a magnetic sensor element chip. 他方、この磁気センサを駆動するための定電圧電源回路、磁気センサからの出力電圧を増幅する回路、動作点としてセンサの出力電圧が70mVになると、出力がOFF状態からONの状態になり、ON On the other hand, the constant-voltage power supply circuit for driving the magnetic sensor, the circuit for amplifying the output voltage from the magnetic sensor, the output voltage of the sensor as the operating point is 70 mV, the output is made from the OFF state to the state of ON, ON
の状態になっているときにセンサの出力電圧が50mV Output voltage of the sensor is 50mV when being turned state
を下回ると再びOFFの状態に戻るような作用を持つ比較演算回路、及び出力回路を設けた1×1.4mm角のシリコン集積回路を作製した。 Comparison operation circuit has an action such as returns to the OFF state if the lower, and to produce a silicon integrated circuit 1 × 1.4 mm square having a output circuit.

【0019】上記により得られた各部品を組み立ててセンサとするために、1つのリードフレーム上に磁気センサとシリコン集積回路を固定し、所定の位置をワイヤーボンディングして電気的に結合した後エポキシ樹脂で封止し、集積化磁気センサとした。 [0019] To the sensor assembling the parts obtained by the above, epoxy after a magnetic sensor and a silicon integrated circuit was fixed on one lead frame, electrically coupled to wire bonding the predetermined position sealed with a resin, and the integrated magnetic sensors. このセンサに電源電圧12Vを印加し、コイルで磁界を与えたところ、常温において2800A/mの磁界強度において出力が1の状態から2の状態に切り替わり、その後磁界を徐々に減じたところ磁界強度1400A/mにおいて出力は再び2 The power supply voltage 12V is applied to the sensor, was given magnetic field coils, switches to the second state from the state of the output is 1 in the magnetic field intensity of 2800 / m at room temperature, magnetic field strength 1400A When a subsequent field gradually reduced output in / m again 2
の状態から1の状態に戻ることが、再現性よく確認できた。 To return from the state to the 1 state, it was confirmed with good reproducibility. この時の回路電流は4.2mAであった。 Circuit current at this time was 4.2mA.

【0020】 [0020]

【比較例3】比較例1で作製した磁気センサチップ及び実施例2で作製したシリコンICを用いて、実施例2の方法で集積化磁気センサを作製した。 [Comparative Example 3] Using the silicon IC produced by the magnetic sensor chips and Example 2 produced in Comparative Example 1 to prepare an integrated magnetic sensor by the method of Example 2. これについて同様の方法で測定を行ったところ、5000A/mの磁界中でも出力の状態は切りかわらず、動作させることができなかった。 Measurement was performed in the same way for this, the state of the output, even in a magnetic field of 5000A / m is unchanged cut, can not be operated.

【0021】 [0021]

【実施例3】実施例1の手法で、オフセット出力電圧が3V入力時において−30mVであることのみが異なる磁気センサを作製した、この磁気センサに電源電圧3V In Example 3 of Example 1 approach, only the offset output voltage is -30mV during 3V input to produce a different magnetic sensor, the power supply voltage 3V to the magnetic sensor
を印加し、上述の実施例同様に測定したところ、常温において無磁界で−28.1mV(入力電圧に対して0. Was applied was measured in the same manner as in the above example, 0 for -28.1MV (input voltage field-free at room temperature.
9%)、3000A/mの平行磁界中で18.0mVの出力が得られた。 9%), the output of 18.0mV was obtained in a magnetic field parallel to 3000A / m. このセンサに、入力電圧が0V以上でON、0V未満でOFFとなるゼロクロスタイプの比較演算回路を接続し、磁界を印加したところ、1800A This sensor, when the input voltage is connected ON, the comparison operation circuit of the zero cross type to be OFF in less than 0V above 0V, and applying a magnetic field, 1800A
/mで出力のON、OFFが切り替わった。 / M at the output of the ON, switched it OFF.

【0022】 [0022]

【実施例4】実施例1の手法で、オフセット出力電圧が3V入力時において−40mVであることのみが異なる磁気センサを作製した、この磁気センサに電源電圧3V In Example 4 Example 1 approach, only the offset output voltage is -40mV during 3V input to produce a different magnetic sensor, the power supply voltage 3V to the magnetic sensor
を印加し、上述の実施例同様に測定したところ、常温において無磁界で−37.9mV(入力電圧に対して1. Was applied was measured in the same manner as in the above example, 1 for no magnetic field -37.9MV (input voltage at room temperature.
3%)、3000A/mの平行磁界中で9.3mVの出力が得られた。 3%), the output of 9.3mV was obtained in a magnetic field parallel to 3000A / m. このセンサに、実施例3と同じく、入力電圧が0V以上でON、0V未満でOFFとなるゼロクロスタイプの比較演算回路を接続し、磁界を印加したところ、2600A/mで出力のON、OFFが切り替わった。 This sensor, as in Example 3, the input voltage is ON above 0V, connect the comparison operation circuit of the zero cross type to be OFF at less than 0V, was applied a magnetic field, ON output at 2600A / m, it is OFF I switched.

【0023】 [0023]

【発明の効果】本発明の磁気センサを使用することにより、大きなしきい値電圧を持つ比較演算回路を使用して磁界の検出が可能となる。 By using the magnetic sensor of the present invention, it is possible to detect the magnetic field using a comparison operation circuit having a large threshold voltage. またしきい値電圧を、磁気センサにバイアス電流を流し、これと磁気センサの抵抗値の積で与える形式の比較演算回路を使用した場合には、 Also the threshold voltage, when flowing the bias current to the magnetic sensor, using a comparison operation circuit of the type providing a product of the resistance value of this and the magnetic sensor,
磁気センサの抵抗値を大きくしてしきい値電圧が上昇した分を、磁気センサのオフセット出力電圧で補うことができるため、高感度で低回路電流の集積化磁気センサを作ることができる。 The amount that the threshold voltage by increasing the resistance value of the magnetic sensor is increased, it is possible to compensate the offset output voltage of the magnetic sensor, it is possible to make the integrated magnetic sensor low circuit current with high sensitivity. さらに、該オフセット出力電圧を出力に対し負の方向に取ることにより、単純なゼロクロス検出回路のみを使って、異なる感度を持つ磁気センサアセンブリもしくは集積化磁気センサを廉価に作ることができる。 Furthermore, by taking the negative direction to the output of said offset output voltage, using only simple zero crossing detection circuit, it can be made inexpensive magnetic sensor assembly or integrated magnetic sensors having different sensitivities.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】この発明の磁気センサの感磁部エレメントの配置の一例を示す正面図である。 1 is a front view showing an example of the arrangement of magnetic sensitive sections element of the magnetic sensor of the present invention.

【図2】この発明の磁気センサの感磁部エレメントの配置の別の例を示す正面図である。 2 is a front view showing another example of the arrangement of the magnetic sensitive section elements of the magnetic sensor of the present invention.

【図3】集積化磁気センサの一例のブロック図である。 3 is a block diagram of an example of the integrated magnetic sensors.

【図4】実施例2の集積化磁気センサの正面図である。 4 is a front view of an integrated magnetic sensor of Example 2.

【図5】従来の磁気センサの感磁部エレメントの配置の一例を示す正面図である。 5 is a front view showing an example of the arrangement of the magnetically sensitive portion elements of a conventional magnetic sensor.

【符号の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE SYMBOLS

11〜14 感磁部エレメント 15 ボンディングパッド 16 配線部 21〜24 感磁部エレメント 25 ボンディングパッド 26 配線部 31 定電圧源 32 磁気抵抗効果素子 33 増幅器 34 ヒステリシス付き比較演算回路 35 出力トランジスタ 36 電源端子 37 接地端子 38 出力端子 41 モールド外形 42 リードフレーム 43 リードフレーム 44 磁気抵抗効果素子 45 集積回路 46 ボンディングパッド 47 ボンディングパッド 48 ワイヤ 51〜54 感磁部エレメント 55 ボンディングパッド 56 配線部 11-14 sensing section element 15 bonding pad 16 lines 21 to 24 sensing section element 25 bonding pad 26 lead portion 31 a constant voltage source 32 magnetoresistive element 33 amplifier 34 with hysteresis comparison operation circuit 35 output transistors 36 supply terminal 37 ground terminal 38 output terminal 41 molded contour 42 lead frame 43 lead frame 44 magnetoresistive element 45 integrated circuit 46 bonding pad 47 bonding pads 48 wire 51-54 sensing section element 55 bonding pad 56 wiring portions

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 ブリッジ接続された4つの磁気抵抗効果エレメントからなり、該磁気抵抗効果エレメントのうち少なくとも1つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発生するように構成した磁気センサ。 1. A consists four bridge-connected magnetoresistive effect element, a magnetic sensor resistance values ​​of at least one element is different from the other, it adapted to generate an offset output voltage of the magnetoresistive element.
  2. 【請求項2】 ブリッジ接続された4つの磁気抵抗効果エレメントからなり、該磁気抵抗効果エレメントのうち少なくとも1つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発生するように構成した磁気センサチップと波形整形回路を、同一の基板上に形成して電気的に結合した集積化磁気センサ。 2. A consists four bridge-connected magnetoresistive elements, different resistance values ​​of at least one element of the magnetoresistive element and other magnetic sensor chip adapted to generate an offset output voltage integrated magnetic sensor waveform shaping circuit, electrically coupled to form on the same substrate as.
  3. 【請求項3】 ブリッジ接続された4つの磁気抵抗効果エレメントからなり、該磁気抵抗効果エレメントのうち少なくとも1つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発生するように構成した磁気センサチップと集積化波形整形回路チップを同一パッケージ内に収納して電気的に結合した集積化磁気センサ。 3. A consists four bridge-connected magnetoresistive elements, different resistance values ​​of at least one element of the magnetoresistive element and other magnetic sensor chip adapted to generate an offset output voltage integrated magnetic sensor electrically coupled to integrated waveform shaping circuit chip is housed in the same package with.
  4. 【請求項4】 オフセット出力電圧の絶対値が入力電圧の0.3%以上、50%以下である請求項1ないし3に記載の磁気センサ。 Wherein the absolute value of the offset output voltage is more than 0.3% of the input voltage, the magnetic sensor according to claims 1 to 3 is 50% or less.
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