KR20120066708A

KR20120066708A - 온도보상기능을 갖는 홀 집적회로

Info

Publication number: KR20120066708A
Application number: KR1020100098782A
Authority: KR
Inventors: 표승철; 한동옥; 김경욱; 김성태; 이수웅; 박상규
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-06-25

Abstract

본 발명은, 홀 소자(10)로부터의 차동 홀신호(Sh)를 탐지하는 자계 탐지 회로부(100); 온도 변화를 감지하고, 감지된 온도 변화에 따라 기준 전압(Vref)을 가변하는 온도 보상부(200); 및 상기 자계 탐지 회로부(100)로부터의 홀신호(Sh)와 상기 온도 보상부(200)로부터의 기준 전압(Vref)을 비교하여 이 비교결과에 따라 스위칭 신호(Ssw)를 생성하는 비교기(300)를 포함할 수 있다.

Description

온도보상기능을 갖는 홀 집적회로{HALL IC WITH TEMPERATURE COMPENSATION FUNCTION}

본 발명은 휴대폰이나 모터 등에 적용될 수 있는 온도보상기능을 갖는 홀 집적회로에 관한 것으로, 특히 홀 소자의 온도 보상을 비교기(슈미트 트리거)의 기준 전압에 반영하도록 함으로써, 홀 소자의 동작 오차를 줄일 수 있는 온도보상기능을 갖는 홀 집적회로에 관한 것이다.

종래의 홀 집적회로(Hall IC)의 온도보상 구조는, 홀 소자에 전압원을 공급하는 바이어싱(biasing) 회로를 홀소자의 온도계수와 반비례하는 특성을 가지도록 조정함으로서, 홀 전압이 일정하게 나오도록 설계할 수 있다.

또는, 홀 소자의 후단인 증폭단에서 온도 계수를 가지는 저항으로 온도에 따라 증폭도를 가변시켜 홀 전압의 온도 특성을 보정하는 방식이었다.

이와 같은 종래 홀 소자의 온도 보상 방식은, 특정한 온도 계수를 가지는 저항소자 사용에 있어서 홀 소자의 온도 특성을 정확하게 반영하는데 한계점을 가지고 있는 문제점이 있다.

또한, 홀 소자의 온도보상 이후, 홀 소자로부터의 신호를 처리하는 회로 스테이지에서는 온도변화에 대한 보상이 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은, 홀 소자의 온도 보상을 비교기(슈미트 트리거)의 기준 전압에 반영하도록 함으로써, 홀 소자의 동작 오차를 줄일 수 있는 온도보상기능을 갖는 홀 집적회로를 제공한다.

상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면은, 홀 소자로부터의 차동 홀신호를 탐지하는 자계 탐지 회로부; 온도 변화를 감지하고, 감지된 온도 변화에 따라 기준 전압을 가변하는 온도 보상부; 및 상기 자계 탐지 회로부로부터의 홀신호와 상기 온도 보상부로부터의 기준 전압을 비교하여 이 비교결과에 따라 스위칭 신호를 생성하는 비교기를 포함하는 홀 집적회로를 제안하는 것이다.

상기 온도 보상부는, 온도 변화에 따른 온도 전압을 생성하는 온도 탐지부; 상기 온도 탐지부로부터의 온도 전압을 디지털 온도 전압으로 변환하는 A/D 변환부; 및 상기 A/D 변환부로부터의 디지털 온도 전압의 크기에 따라 미리 설정된 상기 기준 전압을 가변하는 가변 바이어스 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 비교기는, 상기 자계 탐지 회로부로부터의 홀신호를 입력받는 비반전 입력단과, 상기 온도 보상부로부터의 기준 전압을 입력받는 반전 입력단과, 상기 홀신호와 상기 기준 전압을 비교하여 상기 스위칭 신호를 생성하여 출력단으로 출력하는 슈미트 트리거로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 온도 탐지부는, 온도에 따른 저항치를 갖는 온도 검출 소자; 상기 온도 검출 소자와 연결된 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 A/D 변환부는, 사전에 설정된 N 분해능을 가지며, 상기 온도 탐지부로부터의 온도 전압을 상기 N 분해능에 따라 N 비트를 갖는 디지털 온도 전압으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

상기 가변 바이어스 회로부는, 동작전압을 공급받는 전압단과 접지 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항; 및 상기 제1 및 제2 저항의 접속노드와 접지 사이에 복수의 제1 내지 제n 스위칭 저항부를 포함하고, 상기 제1 내지 제n 스위칭 저항부중 제1 스위칭 저항부는 제1 스위치와 제1 가변저항을 포함하고, 상기 제n 스위칭 저항부는 제n 스위치와 제n 가변저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 홀 소자의 온도 보상을 비교기(슈미트 트리거)의 기준 전압에 반영하도록 함으로써, 홀 소자의 동작 오차를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 홀 집적회로의 블록도.
도 2는 본 발명의 온도 보상부의 구성도.
도 3은 본 발명의 온도 탐지부, A/D 변환부 및 가변 바이어스 회로부의 출력 저항값을 보이는 그래프.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 홀 집적회로의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 홀 집적회로는, 홀 소자(10)로부터의 차동 홀신호(Sh)를 탐지하는 자계 탐지 회로부(100)와, 온도 변화를 감지하고, 감지된 온도 변화에 따라 기준 전압(Vref)을 가변하는 온도 보상부(200)와, 상기 자계 탐지 회로부(100)로부터의 홀신호(Sh)와 상기 온도 보상부(200)로부터의 기준 전압(Vref)을 비교하여 이 비교결과에 따라 스위칭 신호(Ssw)를 생성하는 비교기(300)를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 온도 보상부의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 온도 보상부(200)는, 온도 변화에 따른 온도 전압을 생성하는 온도 탐지부(210)와, 상기 온도 탐지부(210)로부터의 온도 전압을 디지털 온도 전압으로 변환하는 A/D 변환부(220)와, 상기 A/D 변환부(220)로부터의 디지털 온도 전압의 크기에 따라 미리 설정된 상기 기준 전압을 가변하는 가변 바이어스 회로부(230)를 포함할 수 있다.

일 구현예로, 상기 비교기(300)는, 기 자계 탐지 회로부(100)로부터의 홀신호(Sh)를 입력받는 비반전 입력단과, 상기 온도 보상부(200)로부터의 기준 전압(Vref)을 입력받는 반전 입력단과, 상기 홀신호(Sh)와 상기 기준 전압(Vref)을 비교하여 이 비교결과에 따라 상기 스위칭 신호(Ssw)를 생성하여 출력단으로 출력하는 슈미트 트리거로 이루어질 수 있다.

일 구현예로, 상기 온도 탐지부(210)는, 온도에 따른 저항치를 갖는 온도 검출 소자(VR11)와, 상기 온도 검출 소자(VR1)와 연결된 저항(R11)을 포함할 수 있다.

상기 A/D 변환부(220)는, 사전에 설정된 N 분해능을 가지며, 상기 온도 탐지부(210)로부터의 온도 전압을 상기 N 분해능에 따라 N 비트를 갖는 디지털 온도 전압으로 변환하도록 이루어질 수 있다.

상기 가변 바이어스 회로부(230)는, 동작전압(Vdd)을 공급받는 전압단과 접지 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항(R11,R12); 및 상기 제1 및 제2 저항(R11,R12)의 접속노드(NC1)와 접지 사이에 복수의 제1 내지 제n 스위칭 저항부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 내지 제n 스위칭 저항부중 제1 스위칭 저항부는 제1 스위치(SW1)와 제1 가변저항(VR1)을 포함할 수 있고, 상기 제n 스위칭 저항부는 제n 스위치(SWn)와 제n 가변저항(VRn)을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 온도 탐지부, A/D 변환부 및 가변 바이어스 회로부의 출력 저항값을 보이는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 상기 온도 탐지부(210)의 온도 검출 소자(VR11)는 온도에 비례하는 저항치를 갖고, 상기 A/D 변환부(220)의 입력 저항은 온도에 반비례하며, 상기 가변 바이어스 회로부(230)는 온도에 비례하는 바이어스 저항치를 갖는 것을 보이고 있다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 홀 집적회로에 대해 설명하면, 먼저 도 1에서, 본 발명의 홀 집적회로는, 자계 탐지 회로부(100), 온도 보상부(200) 및 비교기(300)를 포함하는 경우에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 상기 자계 탐지 회로부(100)는, 홀 소자(10)로부터의 차동 홀신호(Sh)를 탐지하여 상기 비교기(300)에 제공한다.

상기 온도 보상부(200)는, 온도 변화를 감지하고, 감지된 온도 변화에 따라 기준 전압(Vref)을 가변하여 상기 비교기(300)에 제공한다.

그리고, 상기 비교기(300)는, 상기 자계 탐지 회로부(100)로부터의 홀신호(Sh)와 상기 온도 보상부(200)로부터의 기준 전압(Vref)을 비교하여 이 비교결과에 따라 스위칭 신호(Ssw)를 생성한다.

도 2를 참조하여 상기 온도 보상부(200)는, 온도 탐지부(210), A/D 변환부(220) 및 가변 바이어스 회로부(230)를 포함하는 경우에 대해 설명한다.

도 2를 참조하면, 상기 온도 탐지부(210)는 온도 변화에 따른 온도 전압을 생성하여 상기 A/D 변환부(220)에 제공한다.

상기 A/D 변환부(220)는, 상기 온도 탐지부(210)로부터의 온도 전압을 디지털 온도 전압으로 변환하여 상기 가변 바이어스 회로부(230)에 제공한다.

그리고, 상기 가변 바이어스 회로부(230)는, 상기 A/D 변환부(220)로부터의 디지털 온도 전압의 크기에 따라 미리 설정된 상기 기준 전압을 가변하는 상기 가변 바이어스 회로부(230)에 제공한다.

일 구현 예로, 상기 비교기(300)는 슈미트 트리거로 이루어지는 경우, 상기 홀신호(Sh)와 상기 기준 전압(Vref)을 비교하여 이 비교결과에 따라 상기 스위칭 신호(Ssw)를 생성하여 출력단으로 출력한다.

일 구현 예로, 상기 온도 탐지부(210)는, 온도 검출 소자(VR11) 및 저항(R11)을 포함하는 경우, 상기 온도 검출 소자(VR11)는 온도 크기에 따라 저항치가 변하므로, 상기 온도 검출 소자(VR1)와 고정 저항치를 갖는 저항(R11)을 이용하면 온도변화를 감지할 수 있다.

일 구현 예로, 상기 A/D 변환부(220)는, 사전에 설정된 N 분해능을 가지는 경우, 상기 온도 탐지부(210)로부터의 온도 전압을 상기 N 분해능에 따라 N 비트를 갖는 디지털 온도 전압으로 변환할 수 있다.

일 구현 예로, 상기 가변 바이어스 회로부(230)는, 동작전압(Vdd)을 공급받는 전압단과 접지 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항(R11,R12)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 저항(R11,R12)의 접속노드(NC1)와 접지 사이에 복수의 제1 내지 제n 스위칭 저항부를 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 가변 바이어스 회로부(230)는, 상기 A/D 변환부(220)로부터의 디지털 온도 전압의 크기, 즉 N 비트 디지털 온도 전압에 따라 상기 제1 내지 제n 스위칭 저항부에 포함된 스위치가 스위칭 동작하여, 상기 제2 저항(R12)에 병렬로 연결되는 가변저항의 개수가 결정되며, 이러한 동작을 통해서, 상기 비교기(300)의 기준 전압(Vref)이 가변될 수 있다.

이와 같이, 상기 비교기(300)의 기준 전압(Vref)이 가변된다는 것은, 홀 소자가 온도변화에 따라 출력신호가 변화하는 것을 보상할 수 있다는 것을 의미한다.

전술한 바와 같은 본 발명에서, 홀 소자의 특정 온도계수를 반영하기 위한 저항소자를 사용하여야 하는 어려움이 없이 기준 전압(Reference voltage)만 변화시켜주면 되므로 정확한 온도특성 보정에 있어서 많은 장점을 가지고 있다.

또한, 최종단인 비교기로 이용되는 슈미트 트리거에서의 온도보상이 이루어지기 때문에 다른 온도보상의 회로의 경우와는 다르게 회로전체에서의 온도 특성을 보정할 수 있는 장점을 가진다.

10 : 홀 소자 100 : 자계 탐지 회로부
200 : 온도 보상부 210 : 온도 탐지부
220 : A/D 변환부 230 : 가변 바이어스 회로부
300 : 비교기 Sh : 차동 홀신호
Vref : 기준 전압 Ssw : 스위칭 신호

Claims

홀 소자로부터의 차동 홀신호를 탐지하는 자계 탐지 회로부;
온도 변화를 감지하고, 감지된 온도 변화에 따라 기준 전압을 가변하는 온도 보상부; 및
상기 자계 탐지 회로부로부터의 홀신호와 상기 온도 보상부로부터의 기준 전압을 비교하여 이 비교결과에 따라 스위칭 신호를 생성하는 비교기
를 포함하는 홀 집적회로.
제1항에 있어서, 상기 온도 보상부는,
온도 변화에 따른 온도 전압을 생성하는 온도 탐지부;
상기 온도 탐지부로부터의 온도 전압을 디지털 온도 전압으로 변환하는 A/D 변환부; 및
상기 A/D 변환부로부터의 디지털 온도 전압의 크기에 따라 미리 설정된 상기 기준 전압을 가변하는 가변 바이어스 회로부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 집적회로.
제2항에 있어서, 상기 비교기는
상기 자계 탐지 회로부로부터의 홀신호를 입력받는 비반전 입력단과, 상기 온도 보상부로부터의 기준 전압을 입력받는 반전 입력단과, 상기 홀신호와 상기 기준 전압을 비교하여 이 비교결과에 따라 상기 스위칭 신호를 생성하여 출력단으로 출력하는 슈미트 트리거로 이루어진 것을 특징으로 하는 홀 집적회로.
제2항에 있어서, 상기 온도 탐지부는,
온도에 따른 저항치를 갖는 온도 검출 소자;
상기 온도 검출 소자와 연결된 저항
를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 집적회로.
제4항에 있어서, 상기 A/D 변환부는,
사전에 설정된 N 분해능을 가지며, 상기 온도 탐지부로부터의 온도 전압을 상기 N 분해능에 따라 N 비트를 갖는 디지털 온도 전압으로 변환하는 것을 특징으로 하는 홀 집적회로.
제5항에 있어서, 상기 가변 바이어스 회로부는,
동작전압을 공급받는 전압단과 접지 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항; 및
상기 제1 및 제2 저항의 접속노드와 접지 사이에 복수의 제1 내지 제n 스위칭 저항부를 포함하고,
상기 제1 내지 제n 스위칭 저항부중 제1 스위칭 저항부는 제1 스위치와 제1 가변저항을 포함하고,
상기 제n 스위칭 저항부는 제n 스위치와 제n 가변저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 집적회로.