WO2013183355A1 - 磁気センサ - Google Patents

磁気センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2013183355A1
WO2013183355A1 PCT/JP2013/060882 JP2013060882W WO2013183355A1 WO 2013183355 A1 WO2013183355 A1 WO 2013183355A1 JP 2013060882 W JP2013060882 W JP 2013060882W WO 2013183355 A1 WO2013183355 A1 WO 2013183355A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
terminal
circuit
voltage
period
magnetic sensor
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/060882
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
友生 挽地
稔 有山
Original Assignee
セイコーインスツル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by セイコーインスツル株式会社 filed Critical セイコーインスツル株式会社
Priority to KR1020147034110A priority Critical patent/KR101972629B1/ko
Priority to CN201380029928.6A priority patent/CN104364670B/zh
Priority to EP13800245.6A priority patent/EP2860541B1/en
Publication of WO2013183355A1 publication Critical patent/WO2013183355A1/ja
Priority to US14/560,806 priority patent/US9523743B2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0088—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables use of bistable or switching devices, e.g. Reed-switches
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • G01R33/072—Constructional adaptation of the sensor to specific applications

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic sensor using a Hall element on a semiconductor substrate, and more particularly to a circuit for detecting a characteristic abnormality thereof.
  • Magnetic sensors are widely used to detect the movement and rotation of various movable articles. For example, opening / closing detection of a portable device, rotation speed detection of a motor, and the like can be mentioned.
  • a Hall element is used which is inexpensive but is configured on a Si substrate having a low sensitivity and a large offset voltage. Then, the offset voltage of the Hall element and the amplifier is canceled by signal processing, thereby realizing an inexpensive magnetic sensor with high magnetic detection accuracy.
  • Fig. 4 shows a block diagram of a conventional magnetic sensor.
  • the conventional magnetic sensor 10 includes a Hall element 2, a changeover switch circuit 30, an amplifier 4, a sampling circuit 5, a reference voltage circuit 60, a comparator 7, and an output circuit 8.
  • the conventional magnetic sensor 10 operates as follows to cancel the offset voltage.
  • the Hall element 2 switches the current path flowing between the two terminals on the diagonal line complementarily by the changeover switch circuit 30 in the first period and the second period.
  • the output voltage is amplified by the amplifier 4, held in a time division manner by the sampling circuit 5, and averaged.
  • the reference voltage circuit 60 outputs a reference voltage Vref.
  • the comparator 7 compares and determines the voltage held by the sampling circuit 5 and the reference voltage Vref.
  • the magnetic sensor 10 outputs a detection signal corresponding to the magnetic field by outputting the determination result via the output circuit 8.
  • the conventional magnetic sensor 10 cancels the offset voltage of the Hall element and the amplifier by signal processing.
  • the offset voltage is several orders of magnitude greater than the magnetic field signal voltage.
  • the offset voltage is large, there is a problem that the magnetic characteristics are remarkably lowered without being offset by the saturation of the output voltage of the amplifier 4 mainly.
  • the present invention has been devised to solve the above-described problems, and provides a magnetic sensor having low-cost and high-precision magnetic characteristics.
  • the magnetic sensor of the present invention has the following configuration.
  • a first differential signal voltage is input from the second terminal pair by supplying a current to the first terminal pair of the Hall element in the first period, and a first current is supplied to the second terminal pair in the second period.
  • a series transmission switch and a cross transmission switch are provided in series between each terminal of the Hall element and the output terminal of the changeover switch circuit in the changeover switch circuit that inputs the second differential signal voltage from the terminal pair of A magnetic sensor that can determine the magnitude of the offset voltage of the Hall element by controlling.
  • the voltage based on the offset voltage of the Hall element and the amplifier circuit can be evaluated by adding a simple circuit. Therefore, an individual having a large offset voltage can be identified by binary determination in the inspection process, which has the effect of improving the quality of the product.
  • FIG. 1 is a block diagram of the magnetic sensor of the present embodiment.
  • the magnetic sensor 1 of the present embodiment includes a Hall element 2, a changeover switch circuit 3, an amplifier 4, a sampling circuit 5, a reference voltage circuit 6, a comparator 7, an output circuit 8, and a control circuit 9. I have.
  • the Hall element 2 is supplied with current from a power supply terminal to one terminal pair on one diagonal line (for example, terminal 21-terminal 22) via the changeover switch circuit 3, and the other terminal pair (for example, terminal 23-terminal 24). ) To output differential signal voltage at both ends.
  • the differential signal voltage of the Hall element 2 is input to the amplifier 4 via the changeover switch circuit 3.
  • the changeover switch circuit 3 is controlled by the control signals 3A to 3D output from the control circuit 9, and switches between the first period and the second period of the control of the Hall element 2.
  • the amplifier 4 amplifies the differential signal voltage of the Hall element 2 and outputs a differential signal amplified voltage.
  • the reference voltage circuit 6 outputs a reference voltage according to the control signal 6A of the control circuit 9.
  • the sampling circuit 5 holds the differential signal amplification voltages in the first period and the second period, respectively, and outputs the average voltage.
  • the comparator 7 compares the magnitude relationship between the average voltage and the reference voltage and outputs a logic signal.
  • the control circuit 9 outputs a control signal to each of the changeover switch circuit 3, the amplifier 4, and the reference voltage circuit 6.
  • the output circuit 8 performs a latch operation and a logical operation based on the logic signal, and outputs a detection signal as a magnetic sensor.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing details of the changeover switch circuit 3 of the magnetic sensor of this embodiment.
  • the changeover switch circuit 3 includes first to fourth current supply switches 311 to 314, first to fourth series transmission switches 321 to 324, and first to fourth cross transmission switches 331 to 334.
  • Signals 3A to 3D are control signals output from the control circuit 9.
  • Terminals 301 and 302 are first and second differential signal voltage output terminals.
  • the control signal 3A applied to the first to fourth current supply switches 311 to 314 is “L” and 3B is “H”, that is, the current is supplied to the terminal 21 to the terminal 22 of the Hall element 2.
  • the control signal 3A is “H” and 3B is “L”, that is, when the current is supplied to the terminal 23 to the terminal 24 of the Hall element 2
  • the second period is set.
  • the first to fourth series transfer switches 321 to 324 are switched in conjunction with the first to fourth current supply switches 311 to 314.
  • the first to fourth cross transfer switches 331 to 334 are controlled by control signals 3C and 3D.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a control circuit of the magnetic sensor of the present embodiment.
  • the control circuit 9 includes an operation state setting circuit 91, a NAND circuit 92, and OR circuits 93, 94, and 95.
  • the control circuit 9 receives the reference CLK signal, generates and outputs the control signals 3A, 3B, 3C, 3D and the control signal 6A.
  • the operation state setting circuit 91 is a circuit that outputs an “H” or “L” signal, and is configured by a fuse and a pull-down resistor connected in series.
  • the operation state setting circuit 91 may be constituted by, for example, a non-volatile memory, or an external terminal may be provided to input a state setting signal from the outside. Further, other logic circuits are not limited to this circuit configuration as long as a desired signal can be generated.
  • the magnetic sensor 1 as described above operates as follows and has a function of determining the magnitude of the offset voltage and a function of determining the magnitude of the magnetic field.
  • the magnetic sensor 1 of the present embodiment has a first operation state and a second operation state according to a control signal output from the control circuit 9.
  • the operation state setting circuit 91 of the control circuit 9 outputs an “H” signal by a fuse in the initial state. Accordingly, the NAND circuit 92 inverts and outputs the reference CLK signal. That is, the control signal 3C is a signal obtained by inverting the reference CLK signal, and 3D is the same signal as the reference CLK signal. This state is the first operation state.
  • the operation state setting circuit 91 of the control circuit 9 outputs an “L” signal by a pull-down resistor when the fuse is cut. Therefore, the output of the NAND circuit 92 is fixed to “H”.
  • control signal 3C is fixed to “H” and 3D is fixed to “L”.
  • This state is the second operation state.
  • the control signal 3A is a signal obtained by inverting the reference CLK signal
  • 3B is the same signal as the reference CLK signal.
  • the first operation state will be described.
  • the magnitude of the offset voltage of the magnetic sensor 1 can be determined.
  • the control circuit 9 In the first operating state, the control circuit 9 outputs control signals 3A and 3C that are signals obtained by inverting the reference CLK signal, and control signals 3B and 3D that are the same signals as the reference CLK signal.
  • the first and fourth current supply switches 311 and 314 are turned on to supply current to the terminal pair of the terminal 21-terminal 22, and the terminal pair of the terminal 23-terminal 24 Outputs a differential signal voltage.
  • the second and third current supply switches 312 and 313 are turned on to supply current to the terminal pair of the terminal 23-terminal 24, and the differential from the terminal pair of the terminal 21-terminal 22 Outputs signal voltage.
  • the second cross transfer switch 332 and the third cross transfer switch 333 are turned on in the first period, and the first cross transfer switch 331 and the fourth cross transfer switch 334 are turned on in the second period.
  • the first differential signal voltage output terminal 301 is connected to the terminal 24 of the Hall element 2, and the second differential signal voltage output terminal 302 is connected to the terminal 23 of the Hall element 2.
  • the first differential signal voltage output terminal 301 is connected to the terminal 21 of the Hall element 2, and the second differential signal voltage output terminal 302 is connected to the terminal 22 of the Hall element 2.
  • the output voltage is amplified by the amplifier 4 and output.
  • Vo1 ⁇ 1 VDD / 2 + G (KH ⁇ Bin + Vos) (1)
  • Vo1 ⁇ 2 VDD / 2 + G ( ⁇ KH ⁇ Bin + Vos) (2)
  • VDD is a power supply voltage
  • G is an amplification factor of the amplifier 4
  • KH is a magnetoelectric conversion coefficient of the Hall element 2
  • Bin is a magnetic flux density
  • Vos is an offset voltage included in the output voltage of the amplifier 4.
  • Vo1 VDD / 2 + G ⁇ Vos (3)
  • the reference voltage circuit 6 switches the output reference voltage to the offset voltage determination reference voltage Vref2 by the control signal 6A. Therefore, the comparator 7 compares the average voltage Vo1 and the reference voltage Vref2, determines the magnitude of the offset voltage Vos, and outputs the result from the output circuit 8.
  • the magnitude of the offset voltage Vos of the magnetic sensor 1 can be determined in the first operating state. Therefore, in the inspection process, selection of an individual having a large offset voltage Vos, which is a defective circuit of the magnetic sensor 1, can be performed without increasing the circuit scale and without adding an inspection jig.
  • the amplifier 4 may be switched to an amplification factor for offset voltage determination by a control signal of the control circuit 9.
  • the offset voltage detection operation can be optimized by appropriately adjusting the reference voltage of the reference voltage circuit 6 and the amplification factor of the amplifier 4.
  • the second operation state is a normal operation state in which the magnitude of the magnetic field is determined.
  • the first cross transmission switch 331 and the fourth cross transmission switch 334 are fixed to the conductive state.
  • the first and fourth current supply switches 311 and 314 are turned on to supply current to the terminal pair of the terminal 21-terminal 22, and the terminal pair of the terminal 23-terminal 24 Outputs a differential signal voltage.
  • the second and third current supply switches 312 and 313 are turned on to supply current to the terminal pair of the terminal 23-terminal 24, and the differential from the terminal pair of the terminal 21-terminal 22 Outputs signal voltage.
  • control circuit 9 when configured to be able to input a control signal from the outside, it can be inspected even after product shipment by inputting the control signal from the outside. Accordingly, it is possible to identify an individual whose offset voltage has increased due to a change over time.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

　磁気特性の初期不良の原因であり、更に経時変化する可能性のあるオフセット電圧の大きな個体を識別することが可能な磁気センサを提供すること。　ホール素子が出力する差動信号電圧を増幅回路に伝達するための切替えスイッチ回路に交差伝達スイッチを設け、制御回路からの制御信号によって、ホール素子に流す電流を切替える第１の期間と第２の期間において、いずれかの期間に交差伝達するようにして、オフセット電圧の大小を判定識別出来る、構成とした。

Description

磁気センサ
　本発明は、半導体基板上のホール素子を用いた磁気センサに関し、特にその特性異常検出用回路に関する。
　磁気センサは、様々な可動物品の移動、回転を検知するために広く用いられている。例えば、携帯機器の開閉検出や、モーターの回転数検出などが挙げられる。近年、安価であるが、低感度でオフセット電圧の大きいＳｉ基板上に構成されたホール素子が用いられている。そして、ホール素子及び増幅器のオフセット電圧を信号処理によって相殺することで、安価で高い磁気検出精度の磁気センサを実現している。
　図４に、従来の磁気センサのブロック図を示す。従来の磁気センサ１０は、ホール素子２と、切替えスイッチ回路３０と、増幅器４と、サンプリング回路５と、基準電圧回路６０と、比較器７と、出力回路８と、を備えている。従来の磁気センサ１０は、以下のように動作してオフセット電圧を相殺する。ホール素子２は、切替えスイッチ回路３０によって、対角線上の２端子間に流す電流経路を第１の期間、第２の期間で相補的に切り替える。その出力電圧は、増幅器４で増幅され、サンプリング回路５によって時分割で保持され、平均化される。基準電圧回路６０は、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する。比較器７は、サンプリング回路５で保持された電圧と基準電圧Ｖｒｅｆを比較判定する。磁気センサ１０は、判定結果を出力回路８を介して出力することによって、磁界に応じた検出信号を出力する。以上のように動作して、従来の磁気センサ１０は、ホール素子及び増幅器のオフセット電圧を信号処理によって相殺する。
国際公開第２００６／０８５５０３号
　しかしながら、ホール素子２の材質がＳｉの場合、オフセット電圧は磁界信号電圧に対し数桁大きい。オフセット電圧が大きい場合には、主に増幅器４の出力電圧の飽和によって、オフセット電圧が相殺されずに、磁気特性が著しく低化する、という課題があった。
　本発明は、以上のような課題を解決するために考案されたものであり、安価で高精度な磁気特性を備えた磁気センサを提供する。
　従来の課題を解決するために、本発明の磁気センサは以下のような構成とした。
　第１の期間にホール素子の第１の端子対に電流を流し第２の端子対から第１の差動信号電圧を入力し、第２の期間に第２の端子対に電流を流し第１の端子対から第２の差動信号電圧を入力する切替えスイッチ回路に、ホール素子の各端子と切替えスイッチ回路の出力端子の間にそれぞれ直列に直列伝達スイッチと交差伝達スイッチを設け、交差伝達スイッチを制御してホール素子のオフセット電圧の大小を判別することが可能な磁気センサ。
　本発明の磁気センサによれば、簡便な回路を追加しただけで、ホール素子と増幅回路のオフセット電圧に基づいた電圧を評価することが出来る。従って、検査工程においてオフセット電圧が大きな個体を２値判定で識別することが出来るので、製品の品質を向上させるという効果がある。
本実施形態の磁気センサのブロック図である。 本実施形態の磁気センサの切替えスイッチ回路の詳細を示す回路図である。 本実施形態の磁気センサの制御回路の一例を示す回路図である。 従来の磁気センサのブロック図である。
　以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態の磁気センサのブロック図である。
　本実施形態の磁気センサ１は、ホール素子２と、切替えスイッチ回路３と、増幅器４と、サンプリング回路５と、基準電圧回路６と、比較器７と、出力回路８と、制御回路９とを備えている。
　ホール素子２は、切替えスイッチ回路３を介して、電源端子から一方の対角線上の端子対（例えば、端子２１－端子２２）に電流が供給され、他方の端子対（例えば、端子２３－端子２４）の両端に差動信号電圧を出力する。ホール素子２の差動信号電圧は、切替えスイッチ回路３を介して、増幅器４に入力される。切替えスイッチ回路３は、制御回路９の出力する制御信号３Ａ～３Ｄで制御され、ホール素子２の制御の第１の期間と第２の期間を切替える。増幅器４は、ホール素子２の差動信号電圧を増幅し、差動信号増幅電圧を出力する。基準電圧回路６は、制御回路９の制御信号６Ａに応じて基準電圧を出力する。サンプリング回路５は、第１の期間と第２の期間の差動信号増幅電圧をそれぞれ保持し、その平均電圧を出力する。比較器７は、平均電圧と基準電圧の大小関係を比較し、論理信号を出力する。制御回路９は、切替えスイッチ回路３と、増幅器４と、基準電圧回路６のそれぞれに制御信号を出力する。出力回路８は、論理信号に基づいてラッチ動作、論理演算を行い、磁気センサとしての検出信号を出力する。
　図２は、本実施形態の磁気センサの切替えスイッチ回路３の詳細を示す回路図である。
　切替えスイッチ回路３は、第１～第４の電流供給スイッチ３１１～３１４と、第１～第４の直列伝達スイッチ３２１～３２４と、第１～第４の交差伝達スイッチ３３１～３３４と、を備える。信号３Ａ～３Ｄは、制御回路９が出力する制御信号である。端子３０１及び３０２は、第１及び第２の差動信号電圧出力端子である。ここで、第１～第４の電流供給スイッチ３１１～３１４に印加される制御信号３Ａが“Ｌ”、３Ｂが“Ｈ”の時、すなわちホール素子２の端子２１－端子２２に電流が供給される時を第１の期間とし、制御信号３Ａが“Ｈ”、３Ｂが“Ｌ”の時、すなわちホール素子２の端子２３－端子２４に電流が供給される時を第２の期間とする。第１～第４の直列伝達スイッチ３２１～３２４は、第１～第４の電流供給スイッチ３１１～３１４に連動して切替えられる。第１～第４の交差伝達スイッチ３３１～３３４は、制御信号３Ｃ、３Ｄによって制御される。
　図３は、本実施形態の磁気センサの制御回路の一例を示す回路図である。制御回路９は、動作状態設定回路９１と、ＮＡＮＤ回路９２と、ＯＲ回路９３、９４、９５と、を備えている。制御回路９は、基準ＣＬＫ信号が入力され、制御信号３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、及び制御信号６Ａを生成して、出力する。動作状態設定回路９１は“Ｈ”または“Ｌ”の信号を出力する回路であり、直列に接続されたヒューズとプルダウン抵抗で構成している。動作状態設定回路９１は、例えば、不揮発性メモリで構成しても、または外部端子を設けて状態設定信号を外部から入力するようにしても良い。また、その他の論理回路についても、所望の信号を生成することが出来れば、この回路構成に限定されるものではない。
　上述したような磁気センサ１は、以下のように動作して、オフセット電圧の大小を判定する機能と、磁界の大小を判定する機能と、を有する。
　本実施形態の磁気センサ１は、制御回路９の出力する制御信号によって、第１の動作状態と第２の動作状態を備えている。制御回路９の動作状態設定回路９１は、初期状態ではヒューズによって“Ｈ”の信号を出力している。従って、ＮＡＮＤ回路９２は、基準ＣＬＫ信号を反転して出力する。すなわち、制御信号３Ｃは基準ＣＬＫ信号を反転した信号に、３Ｄは基準ＣＬＫ信号と同じ信号になる。この状態が、第１の動作状態である。制御回路９の動作状態設定回路９１は、ヒューズを切断するとプルダウン抵抗によって“Ｌ”の信号を出力する。従って、ＮＡＮＤ回路９２は、出力が“Ｈ”に固定される。すなわち、制御信号３Ｃは“Ｈ”に、３Ｄは“Ｌ”に固定される。この状態が、第２の動作状態である。どちらの動作状態であっても、制御信号３Ａは基準ＣＬＫ信号を反転した信号、３Ｂは基準ＣＬＫ信号と同じ信号である。
　先ず、第１の動作状態について説明する。第１の動作状態は、磁気センサ１のオフセット電圧の大小を判定することが出来る。
　第１の動作状態において、制御回路９は、基準ＣＬＫ信号を反転した信号の制御信号３Ａ及び３Ｃと、基準ＣＬＫ信号と同じ信号の制御信号３Ｂ及び３Ｄと、を出力する。ホール素子２は、第１の期間において、第１及び第４の電流供給スイッチ３１１、３１４が導通して、端子２１－端子２２の端子対に電流が供給され、端子２３－端子２４の端子対から差動信号電圧を出力する。また、第２の期間において、第２及び第３の電流供給スイッチ３１２、３１３が導通して、端子２３－端子２４の端子対に電流が供給され、端子２１－端子２２の端子対から差動信号電圧を出力する。また、第１の期間では第２の交差伝達スイッチ３３２と第３の交差伝達スイッチ３３３が導通し、第２の期間では第１の交差伝達スイッチ３３１と第４の交差伝達スイッチ３３４が導通する。
　従って、第１の期間では、第１の差動信号電圧出力端子３０１はホール素子２の端子２４と、第２の差動信号電圧出力端子３０２はホール素子２の端子２３と接続される。また、第２の期間では、第１の差動信号電圧出力端子３０１はホール素子２の端子２１と、第２の差動信号電圧出力端子３０２はホール素子２の端子２２と接続される。その出力電圧は、増幅器４で増幅されて出力される。
　従って、増幅器４が第１の期間に出力する差動信号増幅電圧をＶｏ１Φ１、第２の期間に出力する差動信号増幅電圧をＶｏ１Φ２とすると、それぞれ式１と２で与えられる。
　Ｖｏ１Φ１＝ＶＤＤ／２＋Ｇ（ＫＨ×Ｂｉｎ＋Ｖｏｓ）・・・（１）
　Ｖｏ１Φ２＝ＶＤＤ／２＋Ｇ（－ＫＨ×Ｂｉｎ＋Ｖｏｓ）・・・（２）
　ここで、ＶＤＤは電源電圧、Ｇは増幅器４の増幅率、ＫＨはホール素子２の磁電変換係数、Ｂｉｎは磁束密度、Ｖｏｓは増幅器４の出力電圧に含まれるオフセット電圧である。
　従って、サンプリング回路５において差動信号増幅電圧Ｖｏ１Φ１及びＶｏ１Φ２を平均した平均電圧Ｖｏ１は式３で与えられる。
　Ｖｏ１＝ＶＤＤ／２＋Ｇ×Ｖｏｓ・・・（３）
　このとき、基準電圧回路６は、制御信号６Ａによって、出力する基準電圧をオフセット電圧判定用の基準電圧Ｖｒｅｆ２に切替えられている。従って、比較器７において平均電圧Ｖｏ１と基準電圧Ｖｒｅｆ２が比較され、オフセット電圧Ｖｏｓの大小の判定を行い、その結果を出力回路８から出力する。
　このようにして、第１の動作状態において、磁気センサ１のオフセット電圧Ｖｏｓの大小の判定が可能になる。従って、検査工程において、磁気センサ１の回路の不良であるオフセット電圧Ｖｏｓが大きい個体の選別を、回路規模を増大することなく、検査冶具を追加することなく、実施することが出来る。
　なお、増幅器４は、制御回路９の制御信号によってオフセット電圧判定用の増幅率に切替えられてもよい。基準電圧回路６の基準電圧と増幅器４の増幅率を適宜調整することで、オフセット電圧の検出動作を最適化することが出来る。
　次に、第２の動作状態について説明する。第２の動作状態は、磁界の大小を判定する、通常の動作状態である。
　第２の動作状態は、制御信号３Ｃは“Ｈ”に、３Ｄは“Ｌ”に固定されるので、第１の交差伝達スイッチ３３１と第４の交差伝達スイッチ３３４が導通状態に固定される。ホール素子２は、第１の期間において、第１及び第４の電流供給スイッチ３１１、３１４が導通して、端子２１－端子２２の端子対に電流が供給され、端子２３－端子２４の端子対から差動信号電圧を出力する。また、第２の期間において、第２及び第３の電流供給スイッチ３１２、３１３が導通して、端子２３－端子２４の端子対に電流が供給され、端子２１－端子２２の端子対から差動信号電圧を出力する。従って、第１の期間では、第１の差動信号電圧出力端子３０１はホール素子２の端子２３と、第２の差動信号電圧出力端子３０２はホール素子２の端子２４と接続される。また、第２の期間では、第１の差動信号電圧出力端子３０１はホール素子２の端子２１と、第２の差動信号電圧出力端子３０２はホール素子２の端子２２と接続される。その出力電圧は、増幅器４で増幅されて出力される。
　増幅器４が第１の期間に出力する差動信号増幅電圧をＶｏ２Φ１、第２の期間に出力する差動信号増幅電圧をＶｏ２Φ２とすると、それぞれ式４と５で与えられる。
　Ｖｏ２Φ１＝ＶＤＤ／２＋Ｇ×（ＫＨ×Ｂｉｎ＋Ｖｏｓ）・・・（４）
　Ｖｏ２Φ２＝ＶＤＤ／２＋Ｇ×（ＫＨ×Ｂｉｎ―Ｖｏｓ）・・・（５）
　従って、サンプリング回路５において差動信号増幅電圧Ｖｏ２Φ１及びＶｏ２Φ２を平均した平均電圧Ｖｏ２は式６で与えられる。
　Ｖｏ２＝ＶＤＤ／２＋Ｇ×ＫＨ×Ｂｉｎ・・・（６）
　式６より、平均電圧Ｖｏ２においてオフセット電圧Ｖｏｓが相殺されていることがわかる。そして、式６で得られた平均電圧Ｖｏ２と基準電圧Ｖｒｅｆを比較器７で比較判定することによって、磁界に応じた検出信号を出力する。このとき、基準電圧回路６は、通常の基準電圧Ｖｒｅｆを出力するように切替えられている。
　以上記載したように、本実施形態の磁気センサは、第１動作状態において、ホール素子と増幅回路のオフセット電圧に基づいた電圧を評価することが出来る。従って、製品の初期不良となる、磁気特性不良を発生する可能性が高いオフセット電圧が大きな個体を２値判定で識別することが出来る。すなわち、検査工程でオフセット電圧が大きな個体を排除することが出来るので、高精度の磁気センサを提供することが出来る。
　なお、制御回路９を外部から制御信号を入力可能な構成にした場合には、外部から制御信号を入力することによって、製品出荷後も検査することが可能である。従って、経時変化によってオフセット電圧が大きくなった個体の識別が可能となる。
　１　磁気センサ
　２　ホール素子
　３、３０　切替えスイッチ回路
　４　増幅器
　５　サンプリング回路
　６、６０　基準電圧回路
　７　比較器
　８　出力回路
　９　制御回路

Claims (5)

  1. 　ホール素子と、
    　第１の期間に前記ホール素子の第１の端子対に電流を流し第２の端子対から第１の差動信号電圧を入力し、第２の期間に前記第２の端子対に電流を流し前記第１の端子対から第２の差動信号電圧を入力する切替えスイッチ回路と、
    　前記切替えスイッチ回路を介して入力された前記第１及び第２の差動信号電圧を増幅した第１及び第２の差動信号増幅電圧を出力する増幅器と、
    　前記増幅器から入力された第１及び第２の差動信号増幅電圧を保持し、前記第１及び第２の差動信号増幅電圧の平均電圧を出力するサンプリング回路と、
    　基準電圧を発生する基準電圧回路と、
    　前記サンプリング回路が出力する前記平均電圧と前記基準電圧回路が出力する前記基準電圧とを比較する比較器と、
    　制御信号を出力して、前記切替えスイッチ回路を制御する制御回路と、を備え、
    　前記切替えスイッチ回路は、前記ホール素子の各端子と接続される入力端子と出力端子の間にそれぞれ直列に直列伝達スイッチと交差伝達スイッチを備えた、
    ことを特徴とする磁気センサ。
  2. 　前記交差伝達スイッチが、前記第１の期間と前記第２の期間のいずれかで交差伝達するように制御される第１の動作状態と、
    　前記交差伝達スイッチが、前記第１の期間と前記第２の期間のいずれも交差伝達しないように制御される第２の動作状態と、を有し、
    　前記第１の動作状態において、前記平均電圧に含まれるオフセット電圧の大小を判定する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
  3. 　前記制御回路は、ヒューズを備え、前記ヒューズの有無によって前記動作状態を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
  4. 　前記制御回路は、不揮発性メモリを備え、前記不揮発性メモリのデータによって前記動作状態を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
  5. 　前記制御回路は、状態設定端子を備え、前記状態設定端子に入力される信号によって前記動作状態を切替えることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
PCT/JP2013/060882 2012-06-07 2013-04-11 磁気センサ WO2013183355A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147034110A KR101972629B1 (ko) 2012-06-07 2013-04-11 자기 센서
CN201380029928.6A CN104364670B (zh) 2012-06-07 2013-04-11 磁传感器
EP13800245.6A EP2860541B1 (en) 2012-06-07 2013-04-11 Magnetic sensor
US14/560,806 US9523743B2 (en) 2012-06-07 2014-12-04 Magnetic sensor capable of identifying an individual having a high offset voltage

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012130161A JP6004758B2 (ja) 2012-06-07 2012-06-07 磁気センサ
JP2012-130161 2012-06-07

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/560,806 Continuation US9523743B2 (en) 2012-06-07 2014-12-04 Magnetic sensor capable of identifying an individual having a high offset voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013183355A1 true WO2013183355A1 (ja) 2013-12-12

Family

ID=49711756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/060882 WO2013183355A1 (ja) 2012-06-07 2013-04-11 磁気センサ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9523743B2 (ja)
EP (1) EP2860541B1 (ja)
JP (1) JP6004758B2 (ja)
KR (1) KR101972629B1 (ja)
CN (1) CN104364670B (ja)
TW (1) TWI567406B (ja)
WO (1) WO2013183355A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9983274B2 (en) * 2014-01-23 2018-05-29 Mitsubishi Electric Corporation Magnetic detection device
DE112014006927T5 (de) * 2014-09-04 2017-06-01 The Timken Company Hall-Effekt-Sensorschaltung mit Offset-Ausgleich
JP6721910B2 (ja) * 2016-07-29 2020-07-15 株式会社Ｔｅｒａｄａ 電流測定装置
JP2022153693A (ja) * 2021-03-30 2022-10-13 エイブリック株式会社 センサ装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004037221A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Toko Inc センサ回路
JP2008236737A (ja) * 2007-02-19 2008-10-02 Toshiba Corp 信号検出回路
JP2010281764A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Sanyo Electric Co Ltd オフセットキャンセル回路

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0548391B1 (de) * 1991-12-21 1997-07-23 Deutsche ITT Industries GmbH Offsetkompensierter Hallsensor
JP4641775B2 (ja) * 2004-09-29 2011-03-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 磁気検出用半導体集積回路およびそれを搭載した電子部品
JP4901720B2 (ja) * 2005-02-08 2012-03-21 ローム株式会社 磁気センサ回路、及び、その磁気センサ回路を有する携帯端末
JP2008032424A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Rohm Co Ltd センサ回路、半導体装置、電子機器
JP4897585B2 (ja) * 2007-06-22 2012-03-14 ローム株式会社 磁気センサ回路及びこれを用いた電子機器
CN101340168A (zh) * 2007-07-03 2009-01-07 台达电子工业股份有限公司 马达控制装置及其方法
JP5052982B2 (ja) * 2007-07-25 2012-10-17 セイコーインスツル株式会社 磁気センサ回路
JP5225938B2 (ja) * 2009-06-08 2013-07-03 セイコーインスツル株式会社 磁気センサ装置
JP2011075338A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Seiko Instruments Inc 磁気センサ回路
JP5281556B2 (ja) * 2009-12-07 2013-09-04 セイコーインスツル株式会社 物理量センサ
CN101782634B (zh) * 2010-02-23 2013-07-10 南京大学 一种片上一体化微型集成磁传感器
US8633687B2 (en) * 2010-12-21 2014-01-21 Robert Bosch Gmbh Hall Effect sensor with reduced offset

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004037221A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Toko Inc センサ回路
JP2008236737A (ja) * 2007-02-19 2008-10-02 Toshiba Corp 信号検出回路
JP2010281764A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Sanyo Electric Co Ltd オフセットキャンセル回路

Also Published As

Publication number Publication date
KR101972629B1 (ko) 2019-04-25
US20150084620A1 (en) 2015-03-26
JP6004758B2 (ja) 2016-10-12
KR20150023348A (ko) 2015-03-05
EP2860541B1 (en) 2016-12-21
CN104364670B (zh) 2016-09-14
TWI567406B (zh) 2017-01-21
JP2013253886A (ja) 2013-12-19
EP2860541A4 (en) 2016-03-02
EP2860541A1 (en) 2015-04-15
TW201350893A (zh) 2013-12-16
US9523743B2 (en) 2016-12-20
CN104364670A (zh) 2015-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9128127B2 (en) Sensor device
US8957676B2 (en) Magnetic field sensor having a control node to receive a control signal to adjust a threshold
US9322672B2 (en) Magnetic sensor device
WO2013183355A1 (ja) 磁気センサ
US9267818B2 (en) Magnetic sensor device
US9638761B2 (en) Magnetic sensor circuit with power supply fluctuation detection
JP2017166975A (ja) オープン／ショート検査回路及び負荷駆動装置
JP5729254B2 (ja) ヒシテリシス装置
WO2014185263A1 (ja) 磁界検出装置の検査用回路及びその検査方法
JP5144168B2 (ja) センサ回路
TWI545890B (zh) 電子裝置與其比較器
JP4976882B2 (ja) センサ閾値回路
JP5636866B2 (ja) 磁気検出装置
JP2007033270A (ja) センサ回路及び回路ユニット
JP6339388B2 (ja) センサ閾値決定回路
JP2011027535A (ja) 演算増幅器評価回路及び評価方法
JP2019035634A (ja) 過電流検出機能付き電流センサ
WO2014125846A1 (ja) 磁気センサ
JP2015172553A (ja) センサ閾値決定回路

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13800245

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147034110

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013800245

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013800245

Country of ref document: EP