(57)【要約】【課題】ホール素子の隣接する２つの端子からなる２組の端子対をそれぞれ電源−接地間に並列に接続する。【解決手段】印加磁場に比例する起電力を出力する磁気ホールセンサー１であって、センサーホール素子１１１と、このセンサーホール素子１１１と同一形状、同一サイズ、および同一構造のホール素子である応力検知ホール素子１２１を用いて、若しくはセンサーホール素子１１１そのものを用いて、センサーホール素子にかかる機械的応力を検知するために、前記応力検知ホール素子１２１の隣接する２つの端子からなる２組の端子対を電源間に並列に接続し、並列に接続された２組の端子対を並列駆動させる応力検知部１２０と、を備える。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加磁場に比例する起電力を出力する磁気検出用のセンサーホール素子と、
前記センサーホール素子の機械的応力を検知する応力検知用のセンサーホール素子と、を有し、
応力検知用のセンサーホール素子の検出信号に基づき、前記磁気検出用のセンサーホール素子の検知結果を補正するようにした磁気ホールセンサーであって、
前記応力検知用のセンサーホール素子は、隣接する２つの端子からなる２組の端子対の同じ側にある端子どうしがそれぞれ電源間に接続され、
前記２組の端子対を並列駆動することを特徴とする磁気ホールセンサー。
【請求項２】
前記応力検知ホール素子は、前記機械的応力に応じた応力検知信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の磁気ホールセンサー。
【請求項３】
前記応力検知ホール素子に、定電圧若しくは定電流を印加し、
前記応力検知ホール素子の抵抗値の変動を検知電流若しくは検知電圧の変動として検出することで応力検知を行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気ホールセンサー。
【請求項４】
前記応力検知ホール素子は前記センサーホール素子と同一形状、同一サイズ、および同一構造のホール素子であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気ホールセンサー。
【請求項５】
前記応力検知ホール素子として、前記センサーホール素子を兼用することを特徴とする請求項１から３のいずれかの１項に記載の磁気ホールセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ホールセンサーに関し、特に、シリコン基板上に形成されたホール素子にかかる機械的応力の影響を低減するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ホールセンサーは、携帯電話の開閉スイッチや電流センサー等の様々な分野で使用されている。磁気ホールセンサーの特徴として、非接触型であること、汚れに強いこと、等が挙げられる。
図６は、一般的な磁気ホールセンサーの構成を示す図である。磁気ホールセンサーは、ホール素子と、このホール素子を駆動するための定電流駆動回路または定電圧駆動回路と、を備えている。図６は、定電流駆動型の磁気ホールセンサーの回路構成を示したものである。
【０００３】
図６に示すように、定電流駆動型の磁気ホールセンサーは、ホール素子の対向する電源端子が定電流源と接続されて、直列に接続された定電流源とホール素子とが電源−接地間に接続されてなる。ホール素子の出力端子は図示しない制御回路に接続され、出力端子間の電圧が、ホール素子の起電力ＶＨとなる。そして、定電流源により駆動電流Ｉがホール素子に供給される。
【０００４】
一方、定電圧駆動型の磁気ホールセンサーの場合には、定電圧源とホール素子とが、電源−接地間に直列に接続されてなり、定電圧源により駆動電圧Ｖがホール素子に供給される。
ここで、ホール素子の起電力ＶＨは、定電流駆動型の磁気ホールセンサーの場合には前記駆動電流Ｉ、定電圧駆動型の磁気ホールセンサーの場合には前記駆動電圧Ｖを用いて次式（１）で表すことができる。
ＶＨ＝ＳＩ×Ｉ×Ｂ＝ＳＶ×Ｖ×Ｂ      ……（１）
【０００５】
なお、（１）式中のＳＩはホール素子を定電流駆動した場合の磁気感度（定電流磁気感度）である。ＳＶはホール素子を定電圧駆動した場合の磁気感度（定電圧磁気感度）である。Ｂはホール素子に印加される磁場強度である。
ところで、ホール素子には様々な形状があり、例えば、図７に示されるＳｑｕａｒｅ型、図８に示されるＧｒｅｅｋ−Ｃｒｏｓｓ型などがある。
【０００６】
これらのホール素子は形状により磁気感度Ｓが異なるが、いずれも、対向して位置する電源端子Ｃｐ、Ｃｎに電流を印加し、これら電源端子ＣｐおよびＣｎを結ぶ直線と直交する線分上に設けられている出力端子Ｖｐ、Ｖｎから起電力を取り出す構成となっている。
磁気ホールセンサーは、各種分野で使用され普及してきているが、磁気検出精度の正確さへの要求はますます厳しくなっている。
【０００７】
ここで問題となるのは、磁気ホールセンサーに使用されているホール素子の機械的応力の影響である。機械的応力は、製造、パッケージング、経年劣化等で生じる。ホール素子に機械的応力がかかると、磁気感度Ｓの変化（ピエゾホール効果）により、起電力ＶＨが変化し、所望の精度を得ることが困難となる。
ここで、ピエゾ抵抗効果およびピエゾホール効果について説明する。
【０００８】
ある抵抗体の長手方向に応力σＬ、長手方向に直交する方向に応力σＴがそれぞれ印加された場合、長手方向の抵抗値Ｒは次式（２）のように表される。
Ｒ＝Ｒ０×（１＋πＬ×σＬ＋πＴ×σＴ）      ……（２）
（２）式において、Ｒ０は無応力時の抵抗値、πＬ、πＴは、それぞれ、長手方向のピエゾ抵抗係数、長手方向と直交する方向のピエゾ抵抗係数である。ピエゾ抵抗係数とは、応力に対する抵抗の変動を係数にしたものである。一般的にＩＣ製造に使用されているＳｉ（シリコン）の（１００）ウェハでは、ピエゾ抵抗係数πＬ、πＴは、＜００１＞方向とのなす角θを用いて、次式（３）のように表される。
πＬ＝π１１−２×（π１１−π１２−π４４）×ｃｏｓ２θ×ｓｉｎ２θ
πＴ＝π１２−２×（π１１−π１２−π４４）×ｃｏｓ２θ×ｓｉｎ２θ
……（３）
ここで、（３）式中の、π１１、π１２、π４４は、それぞれ応力テンソル成分である。
【０００９】
ホール素子の＜００１＞方向の抵抗をＲ１、＜０１０＞方向の抵抗をＲ２とし、抵抗Ｒ１の長手方向、この抵抗Ｒ１の長手方向に直交する方向に応力σＸ、σＹがそれぞれ印加された場合、各抵抗Ｒ１、Ｒ２の応力変動は、次式（４）で表すことができる。
ΔＲ１／Ｒ１０＝π１１×σＸ＋π１２×σＹ
ΔＲ２／Ｒ２０＝π１１×σＹ＋π１２×σＸ      ……（４）
ここで、（４）式中のＲ１０はホール素子の＜００１＞方向の無応力時の抵抗、Ｒ２０はホール素子の＜０１０＞方向の無応力時の抵抗を表す。
各抵抗Ｒ１およびＲ２の応力変動を加算すると次式（５）となる。
（ΔＲ１／Ｒ１０）＋（ΔＲ２／Ｒ２０）＝（π１１＋π１２）（σＸ＋σＹ）
……（５）
【００１０】
また、上記と同様に、ホール素子の＜００１＞方向の抵抗をＲ１、＜０１０＞方向の抵抗をＲ２とし、抵抗Ｒ１の長手方向、この抵抗Ｒ１の長手方向に直交する方向に、応力σＸ、σＹがそれぞれ印加された場合、定電流感度ＳＩの応力変動は次（６）で表すことができる。
ΔＳＩ／ＳＩ０＝Ｐ１２×（σＸ＋σＹ）      ……（６）
（６）式において、Ｐ１２はピエゾホール係数である。ピエゾホール係数とは、応力に対する磁気感度の変動を係数化したものである。
【００１１】
次式（７）に示すように、前記（６）式を（５）式で割り算した（５）式と（６）式との商を補正係数とすることで、応力補正が可能となる。
（ΔＳＩ／ＳＩ０）／｛（ΔＲ１／Ｒ１０）＋（ΔＲ２／Ｒ２０）｝
＝Ｐ１２／（π１１＋π１２）                                    ……（７）
図９は、特許文献１に開示されている磁気ホールセンサーの回路構成を簡略化して示す図である。
【００１２】
特許文献１の磁気ホールセンサー９００は、応力により抵抗値が変動する効果（ピエゾ抵抗効果）を用い、磁気ホールセンサー９００の磁気感度が一定となるように構成されている。この磁気ホールセンサー９００は、Ｎ型拡散抵抗９１０と、Ｐ型拡散抵抗９１１というピエゾ抵抗係数の異なる抵抗、つまり応力による抵抗値の変動量が異なる抵抗を用いている。また、Ｎ型拡散抵抗９１０とＰ型拡散抵抗９１１はそれぞれ図９に示すように、Ｌ字型にレイアウトされている。この理由として、前記（７）式で示した。つまり、抵抗をＬ字型にレイアウトする事で、応力σＸ、σＹの和に比例した抵抗変動を得られ、ピエゾホール係数との関係から前記（７）式が成り立ち、その結果、（７）式を補正係数として用いることによって、応力補正を行うことができるためである。
【００１３】
これらの抵抗へ一定電流を流しこむことで応力に応じた電圧が生じ、この電圧をＡＤＣ（ＡＤコンバータ）９３０によるＡ−Ｄ変換後、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）９４０で応力を算出する。さらに、ＤＳＰ９４０は算出した応力と、ホール素子９２０のホール起電力のＡＤＣ（ＡＤコンバータ）９３１によるＡ−Ｄ変換後の信号とを用いて演算を行い、応力によるホール素子９２０自体の磁気感度の変動を補正する。これにより、磁気ホールセンサー９００全体としての磁気感度が一定となるように調整している。
【００１４】
特許文献１の磁気ホールセンサー９００は、以上のようにして、機械的応力の影響を低減した所望の起電力ＶＨ′を取り出すことができる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００１８６５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１の磁気ホールセンサーでは、Ｎ型拡散抵抗、Ｐ型拡散抵抗、およびホール素子の３つの素子を用いて、応力検知および応力補正を行っている。
そのため、これら応力を検知するための３つの応力検出素子は、応力の検出に用いるため、互いを近くにレイアウトしなければならないという制約を受ける。また、応力検出に用いるこれら３つの応力検出素子を近くにレイアウトしたとしても、これら３つの応力検出素子は近似的に等しいと見なすことはできるが、必ずしも同じ応力、同じ環境下にあるとは言えず、レイアウト位置による誤差が生じてしまう。
【００１７】
また、図９に示すように、Ｎ型拡散抵抗９１０およびＰ型拡散抵抗９１１としてそれぞれＬ字型に２つの素子をレイアウトする事で、同じ素子間の製造バラつきや、レイアウト面積の増大を引き起こす。
そこで、本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであり、機械的応力の影響をより的確に低減することの可能な磁気ホールセンサーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様は、印加磁場に比例する起電力を出力する磁気検出用のセンサーホール素子（例えば図１のセンサーホール素子１１１）と、前記センサーホール素子の機械的応力を検知する応力検知用のセンサーホール素子（例えば図１の応力検知ホール素子１２１）と、を有し、応力検知用のセンサーホール素子の検出信号に基づき、前記磁気検出用のセンサーホール素子の検知結果を補正するようにした磁気ホールセンサー（例えば図１の磁気ホールセンサー１）であって、前記応力検知用のセンサーホール素子は、隣接する２つの端子からなる２組の端子対の同じ側にある端子どうし（例えば図２のｔ１１とｔ２１、ｔ１２とｔ２２）がそれぞれ電源間に接続され、前記２組の端子対を並列駆動することを特徴とする磁気ホールセンサーである。
【００１９】
前記応力検知ホール素子は、前記機械的応力に応じた応力検知信号を生成するものであってよい。
前記応力検知ホール素子に、定電圧若しくは定電流を印加し、前記応力検知ホール素子の抵抗値の変動を検知電流若しくは検知電圧の変動として検出することで応力検知を行うものであってよい。
【００２０】
前記応力検知ホール素子は前記センサーホール素子と同一形状、同一サイズ、および同一構造のホール素子であってよい。
前記応力検知ホール素子として、前記センサーホール素子を兼用したものであってよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、応力検知用のセンサーホール素子において、隣接する２つの端子からなる２組の端子対を構成し、この２組の端子対を並列駆動するようにしたため、レイアウト面積の増大、応答時間の増加などを回避しつつ、磁気ホールセンサーの応力による磁気感度の変動を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気ホールセンサーの一例を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る磁気ホールセンサーの応力検知部の具体的な回路構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る磁気ホールセンサーの応力検知部で用いた応力検知ホール素子を２つ使用した場合、若しくはチョッパ駆動する構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る磁気ホールセンサーの応力検知部の応力検知ホール素子を並列駆動する構成の一例を示す図である。
【図５】発明の一実施形態に係る磁気ホールセンサーの応力検知部に関する具体的な回路構成の一例を示す図である。
【図６】一般的な磁気ホールセンサーの構成を示す図である。
【図７】ホール素子の形状の一例を示す図である。
【図８】ホール素子の形状の一例を示す図である。
【図９】特許文献１に記載の磁気ホールセンサーの回路構成を簡略化して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示される。
図１は、本実施形態に係る磁気ホールセンサーの一例を示す構成図である。
本実施形態に係る磁気ホールセンサー１は、図１に示すように、磁気センサー部１１０と、応力検知部１２０と、駆動電流生成部１３０と、を含んで構成される。
【００２４】
駆動電流生成部１３０は、磁気センサー部１１０の出力である起電力ＶＨおよび応力検知部１２０の出力ＳＳＴＲＥＳＳを入力とする演算部１３０ａを備える。
磁気センサー部１１０は、センサーホール素子１１１と、前記センサーホール素子１１１を駆動する駆動部１１２と、を備える。駆動部１１２は、演算部１３０ａからの指令信号に応じて、センサーホール素子１１１を駆動制御する。
【００２５】
応力検知部１２０は、応力検知ホール素子１２１と、前記応力検知ホール素子１２１を駆動する駆動部１２２と、を備える。
応力検知ホール素子１２１は、前記センサーホール素子１１１を応力検知ホール素子として兼用しても良いし、前記センサーホール素子１１１と同一特性を有するホール素子、つまり、前記センサーホール素子と同一形状、同一サイズ、および同一構造のホール素子を前記応力検知ホール素子１２１として用いても良い。
【００２６】
演算部１３０ａは、図９に示すデジタル演算部（ＤＳＰ；Digital Signal Processor）９４０を適用し、デジタル演算処理を行う演算部として構成してもよく、あるいは、アナログ回路を組み合わせてアナログ演算処理を行う演算部として構成してもよい。
本発明は、応力検知の方法に関する発明であって、生成した応力検知信号の使用用途を制限するものではない。したがって、以後、応力検知部１２０について詳細に説明する。
【００２７】
なお、前記磁気センサー部１１０は、センサーホール素子１１１を備え、当該センサーホール素子１１１を用いた磁気センサーであれば適用することができる。
図２は、図１の応力検知部１２０の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
応力検知部１２０は、前述のように、応力検知ホール素子１２１と、一般的なＶ−Ｉ変換回路を用いた駆動部１２２と、を用いて実現することができる。
【００２８】
具体的には、例えば、応力検知部１２０は、応力検知ホール素子１２１と、オペアンプ１２２１と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ１２２２（以下、単に「トランジスタ１２２２」という）と、を備え、オペアンプ１２２１とトランジスタ１２２２とで駆動部１２２を構成している。
【００２９】
応力検知ホール素子１２１は、図２に示すように、隣接して配置される２つの端子どうしからなる第１の端子対（ｔ１１、ｔ１２）および第２の端子対（ｔ２１、ｔ２２）のうち、第１の端子対のうちの一方の端子（例えばｔ１１）と、第２の端子対のうちの、前記一方の端子（ｔ１１）と隣接する端子（ｔ２１）とがトランジスタ１２２２のソース端子およびオペアンプ１２２１の一方の入力端子に接続される。同様に第１の端子対の他方の端子（ｔ１２）と第２の端子対の他方の端子（ｔ２２）とが接地される。
【００３０】
オペアンプ１２２１は、一方の入力端に基準電圧ＶＩＮが入力され、他方の入力端にはトランジスタ１２２２のソース端子電圧である電圧Ｖ１が入力される。オペアンプ１２２１の出力は、トランジスタ１２２２のゲート端子に印加される。
トランジスタ１２２２のドレイン端子は、例えば応力検知信号ＳSTRESSとして、次段に接続される出力端子である。トランジスタ１２２２のソース端子と接地との間に、応力検知ホール素子１２１が介挿される。
【００３１】
そして、トランジスタ１２２２のソース端子電圧である電圧Ｖ１と応力検知ホール素子１２１の抵抗値ＲＨＰＡＲＡとにより決まる電流を、応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳとして、トランジスタ１２２２のドレイン端子から出力するように構成されている。
ここで、トランジスタ１２２２のソース端子電圧Ｖ１は、オペアンプ１２２１の仮想接地により、基準電圧ＶＩＮと略等しいとみなすことができる。
【００３２】
オペアンプ１２２１の入力インピーダンスは、理想的には無限大であって、電圧Ｖ１からオペアンプ１２２１へは電流が流れ込まないため、応力検知ホール素子１２１に流れる電流ＩＳＴＲＥＳＳが、応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳとなる（ＩＳＴＲＥＳＳ＝ＳＳＴＲＥＳＳ）。
【００３３】
次に、本発明の磁気ホールセンサー１の動作を説明する。
まず、本発明の磁気ホールセンサー１の動作を説明する前に、２つのホール素子を応力検知用のホール素子として用いた場合の応力変動について説明する。
つまり、図９に示す従来の磁気ホールセンサーでは、応力による抵抗値の異なる２つの抵抗（９１０、９１１）を用いているが、この２つの抵抗（９１０、９１１）に替えて、図３に示すように、２つのホール素子を、応力検知用のホール素子として用いたものである。
【００３４】
図３において、ホール素子の、左上の端子をｔ１１、左下の端子をｔ１２、右上の端子をｔ２１、右下の端子をｔ２２とする。
図３（ａ）に示すように、第１のホール素子は、右上の端子ｔ２１から左下の端子ｔ１２方向に駆動する。このように駆動した場合の抵抗値をＲＨ１とする。図３（ｂ）に示すように、第２のホール素子は、左上の端子ｔ１１から右下の端子ｔ２２方向に駆動する。このように駆動した場合の抵抗値をＲＨ２とする。
【００３５】
第１および第２のホール素子の抵抗ＲＨ１、ＲＨ２は、方位が違うため、抵抗の変動量は異なる。ここで、抵抗ＲＨ１の変動誤差をΔＲＨ１、抵抗ＲＨ２の変動誤差をΔＲＨ２とすると、抵抗値ＲＨ１およびＲＨ２は、それぞれ次式（８）で表すことができる。
ＲＨ１＝ＲＨ１０×（１＋ΔＲＨ１）
ＲＨ２＝ＲＨ２０×（１＋ΔＲＨ２）          ……（８）
（８）式中のＲＨ１０、ＲＨ２０は、ＲＨ１、ＲＨ２それぞれの無応力時の抵抗値である。
【００３６】
無応力時の抵抗値ＲＨ１０、ＲＨ２０が同一値でありこの抵抗値をＲＨ０と仮定すると、（８）式は、次式（９）と表すことができる。
ＲＨ１＝ＲＨ０×（１＋ΔＲＨ１）
ＲＨ２＝ＲＨ０×（１＋ΔＲＨ２）          ……（９）
これら２つの抵抗値ＲＨ１およびＲＨ２の平均値は、次（１０）で表すことができる。
ＲＨＡＶＥ＝ＲＨ０×｛１＋（ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２）／２｝    ……（１０）
【００３７】
ここで、このように応力検出用のホール素子として２つのホール素子を用いると、レイアウト面積が大きくなる。
レイアウト面積の増大を防ぐために、応力検出用のホール素子として１つのホール素子を用い、この１つのホール素子をチョッパ駆動することで、ホール素子の駆動方向を切り替えて用いる方法なども考えられる。しかしながら、このように、１つのホール素子を用いて駆動方向を切り替える方法にあっては、応答時間が遅くなるという問題がある。
【００３８】
そこで、本実施形態では、応力検知用のホール素子として１つのホール素子を用い、図１に示すように、この１つのホール素子の、隣接する２つの端子からなる２組の端子対を、駆動部１２２および接地間に並列に接続し、２組の端子対を並列駆動するようにした、ホール素子の並列駆動を提案する。なお、ここでいう並列駆動とは、２組の端子対に対して同時に電圧を印加することをいう。
【００３９】
図４は、２組の端子対が並列に接続されてなる回路において、各端子対を並列駆動する際の抵抗の配置位置を表した図である。
図４（ａ）に示すように、図３と同様に、右上の端子ｔ２１から左下の端子ｔ１２方向に駆動した場合の抵抗値をＲＨ１とし、左上の端子ｔ１１から右下の端子ｔ２２方向に駆動した場合の抵抗値をＲＨ２とする。
【００４０】
図４（ｂ）に示すように、上側の２端子ｔ１１およびｔ２１どうしを駆動部１２２に接続し、下側の２端子ｔ２１およびｔ２２どうしを接地しているため、図４（ａ）に示す抵抗は、図４（ｂ）に示すように、抵抗ＲＨ１とＲＨ２とを並列に接続した回路と、抵抗ＲＨ１とＲＨ２とを並列に接続した回路とを２段積みにした形となる。簡易化のために２段積みを１段として考えると、図４（ｃ）に示す形となる。
【００４１】
ここで、図４（ｃ）において、抵抗ＲＨ１の変動誤差をΔＲＨ１、抵抗ＲＨ２の変動誤差をΔＲＨ２とする。図３の場合と同様に、無応力時の抵抗値をＲＨ１０、ＲＨ２０とし、且つこれら無応力時の抵抗値ＲＨ１０、ＲＨ２０が同一値でありＲＨ０であると仮定すると、並列に接続された抵抗ＲＨ２と抵抗ＲＨ１とを並列駆動する際の合成抵抗ＲＨＰＡＲＡは、次式（１１）で表すことができる。
ＲＨＰＡＲＡ
＝｛ＲＨ０（１＋ΔＲＨ１）×ＲＨ０（１＋ΔＲＨ２）｝／
｛ＲＨ０（１＋ΔＲＨ１）＋ＲＨ０（１＋ΔＲＨ２）｝
＝｛ＲＨ０（１＋ΔＲＨ１）×（１＋ΔＲＨ２）｝／（２＋ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２）
……（１１）
【００４２】
このようにして求めた、応力検出用のホール素子として１つのホール素子を用いて並列駆動した場合の合成抵抗ＲＨＰＡＲＡ（（１１）式）と、前記図３に示す応力検知用のホール素子として２つのホール素子を用いた場合の２つの抵抗の平均値ＲＨＡＶＥ（（１０）式）とを比較すると、これらは異なる。
【００４３】
そこで、この抵抗値が異なる点について述べる。
ここで、ＩＣチップの中心にホール素子を置いた場合、抵抗ＲＨ１と抵抗ＲＨ２とにかかる応力はほぼ等しくなる。抵抗変動ΔＲＨ１と抵抗変動ΔＲＨ２と、にかかる応力を等しいと仮定した場合、（１０）式および（１１）式は次式（１２）および（１３）で表すことができる。
ＲＨＡＶＥ＝ＲＨ０×（１＋ΔＲＨ）          ……（１２）
ＲＨＰＡＲＡ＝｛ＲＨ０×（１＋ΔＲＨ）｝／２          ……（１３）
【００４４】
（１２）および（１３）式から、２組の端子対を並列駆動しているため、抵抗値は半分になるが、変動は同じになることがわかる。
次に、抵抗ＲＨ１と抵抗ＲＨ２とにかかる応力に違いがある場合、（１１）式は、次式（１４）に示すように表すことができる。
２×ＲＨＰＡＲＡ
＝｛２ＲＨ０（１＋（ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２）＋ΔＲＨ１×ΔＲＨ２）｝／
（２＋ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２）
＝２ＲＨ０×｛１＋（ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２）｝／（２＋ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２）
＝ＲＨ０×｛１＋（ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２）／（２＋ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２）｝
……（１４）
【００４５】
前記（１０）式と（１４）式とでは括弧内の第２項の分母に差異がある。すなわち、（１０）式では、分母は“２”であるに対し、（１４）式では、分母は、“２＋ΔＲＨ１＋ΔＲＨ２”である。
しかしながら、（１０）式と（１４）式とでの差異は微小である。すなわち、例えば応力が１００ＭＰａ印加され、抵抗ＲＨ１の長手方向と、この抵抗ＲＨ１の長手方向と垂直な方向との応力差が２５ＭＰａであった場合には、４％程度の誤差である。
【００４６】
さらに、この４％の応力検知誤差を出力に当てはめると、０．２％程度の誤差となり、０．２％程度の誤差であれば、十分に補正ができることが分かる。
なお、上記の応力検知誤差の算出には、表１に示す引っ張り応力印加時のピエゾ係数を用いた。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
以上説明したように、図２に示すように２組の端子対が並列駆動される応力検知ホール素子１２１に電圧を印加することで、応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳを作成することができる。そして、この応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳは、次式（１５）で表すことができる。
ＳＳＴＲＥＳＳ＝ＩＳＴＲＥＳＳ＝Ｖ１／ＲＨＰＡＲＡ          ……（１５）
（１５）式に示すように、この応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳは応力量に応じて反比例する特性を示す。
【００４９】
応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳと応力量との間に比例関係をもたせたい場合には、図５に示すように、駆動部１２２として図２に示すオペアンプ１２２１およびトランジスタ１２２２を備えたＶ−Ｉ変換回路に替えて、定電流源１２２３を用いればよい。図５に示すように、駆動部１２２として定電流源１２２３を用いた場合、応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳは、次式（１６）で表すことができる。
ＳＳＴＲＥＳＳ＝ＶＳＴＲＥＳＳ＝ＲＨＰＡＲＡ×ＩＩＮ          ……（１６）
【００５０】
ここで、（１６）式中のＩＩＮは、定電流源１２２３から供給される駆動電流である。
以上説明したように、本実施形態に係る磁気ホールセンサー１によれば、応力検知ホール素子１２１において、隣接する２つの端子からなる２組の端子対を構成し、各端子対のうち同じ側にある端子どうし、つまり、図２に示すように、端子ｔ１１およびｔ２１を駆動部１２２に接続し、端子ｔ１２およびｔ２２を接地することにより、２組の端子対を並列接続し、これらを並列駆動するようにした。
【００５１】
そのため、応力検知ホール素子１２１の２組の端子対に対して同時に電圧供給を行い並列駆動するだけで、応力検知ホール素子１２１に応力がかかった場合の、直交する２方向における合成抵抗ＲＨＰＡＲＡを得ることができる。
つまり、２つの応力検知ホール素子を用いることによりレイアウト面積を増大させたり、あるいは、１つの応力検知ホール素子をチョッパ駆動することなどにより検知応答性を劣化させたりすることなく、応力検知を行うことができる。
【００５２】
また、応力検知ホール素子１２１として、センサーホール素子１１１と同一形状、同一サイズおよび同一構造のホール素子を用いること、すなわち特性が等しいホール素子を用いることによって、製造バラツキによる応力検知の精度低下を軽減することができる。また、応力検知ホール素子１２１の２組の端子対を、並列駆動することによって、応力検知ホール素子１２１として２つのホール素子を用いることによる、レイアウト面積の増加を抑制することができ、また、１つのホール素子を用いてチョッパ駆動することによって駆動方向を変えることによる応答時間の増加を回避しつつ、磁気ホールセンサーの応力による磁気感度の変動を補正することができる。
【００５３】
なお、上述のようにして応力検知部１２０において得た応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳを用いて、磁気センサー部１１０で検出した起電力ＶＨを補正する場合には、例えば、駆動電流生成部１３０の演算部１３０ａにおいて、前記（１５）式または（１６）式から、合成抵抗ＲＨＰＡＲＡを得て、この合成抵抗ＲＨＰＡＲＡから前記（７）式から、磁気感度Ｓの応力に伴う変化分を演算し、演算した磁気感度Ｓの変化分を考慮して、磁気センサー部１１０から入力される起電力ＶＨを、補正すればよい。
【００５４】
また、この補正は、次のようなタイミングで行えばよい。すなわち、磁気センサー部１１０による磁気検出を行う前に、まず、応力検知部１２０により応力検知を行って、応力検知信号ＳSTRESSを取得し記憶領域に記憶しておく。そして、磁気センサー部１１０による磁気検出により起電力ＶＨを得たとき、記憶領域に記憶しておいた応力検知信号ＳＳＴＲＥＳＳを用いて上記の手順で補正し、磁気ホールセンサー１全体としての磁気感度が一定となるように調整すればよい。なお、補正を行うタイミングは、磁気センサー部１１０による磁気検出を行う前に限るものではなく、磁気センサー部１１０による磁気検出を行っていないとき、磁気センサー部１１０による磁気検出と並行して応力検知を行うようにしてもよい。
【００５５】
また、磁気センサー部１１０を構成するセンサーホール素子１１１そのものを、応力検知ホール素子１２１として用いる場合には、応力検知ホール素子１２１の各端子の接続先を切り替えるための切り替えスイッチなどの切り替え部を設ける。そして、センサーホール素子１１１を、磁気センサーとして用いる場合には、例えば図６に示すように対向する２つの端子どうしを対として一方の対を電源端子、他方の対を出力端子として接続先を切り替えて、磁気センサーとして動作させる。一方、センサーホール素子１１１を、応力検知用のセンサとして用いる場合には、図２に示すように、隣接する端子どうしからなる２組の端子対として各端子対を駆動部１２２および接地間に並列に接続するように接続先を切り替える。このような構成とすることで、センサーホール素子１１１を、応力検知ホール素子１２１として兼用させるように構成してもよい。
【００５６】
また、センサーホール素子１１１の接続先を、磁気センサー用の駆動部１１２と応力検知用の駆動部１２２とで切り替えるための切り替えスイッチなどの切り替え部を設け、センサーホール素子１１１を、磁気センサーとして用いるか、応力検知用のホール素子として用いるのかを、切り替え部により切り替えるように構成すればよい。このとき、磁気検出用の駆動部１１２を、応力検知用の駆動部１２２としても利用できるように構成することも可能であり、この場合には、センサーホール素子１１１だけでなく、駆動部１１２も兼用するように構成することも可能である。
【００５７】
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【符号の説明】
【００５８】
１  磁気ホールセンサー
１１０  磁気センサー部
１２０  応力検知部
１１１  センサーホール素子
１１２  駆動部
１２１  応力検知ホール素子
１２２  駆動部
１２２１  オペアンプ
１２２２  Ｎ型ＭＯＳトランジスタ
１２２３  定電流源
１３０  駆動電流生成部
１３０ａ  演算部
９１０  Ｎ型拡散抵抗
９１１  Ｐ型拡散抵抗
９２０  ホール素子
９３０、９３１  ＡＤＣ（ＡＤコンバータ）
９４０  ＤＳＰ（Digital Signal Processor）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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