(57)【要約】【課題】演算回路で発生する温度特性を任意に調整できるようにしたセンサ閾値決定回路を提供すること。【解決手段】第１の閾値電流生成回路２４０は、第１の閾値電流ＩＢを生成する。第２の閾値電流生成回路２４１は、第２の閾値電流ＩＣを生成する。インピーダンス変換回路２７０は、磁気センサ２２０の差動出力を増幅して出力する。電圧比較回路２６０は、インピーダンス変換回路２７０の差動出力を比較する。第１の閾値電流切替回路２５０は、第１の閾値電流ＩＢを磁気センサ２２０の差動出力の片側へ選択的に切り替えて流し込む。第２の閾値電流切替回路２５１は、第２の閾値電流ＩＣをインピーダンス変換回路２７０の差動出力の片側へ選択的に切り替えて流し込む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサを駆動する駆動回路と、
第１の閾値電流を生成する第１の閾値電流生成回路と、
第２の閾値電流を生成する第２の閾値電流生成回路と、
前記磁気センサの差動出力を増幅して出力するインピーダンス変換回路と、
該インピーダンス変換回路の差動出力を比較する電圧比較回路と、
前記第１の閾値電流生成回路で生成された前記第１の閾値電流を前記磁気センサの差動出力の片側へ選択的に切り替えて流し込む第１の閾値電流切替回路と、
前記第２の閾値電流生成回路で生成された前記第２の閾値電流を前記インピーダンス変換回路の差動出力の片側へ選択的に切り替えて流し込む第２の閾値電流切替回路と
を備えているセンサ閾値決定回路。
【請求項２】
前記第１の閾値電流切替回路と前記第２の閾値電流切替回路は、前記電圧比較回路の出力に基づいて選択的に切り替えられる請求項１に記載のセンサ閾値決定回路。
【請求項３】
前記電圧比較回路の出力に基づいて切替信号を生成する切替信号生成回路をさらに備え、
前記第１の閾値電流切替回路と前記第２の閾値電流切替回路は、前記切替信号に基づいて選択的に切り替えられる請求項１に記載のセンサ閾値決定回路。
【請求項４】
前記切替信号生成回路は、
前記第１の閾値電流を前記磁気センサの差動出力の正側へ流し込み、前記第２の閾値電流を前記インピーダンス変換回路の差動出力の負側へ流し込む切り替えと、
前記第１の閾値電流を前記磁気センサの差動出力の負側へ流し込み、前記第２の閾値電流を前記インピーダンス変換回路の差動出力の正側へ流し込む切り替えと
を行う請求項３に記載のセンサ閾値決定回路。
【請求項５】
前記磁気センサと、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ閾値決定回路とが、半導体基板上に形成された磁気センサＩＣチップ。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気センサＩＣチップと磁石とを備えている磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ閾値決定回路に関し、より詳細には、演算回路で発生する温度特性を任意に調整できるようにしたセンサ閾値決定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子工業では各種類のセンサが幅広く使われている。低消費や低コスト、高信頼性、高速動作やセンサ出力のデジタル出力化など、顧客のシステムに使用しやすいセンサが顧客から強く求められている。さらに、バッテリ動作する民生の携帯機器にもセンサがいろいろな用途で使われており、これらの要求に加えて更なる低消費や低電圧動作の要求が高まっている。
【０００３】
各種センサの中でも、４端子型の回路構成あるいは等価回路を考えることができるホール素子や磁気抵抗素子、歪みセンサ、圧力センサ、温度センサ、加速度センサなどは、重要なセンサであって、そのセンサ出力電圧が、センサ駆動電圧と磁気、圧力、温度などセンサ入力に比例、あるいは関数となるセンサである。
この種のセンサは、通常アナログ出力であるので、マイクロコンピュータ（マイコン）などの制御回路とセンサの接続性から、そのセンサ出力をある閾値以上で１、閾値以下で０となるデジタル出力に変換してマイコンとインターフェイスし、閾値には外来ノイズによる誤動作を避けるためにヒステリシスを同時に付けて構成したセンサ閾値決定回路が一般的に使われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、各種センサの出力をデジタル化するために必要な閾値を決める回路としてのセンサ閾値決定回路が開示されている。この特許文献１に記載のものは、センサの製造バラツキやセンサ駆動電圧、バイアス電流に依存しないヒステリシス特性を与えることを可能にしたセンサ閾値決定回路である。
また、特許文献２に記載のものは、センサの外部入力に対してセンサの抵抗に依存しないヒステリシス特性を持たせたデジタル出力を得ることのできるセンサ閾値決定回路に関するもので、センサを駆動するためのセンサ駆動電流を検出するセンサ駆動電流検出手段と、センサ駆動電流検出手段から検出されたセンサ駆動電流を所定倍したバイアス電流を出力するセンサバイアス電流出力手段と、センサの出力インピーダンスを所定のインピーダンスに変換するインピーダンス変換手段と、センサから出力されたセンサ出力電圧を比較して、センサ出力電圧をデジタル値として出力する電圧比較手段とを備え、変換後の出力インピーダンスに対して、バイアス電流を流すことによって、デジタル値として出力するための閾値電圧を決定するものである。
【０００５】
図１は、従来のセンサ閾値決定回路を説明するための回路構成図である。このセンサ閾値決定回路１１は、駆動電圧源１１０と、４端子型センサ１２０と、センサ駆動電流検出回路１３０とセンサバイアス電流出力回路１４０と、バイアス電流切り替え回路１５０と、インピーダンス変換回路１７０とを具備するセンサ閾値決定回路である。
このセンサ閾値決定回路１１において、センサ駆動電流検出回路１３０とセンサバイアス電流出力回路１４０とで電流ミラー回路が構成されている。電流ミラー回路は、センサ駆動電流Ｉを所定（１／Ｋ＝ＲＳ／ＲＢ）倍したセンサバイアス電流ＩＢを出力する。そして、４端子型センサにバイアス電流ＩＢを流し、ＶＳＵＭＰにバイアス電流が流れる場合は、センサ閾値電圧Ｖｘ＝ＩＢ×Ｒ２、及び、ＶＳＵＭＮにバイアス電流が流れる場合はセンサ閾値電圧Ｖｙ＝ＩＢ×Ｒ４を発生させる。
【０００６】
センサ外部入力ＢＩＮにより４端子型センサ１２０に発生させた起電力ＶＨとセンサ閾値電圧Ｖｘ及びＶｙとを電圧比較器１６０にて比較する。これにより、センサ外部入力ＢＩＮに対し、センサ抵抗Ｒやセンサ駆動電圧、センサ駆動電流に依存しないヒステリシス特性を持ったデジタル出力を得ることができる回路である。
図２は、従来のセンサ閾値決定回路を説明するための他の回路構成図である。このセンサ閾値決定回路１２は、４端子型センサ１２０と、センサ駆動電流検出回路１３０と、センサバイアス電流出力回路１４１と、バイアス電流切り替え回路１５１と、インピーダンス変換回路１７０とを具備するセンサ閾値決定回路である。
【０００７】
インピーダンス変換回路１７０は、演算増幅器１７２によるボルテージフォロアの回路構成と、演算増幅器１７１と抵抗ＲＧ１と抵抗ＲＧ２とによる非反転増幅回路の構成とを組み合わせたものである。なお、インピーダンス変換回路１７０の構成としては、演算増幅器１７１と抵抗ＲＧ１と抵抗ＲＧ２とから非反転増幅回路を構成とする必要は無く、抵抗ＲＧ１、ＲＧ２を無くして、演算増幅器１７１も演算増幅器１７２と同様にボルテージフォロアの構成としても良い。この構成の場合、インピーダンス変換回路１７０のゲインは１となる。
【０００８】
このセンサ閾値決定回路１２において、センサ駆動電流検出回路１３０とセンサバイアス電流出力回路１４１とで電流ミラー回路が構成されている。電流ミラー回路は、センサ駆動電流Ｉを所定（１／Ｋ＝ＲＳ／ＲＢ）倍したセンサバイアス電流ＩＢを出力する。そして、インピーダンス変換回路１７０のインピーダンス変換用抵抗ＲＳＵＭ１、ＲＳＵＭ２にバイアス電流ＩＢを流し、センサ閾値電圧Ｖｘ＝ＩＢ×ＲＳＵＭ１、及びセンサ閾値電圧Ｖｙ＝ＩＢ×ＲＳＵＭ２を発生させる。センサ外部入力ＢＩＮにより４端子センサ１２０に発生させた起電力ＶＨをインピーダンス変換回路１７０にてゲインＡ（＝１＋ＲＧ２／ＲＧ１）倍にて増幅した電圧Ａ×ＶＨとセンサ閾値電圧Ｖｘ及びＶｙとを電圧比較器１６０にて比較する。これにより、センサ外部入力ＢＩＮに対し、センサ抵抗Ｒやセンサ駆動電圧、センサ駆動電流に依存しないヒステリシス特性を持ったデジタル出力を得ることができる回路である。
【０００９】
図２に示したセンサ閾値決定回路１２は、ＲＳＵＭ１及びＲＳＵＭ２の素材を変えることによって、素材の温度特性が閾値電圧の温度特性に影響するため、閾値電圧の温度特性を任意に調整できるという特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１０８４８０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２６９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のセンサ閾値決定回路において、図１に示したセンサ閾値決定回路１１では、閾値電圧の温度特性を任意に決めることができない。
また、図２に示したセンサ閾値決定回路１２では、インピーダンス変換器１７０にあるＲＳＵＭ１、ＲＳＵＭ２の抵抗の温度特性によって閾値電圧の温度特性が任意に決定できるが、ＲＳＵＭ１、ＲＳＵＭ２の抵抗の温度特性が正のものしかない場合は負の温度特性を生成することができない。
【００１２】
センサ閾値決定回路において、４端子型センサが磁束密度を検出するＨＡＬＬセンサの場合、磁石の磁束密度を検出することになるが磁石の温度特性が負の温度特性をもつことが多いため、センサ閾値決定回路の温度特性も負の温度特性をもつことが望ましい。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、演算回路で発生する温度特性を任意に調整できるようにしたセンサ閾値決定回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、磁気センサ（２２０）を駆動する駆動回路（２３０）と、第１の閾値電流（ＩＢ）を生成する第１の閾値電流生成回路（２４０）と、第２の閾値電流（ＩＣ）を生成する第２の閾値電流生成回路（２４１）と、前記磁気センサ（２２０）の差動出力を増幅して出力するインピーダンス変換回路（２７０）と、該インピーダンス変換回路（２７０）の差動出力を比較する電圧比較回路（２６０）と、前記第１の閾値電流生成回路（２４０）で生成された前記第１の閾値電流（ＩＢ）を前記磁気センサ（２２０）の差動出力の片側へ選択的に切り替えて流し込む第１の閾値電流切替回路（２５０）と、前記第２の閾値電流生成回路（２４１）で生成された前記第２の閾値電流（ＩＣ）を前記インピーダンス変換回路（２７０）の差動出力の片側へ選択的に切り替えて流し込む第２の閾値電流切替回路（２５１）とを備えていることを特徴とするセンサ閾値決定回路（２１）である。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の閾値電流切替回路（２５０）と前記第２の閾値電流切替回路（２５１）は、前記電圧比較回路（２６０）の出力に基づいて選択的に切り替えられることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電圧比較回路（２６０）の出力に基づいて切替信号（ＩＳ）を生成する切替信号生成回路（２８０）をさらに備え、前記第１の閾値電流切替回路（２５０）と前記第２の閾値電流切替回路（２５１）は、前記切替信号（ＩＳ）に基づいて選択的に切り替えられることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記切替信号生成回路（２８０）は、前記第１の閾値電流（ＩＢ）を前記磁気センサ（２２０）の差動出力の正側へ流し込み、前記第２の閾値電流（ＩＣ）を前記インピーダンス変換回路（２７０）の差動出力の負側へ流し込む切り替えと、前記第１の閾値電流（ＩＢ）を前記磁気センサ（２２０）の差動出力の負側へ流し込み、前記第２の閾値電流（ＩＣ）を前記インピーダンス変換回路（２７０）の差動出力の正側へ流し込む切り替えとを行うことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、前記磁気センサ（２２０）と、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ閾値決定回路（２１）とが、半導体基板上に形成されたことを特徴とする磁気センサＩＣチップである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の磁気センサＩＣチップと磁石とを備えていることを特徴とする磁気検出装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、センサ閾値決定回路で決まる閾値電圧の温度特性を正負問わずに任意に決定できるようにしたセンサ閾値決定回路を実現することができる。特に、インピーダンス変換用抵抗の素材による温度特性と、センサ駆動電流検出回路とセンサバイアス出力回路にある抵抗を任意に調整することで、センサ閾値決定回路で決まる閾値電圧の温度特性を正負問わずに任意に決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のセンサ閾値決定回路を説明するための回路構成図である。
【図２】従来のセンサ閾値決定回路を説明するための他の回路構成図である。
【図３】本発明に係るセンサ閾値決定回路の実施形態を説明するための回路構成図である。
【図４】図３に示した本発明のセンサ閾値決定回路の具体的な回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。  
発明者は、センサ閾値決定回路の温度特性を正負どちらでも任意の調整できる回路を見出し、本発明を成すに至った。
図３は、本発明に係るセンサ閾値決定回路の実施形態を説明するための回路構成図である。図中符号２１はセンサ閾値決定回路、２２０は４端子型センサ（磁気センサ）、２３０は駆動回路（センサ駆動電流検出回路）、２４０は第１の閾値電流生成回路、２４１は第２の閾値電流生成回路、２５０は第１の閾値電流切替回路、２５１は第２の閾値電流切替回路、２６０は電圧比較器、２７０はインピーダンス変換回路、２８０は切替信号生成回路を示している。
【００２０】
本発明のセンサ閾値決定回路２１は、演算回路で発生する温度特性を任意に調整できるようにしたセンサ閾値決定回路である。
駆動回路２３０は、磁気センサ２２０を駆動する。第１の閾値電流生成回路２４０は、第１の閾値電流ＩＢを生成する。第２の閾値電流生成回路２４１は、第２の閾値電流ＩＣを生成する。
【００２１】
インピーダンス変換回路２７０は、磁気センサ２２０の差動出力を増幅して出力する。電圧比較回路２６０は、インピーダンス変換回路２７０の差動出力を比較する。
第１閾値電流切替回路２５０は、切替信号生成回路２８０の出力に応じて、第１の閾値電流生成回路２４０で生成された第１の閾値電流ＩＢを磁気センサ２２０の差動出力の片側へ選択的に切り替えて流し込む。
【００２２】
第２の閾値電流切替回路２５１は、切替信号生成回路２８０の出力に応じて、第２の閾値電流生成回路２４１で生成された第２の閾値電流ＩＣをインピーダンス変換回路２７０の差動出力の片側へ選択的に切り替えて流し込む。
また、第１の閾値電流切替回路２５０と第２の閾値電流切替回路２５１は、電圧比較回路２６０の出力に基づいて選択的に切り替えられる。つまり、電圧比較回路２６０は、インピーダンス変換回路１７０の差動出力を比較する。
【００２３】
また、電圧比較回路２６０の出力に基づいて切替信号ＩＳを生成する切替信号生成回路２８０をさらに備え、第１の閾値電流切替回路２５０と第２の閾値電流切替回路２５１は、切替信号ＩＳに基づいて選択的に切り替えられる。
また、切替信号生成回路２８０は、第１の閾値電流ＩＢを磁気センサ２２０の差動出力のＶＰ側へ流し込み、第２の閾値電流ＩＣをインピーダンス変換回路２７０の差動出力のＶＳＵＭＮ側へ流し込む切り替えと、第１の閾値電流ＩＢを磁気センサ２２０の差動出力のＶＮ側へ流し込み、第２の閾値電流ＩＣをインピーダンス変換回路２７０の差動出力のＶＳＵＭＰ側へ流し込む切り替えとを行う。
【００２４】
このようにして、本発明のセンサ閾値決定回路２１は、第１の閾値電流ＩＢと第２の閾値電流ＩＣを用いて、閾値電圧の温度特性を正・負ともに任意に調整することが可能となる。この任意調整機能について以下に、具体的に説明する。
駆動回路２３０により４端子センサ２２０を駆動し、電位差ＶＨを得る。第１の閾値電流生成回路２４０で生成された第１の閾値電流ＩＢと４端子センサ２２０の抵抗Ｒとにより第１の閾値電圧ＶＢを得る。また、第２の閾値電流生成回路２４１で生成された第２の閾値電流ＩＣとインピーダンス変換抵抗ＲＳＵＭとにより第２の閾値電圧ＶＣを得る。
【００２５】
したがって、４端子型センサ２２０の出力に対して、第１の閾値電圧ＶＢと、第２の閾値電圧ＶＣが加算されて、電圧比較回路２６０に入力される。このとき、電圧比較回路２６０の入力電圧ＶＳＵＭＰ−ＶＳＵＭＮは、以下のようになる。
ＶＳＵＭＰ−ＶＳＵＭＮ＝Ｇ（ＶＨ＋ＶＢ）＋ＶＣ
（なお、Ｇはインピーダンス変換回路２７０の利得である）
したがって、電圧比較回路２６０の判定結果が切り替わる４端子センサ２２０の出力は（ＶＳＵＭＰ−ＶＳＵＭＮ＝０になるＶＨ０）、以下のようになる。
ＶＨ０＝−（ＶＣ／Ｇ＋ＶＢ）
【００２６】
このとき、４端子センサ２２０の抵抗Ｒ、インピーダンス変化抵抗ＲＳＵＭの温度特性による、第１の閾値電圧ＶＢと第２の閾値電圧ＶＣの温度変動をそれぞれΔＶＢ，ΔＶＣとすると、上述したＶＨ０の温度変動であるΔＶＨ０は、以下のようになる。
ΔＶＨ０＝−（ｋ×ΔＶＣ＋ｍ×ΔＶＢ）
（なお、ｋ、ｍは定数）
第１の閾値電流切替回路２５０と第２の閾値電流切替回路２５１により、差動出力のどちら側に閾値電圧を加算するかによって、ＶＣ又はＶＢの符号は正負どちらにでも切り替えることができる。
【００２７】
例えば、ＶＢを負、ＶＣを正にすると、上述したΔＶＨ０は、以下のようになる。
ΔＶＨ０＝ｍ×ΔＶＢ−ｋ×ΔＶＣ
つまり、温度係数ΔＶＢ又はΔＶＣがそれぞれ正の温特を有するものであっても、定数ｍ，ｋなどを調整することで、センサ閾値に負の温特をもたせることが可能となる。
以上のように、第１の閾値電流ＩＢと第２の閾値電流ＩＣをそれぞれ差動出力のどちら側に加算するかを切り替える構成とすることで、センサ閾値に正・負の温度特性を任意にもたせることが可能となる。
【００２８】
図４は、図３に示した本発明のセンサ閾値決定回路の具体的な回路構成図である。図中符号２１０は駆動電圧源を示している。なお、図３と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
本発明のセンサ閾値決定回路２１は、上述した図１に示した従来のセンサ閾値決定回路１１、及び、図２に示した従来のセンサ閾値決定回路１２と比較して、第１の閾値と第２の閾値を加減算するという点で従来のセンサ閾値決定回路と異なる。従来回路では、閾値の温度特性は、抵抗の温度特性や閾値電流の温度特性に依存して決まっており、抵抗の温度特性は素材で決まっていたため正負逆の温度特性を作成することは不可能であった。しかし、本発明では、２つの閾値を加減算することで温度特性を正負任意に調整することが可能となる。
【００２９】
センサ駆動電流検出回路２３０に流れる電流Ｉ０は、以下の式（１）のように、４端子型センサ２２０に流れる電流Ｉ１とＩ２の総和になる。
Ｉ０＝Ｉ１＋Ｉ２  ・・・（１）
センサ外部入力ＢＩＮとした場合、センサ出力電圧ＶＨは、ホール起電力であるのでホール定数ＲＨ、センサ厚みをｔ、ホール駆動電流をＩとすると、一般的にホール起電力は、ＲＨ／ｔ×Ｉ×ＢＩＮのよに定義される。センサ閾値決定回路２１において、ホール駆動電流はＩ０であるので、センサ出力電圧ＶＨは、以下の式（２）のようになる。
ＶＨ＝ＲＨ／ｔ×Ｉ０×ＢＩＮ  ・・・（２）
【００３０】
第１の閾値電流生成回路２４０は、センサ駆動検出回路２３０で用いる抵抗ＲＳの端子間電圧と第１の閾値電流生成回路２４０にある抵抗ＲＡ端子間電圧が同じ電位差になるようフィードバックがかかっているため、第１の閾値電流生成回路２４０で生成されるバイアス電流ＩＢは、ＩＢ×ＲＡ＝Ｉ０×ＲＳの関係から、以下の式（３）のようになる。
ＩＢ＝ＲＳ／ＲＡ×Ｉ０  ・・・（３）
【００３１】
第１の閾値電流切替回路２５０のＳＷ１がＯＮする場合を考えた時、第１の閾値電流ＩＢは、４端子センサ２２０のＲ４に流れ込む。このとき、４端子センサ２２０の電圧ＶＰは、Ｉ１×Ｒ２、ＶＮは（Ｉ２＋ＩＢ）×Ｒ４となる。４端子センサ２２０の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が同じ抵抗値Ｒである場合、電位差ＶＰ−ＶＮは、以下の式（４）のようになる。
ＶＰ−ＶＮ＝Ｉ１×Ｒ２−Ｉ２×Ｒ４−ＩＢ×Ｒ４＋ＶＨ
＝Ｒ×（Ｉ１−Ｉ２−ＩＢ）＋ＶＨ  ・・・（４）
【００３２】
また、センサ駆動検出回路２３０と４端子センサとの接続点Ｖｓは、
Ｖｓ＝ＶＰ＋Ｒ１×Ｉ１＝ＶＮ＋Ｒ３×Ｉ２
であるから、以下の式（５）が成り立つ。
ＶＰ＋Ｒ×Ｉ１＝ＶＮ＋Ｒ×Ｉ２
ＶＰ−ＶＮ＝Ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）  ・・・（５）
【００３３】
上記（４），（５）より、以下の関係が成り立つ。
Ｒ×（Ｉ１−Ｉ２−ＩＢ）＋ＶＨ＝Ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）
Ｉ１＝Ｉ２＋ＩＢ／２−ＶＨ／Ｒ／２
上記式（１）より、電流Ｉ１及びＩ２は、以下の式（６）及び（７）のようになる。
Ｉ１＝Ｉ０‐Ｉ１＋ＩＢ／２−ＶＨ／Ｒ／２
Ｉ１＝Ｉ０／２＋ＩＢ／４−ＶＨ／Ｒ／４  ・・・（６）
Ｉ２＝Ｉ０／２−ＩＢ／４＋ＶＨ／Ｒ／４  ・・・（７）
【００３４】
上記式（５）に式（６）、式（７）を代入すると、
ＶＰ−ＶＮ＝Ｒ×（Ｉ０／２−ＩＢ／４＋ＶＨ／Ｒ／４−Ｉ０／２−ＩＢ／４＋ＶＨ／Ｒ／４）＝−Ｒ×ＩＢ／２＋ＶＨ／２
式（２）（３）より、ＶＰ−ＶＮは、以下のようになる。
ＶＰ−ＶＮ＝−Ｒ×ＲＳ／ＲＡ×Ｉ０／２＋ＲＨ／ｔ×Ｉ０×ＢＩＮ／２
＝Ｉ０／２×（−Ｒ×ＲＳ／ＲＡ＋ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ）
【００３５】
ここで、Ｉ０＞＞ＩＢとした場合、Ｉ０≒Ｖｓ／Ｒと近似できるため、上記式は、以下の式（８）で近似できる。
ＶＰ−ＶＮ≒Ｖｓ／２×（−ＲＳ／ＲＡ＋ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ）・・・（８）
また、Ｖｓは、ＲｓとＲの抵抗分圧で決まるため、以下の式（９）であらわされる。
Ｖｓ＝Ｖｃｃ×Ｒ／（Ｒ＋Ｒｓ）  ・・・（９）
【００３６】
第２の閾値電流生成回路２４１は、センサ駆動検出回路２３０で用いる抵抗ＲＳの端子間電圧と第２の閾値電流生成回路２４１にある抵抗ＲＢ端子間電圧が同じ電位差になるようフィードバックがかかっているため、第２の閾値電流生成回路２４１で生成されるバイアス電流ＩＣは、ＩＣ×ＲＢ＝Ｉ０×ＲＳの関係から
ＩＣ＝ＲＳ／ＲＢ×Ｉ０
Ｉ０＝Ｖｓ／Ｒより
ＩＣ＝ＲＳ／ＲＢ×Ｖｓ／Ｒ  ・・・（１０）
第１の閾値電流切替回路２５０のＳＷ１がＯＮしている状態を想定しているため、第２の閾値電流切替回路２５１のＳＷ４がＯＮしている。
【００３７】
インピーダンス変換回路２７０にある抵抗ＲＧ１、ＲＧ２からＶＮＸ１、ＶＮＸ２の電位差は、
ＶＮＸ２−ＶＮＸ１＝（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）×（ＶＰ−ＶＮ）
式（８）より
ＶＮＸ２−ＶＮＸ１＝（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）×Ｖｓ／２×（−ＲＳ／ＲＡ＋ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ）  ・・・（１１）
インピーダンス変換回路２７０のＲＳＵＭ２にＩＣが流れるため、ＶＳＵＭＰとＶＳＵＭＮの電位差は、
ＶＳＵＭＰ−ＶＳＵＭＮ＝ＶＮＸ２−ＶＮＸ１＋ＲＳＵＭ２×ＩＣ
（９），（１０）より
ＶＳＵＭＰ−ＶＳＵＭＮ
＝（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）×Ｖｓ／２×（−ＲＳ／ＲＡ＋ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ）＋ＲＳＵＭ２×ＲＳ／ＲＢ×Ｖｓ／Ｒ            ・・・（１２）
となる。
【００３８】
ここで各素子の温度係数を考える。抵抗ＲＧ２，ＲＧ１，ＲＳ，ＲＢを同じ素子を使った場合、この素子の温度係数をΔＲｓ、ＲＡを４端子センサの抵抗Ｒと同じ素材の抵抗で作った場合、この素子の温度係数をΔＲ、ＲＳＵＭ１の温度係数をΔＲｓｕｍとしたとき、
ＶＳＵＭＰ−ＶＳＵＭＮ＝（１＋ＲＧ２×ΔＲｓ／（ＲＧ１×ΔＲｓ））×Ｖｓ／２×（−ＲＳ×ΔＲｓ／（ＲＡ×ΔＲｓ）＋ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ）＋ＲＳＵＭ２×ΔＲｓｕｍ×ＲＳ×ΔＲｓ／（ＲＢ×ΔＲｓ）×Ｖｓ／（Ｒ×ΔＲ）
ＶＳＵＭＰ−ＶＳＵＭＮ＝（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）×Ｖｓ／２×（−ＲＳ／ＲＡ＋ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ）＋ＲＳＵＭ２×ΔＲｓｕｍ×ＲＳ／ＲＢ×Ｖｓ／（Ｒ×ΔＲ）
電圧比較回路２６０の入力ＶＳＵＭＰとＶＳＵＭＮが同じ電圧になった時に出力ＶＣＯＭＰが反転する。ＶＳＵＭＰ＝ＶＳＵＭＮとなるときのＢＩＮを求めると、
（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）×Ｖｓ／２×（−ＲＳ／ＲＡ＋ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ）
＝−ＲＳＵＭ２×ΔＲｓｕｍ×ＲＳ／ＲＢ×Ｖｓ／（Ｒ×ΔＲ）
（−ＲＳ／ＲＡ＋ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ）＝−ＲＳＵＭ２×ΔＲｓｕｍ×ＲＳ／ＲＢ／（Ｒ×ΔＲ）／（（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）／２）
ＲＨ／ｔ×ＢＩＮ＝−ＲＳＵＭ２×ΔＲｓｕｍ×ＲＳ／ＲＢ／（Ｒ×ΔＲ）／（（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）／２）＋ＲＳ／ＲＡ
ＢＩＮ＝−ＲＳＵＭ２×ΔＲｓｕｍ×ＲＳ／ＲＢ／（Ｒ×ΔＲ）／（（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）／２）／ＲＨ×ｔ＋ＲＳ／ＲＡ／ＲＨ×ｔ  ・・・（１３）
式（１３）の温度係数以外を定数とする。第１項のＲＳＵＭ２×ＲＳ／ＲＢ／Ｒ／（（１＋ＲＧ２／ＲＧ１）／２）／ＲＨ×ｔをＧ１、第２項のＲＳ／ＲＡ／ＲＨ×ｔをＧ２と置くと、（１３）は、
ＢＩＮ＝−Ｇ１×ΔＲｓｕｍ／ΔＲ＋Ｇ２  ・・・（１４）
となる。Ｇ１，Ｇ２は、各抵抗値をそれぞれ決定することで任意の定数となる。式（１４）からセンサ入力ＢＩＮが−Ｇ１×ΔＲｓｕｍ／ΔＲ＋Ｇ２の時に電圧比較回路（１６０）の出力が反転する。つまり−Ｇ１×ΔＲｓｕｍ／ΔＲ＋Ｇ２が閾値となる。
【００３９】
閾値−Ｇ１×ΔＲｓｕｍ／ΔＲ＋Ｇ２は、ΔＲｓｕｍが正の温特を持つ素子である場合でも差で比較できるためＧ１、Ｇ２の値によって閾値に負の温特を持たすことができる。
これによって、磁石などの磁場の負の温度依存性を、閾値に負の温特を持たせることによって、精度良く補正することができる。
なお、磁気センサ２２０と、上述したセンサ閾値決定回路２１とを、半導体基板上に形成されて磁気センサＩＣチップを実現することができる。また、この磁気センサＩＣチップと磁石とを備えることにより磁気検出装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１１，１２，２１  センサ閾値決定回路
１１０，２１０  駆動電圧源
１２０，２２０  ４端子型センサ（磁気センサ）
１３０，２３０  駆動回路（センサ駆動電流検出回路）
１４０，１４１  センサバイアス電流出力回路
１５０，１５１  バイアス電流切り替え回路
１６０，２６０  電圧比較器
１７０，２７０  インピーダンス変換回路
１７１，１７２  演算増幅器
２４０  第１の閾値電流生成回路
２４１  第２の閾値電流生成回路
２５０  第１の閾値電流切替回路
２５１  第２の閾値電流切替回路
２８０  切替信号生成回路
【図１】
2015172554.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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