磁傳感器裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】磁傳感器裝置，是使用霍爾元件的磁傳感器，降低使用自旋電流方式的、降低磁偏移的電路中的磁偏移。該磁傳感器裝置具有：電流路徑切換用開(kāi)關(guān)，其與霍爾元件的各端子連接，在第一電流路徑和第二電流路徑之間進(jìn)行切換；輸出路徑切換用開(kāi)關(guān)，其與霍爾元件的各端子連接，將輸出霍爾電壓的路徑在第一輸出路徑和第二輸出路徑之間進(jìn)行切換；以及減法器，其輸出第一輸出路徑的輸出電壓和第二輸出路徑的輸出電壓之間的差分，使第一輸出路徑和第二輸出路徑的布線(xiàn)電阻值構(gòu)成為相同。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
磁傳感器裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及使用霍爾元件的磁傳感器裝置，更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，設(shè)及降低自旋電流方式 的磁傳感器裝置的磁偏移的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 從霍爾元件輸出的霍爾電壓不僅是被施加的磁場(chǎng)的信號(hào)成分，還包含磁偏移成 分。磁偏移是指由于制造霍爾元件時(shí)的制造偏差或施加到霍爾元件的應(yīng)力等各種原因而產(chǎn) 生的誤差成分。由于磁偏移是誤差成分，所W較大程度地影響到磁傳感器的精度下降。
[0003] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了 一種使用自旋電流方式來(lái)降低磁偏移成分的電路。在自旋電流 方式中，輸出W下兩個(gè)霍爾電壓的差分，該兩個(gè)霍爾電壓為:針對(duì)霍爾元件使電流在第一方 向上流過(guò)，并從此時(shí)不流過(guò)電流的2個(gè)端子獲得的霍爾電壓；W及針對(duì)霍爾元件使電流在與 第一方向垂直的第二方向上流過(guò)，從此時(shí)不流過(guò)電流的2個(gè)端子獲得的霍爾電壓。因此，由 于僅將第一方向和第二方向的信號(hào)成分相加，所W磁偏移成分被抵消。
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2001-337147號(hào)公報(bào)
[0005] 但是，即使使用自旋電流方式，也存在W下問(wèn)題：由于布局圖案對(duì)寄生電阻的影 響，產(chǎn)生新的噪聲成分。
[0006] 圖5是W往的磁傳感器裝置的配置布線(xiàn)圖。
[0007] 運(yùn)里，使電流從SW3向SW4在第一方向上流過(guò)。在使用霍爾元件的磁傳感器中，在自 旋電流方式的磁偏移降低電路中，在輸出電壓切換用N溝道型場(chǎng)效應(yīng)晶體管SW5和SW6的N+ 源極與P型基板之間存在PN結(jié)二極管Dl~D4,漏電流少量流過(guò)。因此，如果從霍爾元件的端 子Hl~H4到輸出電壓切換用N溝道型場(chǎng)效應(yīng)晶體管SW5和SW6的N+源極的布線(xiàn)電阻不是相同 值，則即使從霍爾元件輸出相同的霍爾電壓，也會(huì)產(chǎn)生PN結(jié)二極管引起的壓降，從而第一方 向和第二方向上的信號(hào)電平產(chǎn)生差異，即使使用自旋電流方式的偏移降低電路也會(huì)殘存噪 聲成分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明正是鑒于運(yùn)種問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的在于在使用霍爾元件的磁傳感器 中，關(guān)于用于降低磁偏移的自旋電流方式的電路，通過(guò)對(duì)布局圖案進(jìn)行研究，降低磁偏移。
[0009] 為了解決上述的課題，本發(fā)明的磁傳感器裝置設(shè)為W下的結(jié)構(gòu)。
[0010] -種磁傳感器裝置，其具有：電流路徑切換用開(kāi)關(guān)，其與霍爾元件的各端子連接， 在第一電流路徑和第二電流路徑之間進(jìn)行切換;輸出路徑切換用開(kāi)關(guān)，其與霍爾元件的各 端子連接，將輸出霍爾電壓的路徑在第一輸出路徑和第二輸出路徑之間進(jìn)行切換；W及減 法器，其輸出第一輸出路徑的輸出電壓和第二輸出路徑的輸出電壓之間的差分，使第一輸 出路徑和第二輸出路徑的布線(xiàn)電阻值構(gòu)成為相同。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器裝置，能夠通過(guò)將從霍爾元件的輸出端子到輸出電壓切換 用開(kāi)關(guān)的布線(xiàn)電阻值設(shè)為相同的值，降低磁偏移。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本實(shí)施方式的磁傳感器裝置的配置布線(xiàn)圖的一例。
[0013] 圖2是示出本實(shí)施方式的磁傳感器裝置的霍爾電壓的成分明細(xì)的圖。
[0014] 圖3是本實(shí)施方式的磁傳感器裝置的配置布線(xiàn)圖的另一例。
[0015] 圖4是示出本實(shí)施方式的磁傳感器裝置的霍爾電壓的成分明細(xì)的圖。
[0016] 圖5是W往的磁傳感器裝置的配置布線(xiàn)圖。
[0017] 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[001引 1:霍爾元件;2:減法器;SW5~SW6:開(kāi)關(guān)元件。
【具體實(shí)施方式】
[0019] W下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0020] 圖1是本實(shí)施方式的磁傳感器裝置的配置布線(xiàn)圖的一例。
[0021 ] 關(guān)于霍爾元件1的原點(diǎn)，呈X軸和Y軸對(duì)稱(chēng)地配置SW5和SW6。將與從端子H4朝向端子 肥的水平線(xiàn)水平的方向設(shè)為X軸方向，將與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸方向。如果各布線(xiàn)的單位 布線(xiàn)電阻值相同，則通過(guò)如圖1運(yùn)樣使布線(xiàn)的長(zhǎng)度相等，布線(xiàn)Ll~L4的布線(xiàn)電阻值變?yōu)橄?等。
[0022] 圖2是示出圖1的實(shí)施方式的磁傳感器裝置的霍爾電壓的成分明細(xì)的圖。
[0023] 將使電流從端子冊(cè)朝向端子H4在第一方向上流過(guò)時(shí)的狀態(tài)設(shè)為(pl，將使電流從端 子Hl朝向端子H2在第二方向上流過(guò)時(shí)的狀態(tài)設(shè)為帶2。此外，將輸出電壓切換用開(kāi)關(guān)SW5的輸 出電壓設(shè)為VI，將輸出電壓切換用開(kāi)關(guān)SW6的輸出電壓設(shè)為V2。將狀態(tài)取1時(shí)的電壓Vl設(shè)為 ￥1機(jī)，將狀態(tài)(pi時(shí)的電壓V2設(shè)為V2(pl，將狀態(tài)構(gòu)時(shí)的電壓Vl設(shè)為Vl私，將狀態(tài)私時(shí)的電 壓V2設(shè)為V2私。在之后的說(shuō)明中全部設(shè)為從上部向磁傳感器施加磁場(chǎng)。
[0024] 施加了磁場(chǎng)時(shí)的狀態(tài)tpl下的電壓VI:的和電壓巧(P坊：
[0025] (1)
[0026] (2),
[0027] 店Vlq)2和電壓V2私為：
[002引 （3)
[0029] (4)，
[0030] 將用減法器2實(shí)施(1)-(2)后的結(jié)果設(shè)為電壓V(pl、實(shí)施(3)-(4)后的結(jié)果設(shè)為電壓 Vcp2未進(jìn)行計(jì)算時(shí)，為W下的(5)和(6)式。
[0031] (5)
[0032] (6)
[0033] 并且，在用減法器2進(jìn)行V私-Vcpl后，減法器2的輸出電壓為：
[0034] (+2 A R+2Bos)-(-2 A R+2Bos) =+4 A R (7)，
[0035] 僅將磁信號(hào)成分相加，磁偏移成分和布線(xiàn)LI~L4的壓降丫被抵消，而不從減法器2 中輸出。
[0036] 另外，如果布線(xiàn)LI~L4的布線(xiàn)電阻值相同，則SW5和SW6到霍爾元件I的距離等配置 部位沒(méi)有限定。
[0037] 圖3是本實(shí)施方式的磁傳感器裝置的配置布線(xiàn)圖的另一例。
[0038] 關(guān)于霍爾元件的原點(diǎn)在一側(cè)配置SW5和SW6。如果布線(xiàn)U和布線(xiàn)L3的布線(xiàn)電阻值相 同，并且布線(xiàn)L2和布線(xiàn)L4的布線(xiàn)電阻值相同，則切換SW5和SW6時(shí)的霍爾元件1和減法器2之 間的布線(xiàn)電阻值相等。
[0039] 圖4是示出圖3的實(shí)施方式的磁傳感器裝置的霍爾電壓的成分明細(xì)的圖。
[0040] 將使電流從端子冊(cè)朝向端子H4在第一方向上流過(guò)時(shí)的狀態(tài)設(shè)為如，將使電流從端 子Hl朝向端子H2在第二方向上流過(guò)時(shí)的狀態(tài)設(shè)為啤2。此外，將輸出電壓切換用開(kāi)關(guān)SW5的輸 出電壓設(shè)為VI，將輸出電壓切換用開(kāi)關(guān)SW6的輸出電壓設(shè)為V2。將狀態(tài)如時(shí)的電壓Vl設(shè)為 Vlcpl，將狀態(tài)的時(shí)的電壓V2設(shè)為V2(pl，將狀態(tài)秘時(shí)的電壓Vl設(shè)為V1私，將狀態(tài)枠時(shí)的電 壓V2設(shè)為乂邱2.〇
[00川施加了磁場(chǎng)時(shí)的狀態(tài)如下的電壓Vlf巧日電圧V2(pl為：
[0042] (8)
[0043] (9)，
[0044] ;Vl(p2和電壓￥2私為：
[0045] (10)
[0046] (11)，
[0047] 將用減法器2實(shí)施（1)-(2)后的結(jié)果設(shè)為電壓Vcpl、實(shí)施(3)-(4)后的結(jié)果設(shè)為電 壓V(p2杳講巧A宵時(shí).責(zé)W下的化）巧W)古.
[004引 （12)
[0049] (13)
[0050] 并且，在用減法器2進(jìn)行V私-Vcpl后，減法器2的輸出電壓為：
[0051 ] (+2 A R+2Bos-a+e)-(-2 A R+2Bos-a+e) =+4 A R( 14)，
[0052] 僅對(duì)信號(hào)相加，磁偏移成分、布線(xiàn)LI、布線(xiàn)L3的壓降a和布線(xiàn)L2、布線(xiàn)L4的壓降巧皮 抵消，而不從減法器2中輸出。
[0053] 另外，如果布線(xiàn)Ll和布線(xiàn)L3的布線(xiàn)電阻值相同，并且布線(xiàn)L2和布線(xiàn)L4的布線(xiàn)電阻 值相同，則SW5和SW6到霍爾元件的距離等配置部位沒(méi)有限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁傳感器裝置，其特征在于， 該磁傳感器裝置具有： 霍爾元件，其在電源的高電位側(cè)和低電位側(cè)分別具有兩個(gè)端子； 電流路徑切換用開(kāi)關(guān)，其與所述霍爾元件的各端子連接，將流過(guò)所述霍爾元件的電流 的路徑在第一電流路徑和第二電流路徑之間進(jìn)行切換； 輸出路徑切換用開(kāi)關(guān)，其與所述霍爾元件的各端子連接，將所述霍爾元件輸出的霍爾 電壓的輸出路徑在第一輸出路徑和第二輸出路徑之間進(jìn)行切換；以及 減法器，其輸出所述第一輸出路徑的輸出電壓和所述第二輸出路徑的輸出電壓之間的 差分， 所述第一輸出路徑和所述第二輸出路徑的布線(xiàn)電阻值相同。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器裝置，其特征在于， 所述電流路徑切換用開(kāi)關(guān)和所述輸出路徑切換用開(kāi)關(guān)被配置為關(guān)于所述霍爾元件的 原點(diǎn)呈X軸和Y軸對(duì)稱(chēng)。
【文檔編號(hào)】G01R33/07GK105954691SQ201610132979
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】井東嵩裕
【申請(qǐng)人】精工半導(dǎo)體有限公司