JP2016011864A

JP2016011864A - 集積回路

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Inventors: 康彦関本; Yasuhiko Sekimoto
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Filing date: 2014-06-27
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Abstract

【課題】一次導体が設けられていない状態で磁気特性を検査可能な集積回路を提供する。【解決手段】作用磁場に応じた差動電圧を生じる磁気検出回路１３と、電流が流れると電流に応じた磁場を生じるキャンセルコイルＣＯＩＬａ、ＣＯＩＬｂ、ＣＯＩＬｃ、ＣＯＩＬｄと、被測定電流により生じた磁場が作用した磁気検出回路１３に差動電圧が生じることでキャンセルコイルＣＯＩＬａ、ＣＯＩＬｂ、ＣＯＩＬｃ、ＣＯＩＬｄに流れた電流を測定する測定部ｕ１と、キャンセルコイルＣＯＩＬａ、ＣＯＩＬｂ、ＣＯＩＬｃ、ＣＯＩＬｄに検査電流を流して検査磁場を発生させたときに、検査磁場が作用した磁気検出回路１３に生じた差動電圧を測定する検査部ｕ２と、磁気検出回路１３と測定部ｕ１とを接続する第１モード、又は、磁気検出回路１３と検査部ｕ２とを接続する第２モードに設定する回路設定部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば磁気平衡式電流センサー等に用いられる集積回路に関する。

磁気平衡式電流センサーは、被測定電流に起因する誘導磁場を用いて、当該被測定電流を測定する（例えば特許文献１参照）。磁気平衡式電流センサーは、一般的に、バスバーと称される一次導体と、該一次導体に流れる被検出電流を検出する集積回路と、を備える。被測定電流を良好な精度で測定するためには、集積回路に対して一次導体を良好な精度で位置決めして設けなければならない。

特開２０１３−０４７６１０号公報

ところで、磁気平衡式電流センサーに用いられる集積回路は、磁気特性に基づいて不良品の判別が行われることが好ましい。しかしながら、一次導体が設けられていない状態では、当該集積回路に対して所望の外部磁場を与えることができないため、当該集積回路の磁気特性を検査することができない。このため、製品として組み立てた後、集積回路の磁気特性を検査することになるが、その時点で不良品が発見されると、当該不良品に組み込まれた一次導体が無駄になるといった問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一次導体が設けられていない状態で（例えばウェハーから切り出される前の状態で）、磁気特性を検査可能な集積回路を提供することを解決課題の一つとする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る集積回路は、一次導体に流れる被測定電流を測定する磁気平衡式電流センサーに用いられる集積回路であって、磁場が作用すると当該磁場に応じた検出電圧を生じる磁気検出ブリッジ回路と、電流が流れると当該電流に応じた磁場を生じるインダクターと、前記被測定電流により生じた磁場が作用して前記磁気検出ブリッジ回路に前記検出電圧が生じることで前記インダクターに流れた電流を測定する測定回路と、前記インダクターに検査電流を流して検査磁場を発生させ、該検査磁場が作用して前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧を測定する検査回路と、前記磁気検出ブリッジ回路と前記測定回路とを接続する第１モード、又は、前記磁気検出ブリッジ回路と前記検査回路とを接続する第２モードに設定する回路設定部と、を備えることを特徴とする。

この態様によれば、集積回路は、当該集積回路が備えるインダクターに検査電流を流して検査磁場を発生させたときに、この検査磁場が作用した磁気検出ブリッジ回路に生じた電圧（検出電圧）を測定し、この検出電圧に基づいて、当該磁気検出ブリッジ回路の磁気特性を検査することが可能となる。
従来、一次導体が設けられていない状態の集積回路については、磁気特性を検査することができなかったため、検査精度が劣るものの、磁気特性以外の特性を検査することで不良品の判別が行われていた。
しかしながら、本態様によれば、一次導体を設ける前の状態（例えばウェハーから切り出される前の状態）の集積回路であっても、より高精度で不良品を判別可能な磁気特性を検査することが可能となる。

本発明の他の態様に係る集積回路は、前記態様に係る集積回路であって、前記回路設定部は、前記測定回路及び前記検査回路のいずれか一方を、前記磁気検出ブリッジ回路と接続するスイッチ素子を含む、ことを特徴とする。
この態様によれば、当該集積回路を第１モード又は第２モードに設定する回路設定部は、スイッチ素子によって構成される。これにより、単にスイッチ素子に対して所定の制御信号を供給するだけで、当該集積回路を第１モード又は第２モードに設定することが可能となる。

本発明の他の態様に係る集積回路は、前記態様に係る集積回路であって、前記測定回路は、前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧が入力される演算増幅器と、該演算増幅器の出力端子に接続され、前記インダクターに流れた電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、を備え、前記回路設定部は、前記第２モードにおいては、前記測定回路における前記演算増幅器の出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定する、ことを特徴とする。
この態様によれば、測定回路は、磁気検出ブリッジ回路に生じた検出電圧が入力される演算増幅器と、この演算増幅器の出力端子に接続され、インダクターに流れた電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、を備える。そして、回路設定部は、第２モードにおいては、測定回路における演算増幅器の出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定することで、磁気検出ブリッジ回路に対して測定回路を接続させずに、検査回路のみを磁気検出ブリッジ回路に接続させる。つまり、本態様によれば、測定回路の演算増幅器の出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定する制御信号を演算増幅器に供給するだけで、当該集積回路を第１モード又は第２モードに設定することが可能となる。

本発明の他の態様に係る集積回路は、前記態様に係る集積回路であって、前記測定回路と前記検査回路とは、前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧が入力される演算増幅器と、前記インダクターに流れた電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、前記演算増幅器への入力電圧を所定の増幅率で増幅して前記演算増幅器から出力させるための検査用抵抗素子と、を備える単一の回路であって、前記回路設定部は、前記第１モードにおいては、前記演算増幅器の出力端子と前記測定用抵抗素子とを接続し、前記第２モードにおいては、前記演算増幅器の入力端子と出力端子との間に前記検査用抵抗素子を接続するスイッチ素子を含む、ことを特徴とする。
この態様によれば、測定回路と検査回路とを単一の回路として設けることができるため、回路構成の更なる簡略化が実現する。

本発明の第１実施形態に係る集積回路を備える磁気平衡式電流センサの一構成例を示す図。本発明の第１実施形態に係る集積回路の一構成例（通常モード時）を示す図。本発明の第１実施形態に係る集積回路の一構成例（検査モード時）を示す図。本発明の第２実施形態に係る集積回路の一構成例（通常モード時）を示す図。本発明の第２実施形態に係る集積回路の一構成例（検査モード時）を示す図。本発明の第３実施形態に係る集積回路の一構成例（通常モード時）を示す図。本発明の第３実施形態に係る集積回路の一構成例（検査モード時）を示す図。

［第１実施形態］
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る集積回路を備える磁気平衡式電流センサーの一構成例を示す図である。同図に示すように、磁気平衡式電流センサー１は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）チップと称される集積回路１０と、バスバー（BUS BAR）と称される一次導体５０と、を備える。
集積回路１０は、磁気検出回路１３と、測定・検査回路１５と、電源端子Ｔ1と、検査電流入力端子Ｔ2と、出力端子Ｔ3と、第１制御信号入力端子Ｔ4と、接地端子Ｔ5と、を備える。

電源端子Ｔ1は電源電圧ＶDDが入力される端子である。検査電流入力端子Ｔ2は、集積回路１０の磁気特性を検査する際に用いる検査電流Ｉtestが入力される端子である。出力端子Ｔ3は、後述する差動電圧Ｖsubに応じた電圧が出力される端子である。第１制御信号入力端子Ｔ4は、後述する第１制御信号CTL1が入力される端子である。接地端子Ｔ5は、当該集積回路１０の各部へ供給する接地電位が入力される端子である。
なお、集積回路１０の磁気特性とは、例えば磁気検出回路１３の磁気特性を意味する。

磁気検出回路１３は、測定・検査回路１５に接続されたキャンセルコイル（インダクター）ＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄと、電源端子Ｔ1と接地端子Ｔ5との間に接続（介挿）されてブリッジ回路を構成する磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄと、を備える。
磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄは、自身に作用する磁場に応じて電気的特性（電気抵抗）が変化するセンサ素子であり、磁場を検出するために用いられる。本例では、磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄとして、例えば巨大磁気抵抗効果（GMR: Giant Magneto-Resistance Effect）素子が用いられる。

なお、磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄによって構成されるブリッジ回路（磁気検出ブリッジ回路）は、磁場が作用すると当該磁場に応じた電圧（後述する差動電圧Ｖsub）がノードｎ１とノードｎ２との間に生じる。

ところで、集積回路１０は、例えば図１に示すように平面視したときに略矩形状を呈するところ、その一辺に沿って磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂが設けられ、且つ、該一辺に対向する他辺に沿って磁気抵抗素子ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄが設けられている。
ここで磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄは、それぞれ次のように接続されている。すなわち、磁気抵抗素子ＧＭＲａと磁気抵抗素子ＧＭＲｄとが直列に接続され、磁気抵抗素子ＧＭＲｂと磁気抵抗素子ＧＭＲｃとが直列に接続されている。また、磁気抵抗素子ＧＭＲａ,ＧＭＲｄと、磁気抵抗素子ＧＭＲｂ,ＧＭＲｃとは、電源端子Ｔ1と接地端子Ｔ5とに対して並列に接続（介挿）されている。

そして、一次導体５０は、当該磁気平衡式電流センサー１によって測定される被測定電流Ibが流される平面視略Ｕ字状の導電体である。図１に示す例では、被測定電流Ｉbは、一次導体５０のプラス端Ｉ＋からマイナス端Ｉ−へ向かって流れる。
従って、被測定電流Ｉbは、図１に示す例では磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ｂの左側を一方向に流れ、且つ、該一方向とは逆方向に、磁気抵抗素子ＧＭＲｃ，ｄの右側を流れる。よって、被測定電流Ｉbに起因して生じる磁場Ｈbは、磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ｂと、磁気抵抗素子ＧＭＲｃ，ｄとで、互いに逆向きに作用する。
すなわち、磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂに作用する磁場Ｈbの方向を第１方向とすると、磁気抵抗素子ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄに作用する磁場Ｈbの方向は、第１方向とは逆方向の第２方向である。

ここで、磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄは、第１方向の外部磁場が作用すると電気抵抗（インピーダンス）の値が増加し、第２方向の外部磁場が作用すると電気抵抗（インピーダンス）の値が減少する素子である。
従って、図１に示す例では、ノードｎ１の電位は上昇し、ノードｎ２の電位は下降するため、ノードｎ１の電位とノードｎ２の電位との差分として表される差動電圧Ｖsubは上昇する。

つまり、一次導体５０のプラス端Ｉ＋からマイナス端Ｉ−へ向かって被測定電流Ｉbが流れると、被測定電流Ｉbの大きさに応じて差動電圧Ｖsubが発生し、キャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄに電流が流れる。詳細は後述するが、この差動電圧Ｖsubの発生により流れた電流は、測定・検査回路１５によって電圧に変換されて、出力端子Ｔ3から出力される。この出力端子Ｔ3から出力された値に基づいて、被測定電流Ｉbが測定される。

ところで、キャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄは、電流が流れたときに、各々対応する磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄに作用する外部磁場(磁場Ｈb)と逆方向の磁場Ｈcを発生する態様で設けられている。なお、本実施形態では、図１に示すように、キャンセルコイルＣＯＩＬａは磁気抵抗素子ＧＭＲａに対応し、キャンセルコイルＣＯＩＬｂは磁気抵抗素子ＧＭＲｂに対応し、キャンセルコイルＣＯＩＬｃは磁気抵抗素子ＧＭＲｃに対応し、キャンセルコイルＣＯＩＬｄは磁気抵抗素子ＧＭＲｄに対応する。
従って、上述した差動電圧Ｖsubが発生すると、磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄに作用する外部磁場(磁場Ｈb)が、キャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄによる磁場Ｈcによってキャンセル（相殺）されるまで、キャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄに電流（キャンセル電流Ｉcanと称する）が流れる。

このように被測定電流Ｉbによる磁場Ｈbが、キャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄによる磁場Ｈcによってキャンセルされるようなキャンセル電流Ｉcanが、キャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄに流れると、当該磁気検出回路１３及び測定・検査回路１５に流れる電流は差動電圧Ｖsubが略零になったところで安定する。このときのキャンセル電流Ｉcanは、測定・検査回路１５で電圧に変換され、当該キャンセル電流Ｉcanに応じた電圧（出力電圧Ｖout）が出力端子Ｔ3に出力される。
ここで、出力電圧Ｖoutと被測定電流Ｉbとの間には下記（式1）の関係がある。従って、出力端子Ｔ3に出力された出力電圧Ｖoutの値を（式1）に代入することで、被測定電流Ｉbを求めることができる。

ここで（式1）中の「SENS」は当該磁気平衡式電流センサー１の感度である。

図２は、本発明の第１実施形態に係る集積回路１０の一構成例を示す図である。以下、図２を参照して、「通常モード（第１モード）」のときの測定・検査回路１５の回路構成について詳細に説明する。「通常モード」とは、上述した被測定電流Ｉbを測定するモードである。

測定・検査回路１５は、測定用演算増幅器ＯＰ１と電圧変換抵抗（測定用抵抗素子）Ｒ_ＣＯＩＬとを含む通常測定部（測定回路）ｕ１と、検査用演算増幅器ＯＰ２と抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６とを含む検査部（検査回路）ｕ２と、定電圧供給用演算増幅器ＯＰ３によるボルテージフォロワ回路である定電圧供給部ｕ３と、電源電位ＶDDから中間電位（ＶDD/２）を生成する中間電位生成部ｕ４と、出力端子Ｔ3と通常測定部ｕ１又は検査部ｕ２とを接続するスイッチＳＷ１と、磁気検出回路１３と通常測定部ｕ１又は検査電流入力端子Ｔ2とを接続するスイッチＳＷ２と、を備える。
ここで、検査電流入力端子Ｔ2は検査部ｕ２の機能に関わる端子であるので検査部ｕ２の一部とみなすと、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とは、図２に示すように、通常測定部ｕ１及び検査部ｕ２のいずれか一方を、磁気検出回路１３と接続するスイッチを構成しているといえる。

図２に示すように、通常モードにおいて、スイッチＳＷ１は出力端子Ｔ3と通常測定部ｕ１とを接続するように設定され、且つ、スイッチＳＷ２は磁気検出回路１３と通常測定部ｕ１とを接続するように設定される。
なお、後述する「検査モード（第２モード）」においては、スイッチＳＷ１は出力端子Ｔ3と検査部ｕ２とを接続するように設定され、且つ、スイッチＳＷ２は磁気検出回路１３と検査電流入力端子Ｔ2とを接続するように設定される。検査モードとは、磁気検出回路１３（磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄ）の磁気特性を測定（検査）するモードである。

このようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、通常モード（第１モード）、又は、検査モード（第２モード）に設定する回路設定部として機能する。
これらスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２の設定の切り替えは、第１制御信号入力端子Ｔ4から入力される第１制御信号CTL1により行われる。例えばハイレベルの第１制御信号CTL1がスイッチＳＷ１，ＳＷ２に供給されると、当該スイッチＳＷ１，ＳＷ２は図２に示す設定に切り替えられ、当該集積回路１０が通常モードに設定される。

通常測定部ｕ１では、上述した磁気検出回路１３のノードｎ１の電位が測定用演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に入力されると共に、ノードｎ２の電位が測定用演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子に入力される。つまり、測定用演算増幅器ＯＰ１には、上述した差動電圧Ｖsubが入力される。そして、測定用演算増幅器ＯＰ１の出力端子から磁気検出回路１３に向かって流れるキャンセル電流Ｉcanは、電圧変換抵抗Ｒ_ＣＯＩＬによって電圧（出力電圧Ｖout）に変換され、出力端子Ｔ3に出力される。この出力電圧Ｖoutは、被測定電流Ｉbの大きさに応じた値であり、出力電圧Ｖoutの値を上述した（式１）に代入することで被測定電流Ｉbの値を求めることができる。

検査部ｕ２は、通常モードにおいては閉回路を構成せず、当該検査部ｕ２には電流が流れない。検査部ｕ２の構成については、「検査モード」のときの回路構成を示す図３を参照して後に詳述する。
定電圧供給部ｕ３では、中間電位生成部ｕ４によって生成された中間電位（ＶDD/２）が定電圧供給用演算増幅器ＯＰ３の非反転入力端子に入力され、定電圧供給用演算増幅器ＯＰ３の出力端子側のノードｎ３の電位が（ＶDD/２）となり、磁気検出回路１３のキャンセルコイルＣＯＩＬｂの一端に中間電位（ＶDD/２）が供給される。すなわち、定電圧供給部ｕ３と中間電位生成部ｕ４とを組み合わせた構成が、キャンセルコイルＣＯＩＬｂの一端に中間電位（ＶDD/2）を出力する定電圧源となる。

中間電位生成部ｕ４は、略同一の抵抗値の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とによって電源電位ＶDDを分圧し、中間電位（ＶDD/２）を生成する。ノードｎ４の電位が中間電位（ＶDD/２）となる。

図３は、検査モードのときの集積回路１０の一構成例を示す図である。以下、図３を参照して、検査モードのときの測定・検査回路１５の回路構成について詳細に説明する。
図３に示すように、検査モードにおいて、スイッチＳＷ１は出力端子Ｔ3と検査部ｕ２とを接続するように設定され、且つ、スイッチＳＷ２は検査電流入力端子Ｔ2と磁気検出回路１３とを接続するように設定される。
これらスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２の設定の切り替えは、第１制御信号入力端子Ｔ4から入力される第１制御信号CTL1により行われる。例えばローレベルの第１制御信号CTL1がスイッチＳＷ１，ＳＷ２に供給されると、当該スイッチＳＷ１，ＳＷ２は図３に示す設定に切り替えられ、当該集積回路１０が検査モードに設定される。
なお、通常測定部ｕ１は、検査モードにおいては閉回路を構成せず、当該通常測定部ｕ１には電流が流れない。

検査部ｕ２は、検査用演算増幅器ＯＰ２と、検査用演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子とノードｎ２との間に接続された抵抗Ｒ３と、検査用演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端子とノードｎ１との間に接続された抵抗Ｒ４と、検査用演算増幅器ＯＰ２の出力端子と反転入力端子との間に接続された抵抗Ｒ５と、検査用演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端子とノードｎ５との間に接続された抵抗Ｒ６と、を備える。このように構成することで、検査部ｕ２は増幅回路として機能し、その増幅率（利得）は（Ｒ５／Ｒ３）倍である。
検査モードにおいては、検査用演算増幅器ＯＰ２の出力端子は、図３に示すように当該集積回路１０の出力端子Ｔ3と接続されている。また、ノードｎ５は、定電圧供給部ｕ３のノードｎ３と接続されており、その電位は、ノードｎ３と同様、中間電位（ＶDD/２）である。
また、抵抗Ｒ３の抵抗値と抵抗Ｒ４の抵抗値とは等しく、且つ、抵抗Ｒ５の抵抗値と抵抗Ｒ６の抵抗値とは等しい。

検査モードにおいては、検査電流入力端子Ｔ2から検査電流Ｉtestが磁気検出回路１３に入力されてキャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄに流れ、当該キャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄは磁場Ｈｃ´を発生する。
ここで、キャンセルコイルＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄは、磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂに対して作用する磁場Ｈｃ´の向きと、磁気抵抗ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄに作用する磁場Ｈc´とが互いに逆向きとなる態様で設けられている。

上述したように磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄは、第１方向の外部磁場が作用すると電気抵抗（インピーダンス）の値が増加し、第２方向の外部磁場が作用すると電気抵抗（インピーダンス）の値が減少する素子である。従って、磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄに磁場Ｈｃ´が作用すると、ノードｎ１の電位とノードｎ２の電位とに差が生じ、差動電圧Ｖsub´が上昇する。

このとき、検査用演算増幅器ＯＰ２には、反転入力端子には抵抗Ｒ３を介してノードｎ２の電位が入力され、且つ、非反転入力端子には抵抗Ｒ４を介してノードｎ１の電位が入力され、検査用演算増幅器ＯＰ２の出力端子には差動電圧Ｖsub´に応じた電位が出力される。この差動電圧Ｖsub´に応じた出力電圧Ｖout´は出力端子Ｔ3に出力される。具体的には、検査モードにおける出力電圧Ｖout´は下記の（式2）で表される。

ここで、当該集積回路１０の製造者には、磁場Ｈｃ´と差動電圧Ｖsub´との関係は既知である。換言すれば、検査電流Ｉtestと出力電圧Ｖout´との関係は既知である。従って、出力端子Ｔ3から出力された出力電圧Ｖout´の値が、検査電流入力端子Ｔ2から磁気検出回路１３に流した検査電流Ｉtestに対応する値であるか否かを判定することで、集積回路１０の磁気特性（例えば磁気抵抗素子ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄの磁気特性）の良／不良を判定することができる。

以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、一次導体（図１に示す一次導体５０）が設けられていない状態で（例えばウェハーから切り出される前の状態で）、磁気特性を検査可能な集積回路１０を提供することができる。
従来、一次導体が設けられていない状態の集積回路については、磁気特性を検査することができなかったため、検査精度が劣るものの、磁気特性以外の特性を検査することで不良品の判別が行われていた。
しかしながら、本態様によれば、一次導体を設ける前の状態（例えばウェハーから切り出される前の状態）の集積回路であっても、磁気特性を検査することで高精度で不良品を判別可能となる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係る集積回路について説明する。図４は、第２実施形態に係る集積回路の一構成例（通常モード時）を示す図である。図５は、第２実施形態に係る集積回路の一構成例（検査モード時）を示す図である。
第１実施形態に係る集積回路１０と第２実施形態に係る集積回路１０−１との主な相違点は、第２実施形態では測定・検査回路１５の代わりに測定・検査回路１５−１を用いる点である。なお、重複説明を避けるため、第１実施形態に係る集積回路１０と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

第２実施形態の測定・検査回路１５−１には、第１実施形態のスイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられておらず、且つ、通常測定部ｕ１の代わりに通常測定部ｕ１−１が設けられている。通常測定部ｕ１−１は、差動電圧Ｖsubが入力される第１演算増幅器ＯＰ１と、第１演算増幅器ＯＰ１の出力端子に接続された電圧変換抵抗Ｒ_ＣＯＩＬとを備えると共に、第１演算増幅器ＯＰ１には、その出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定する第２制御信号CTL2が入力可能に構成されている。

そして、集積回路１０−１には、上述の第２制御信号CTL2が入力される第２制御信号入力端子Ｔ6と、検査モードでの出力電圧Ｖout´が出力される検査出力端子Ｔ7と、が設けられている。
ここで、第２制御信号入力端子Ｔ6を介して、例えばローレベルに設定された第２制御信号CTL2が第１演算増幅器ＯＰ１に供給されると、当該第１演算増幅器ＯＰ１の出力インピーダンスはローインピーダンスに設定され、当該第１演算増幅器ＯＰ１は入力された信号を増幅して出力する。また、ハイレベルに設定された第２制御信号CTL2が第１演算増幅器ＯＰ１に供給されると、当該第１演算増幅器ＯＰ１の出力インピーダンスはハイインピーダンスに設定され、当該第１演算増幅器ＯＰ１は入力された信号の増幅を停止する。

本第２実施形態に係る集積回路１０−１では、第１演算増幅器ＯＰ１の出力インピーダンスがローインピーダンスのとき、測定・検査回路１５−１は図４に示す回路構成となり、第１実施形態における通常モードと同様、出力端子Ｔ3に出力電圧Ｖoutが出力される。
他方、第１演算増幅器ＯＰ１の出力インピーダンスがハイインピーダンスのとき、測定・検査回路１５−１は、図５に示す回路構成となる。すなわち、通常測定部ｕ１−１は閉回路を構成しなくなり、出力端子Ｔ3から検査電流Ｉtestを流すことで、第１実施形態における検査モードと同様、検査部ｕ２から出力電圧Ｖout´が出力される回路構成となる。
但し、本第２実施形態では、出力電圧Ｖout´は、検査出力端子Ｔ7に出力される。この点は、出力電圧Ｖout´が出力端子Ｔ3に出力される第１実施形態とは異なる。

以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態に係る集積回路１０と同様の効果を奏する上に、第１実施形態におけるスイッチＳＷ１，ＳＷ２を設ける必要がなくなるため、回路構成の簡略化が実現する。
なお、上述したように第２実施形態に係る集積回路１０−１では、第２制御信号入力端子Ｔ6と、ハイレベルに設定された第２制御信号CTL2が供給されると出力インピーダンスがハイインピーダンスに切り替わる第１演算増幅器ＯＰ１とが、当該集積回路１０−１を通常モード（第１モード）、又は、検査モード（第２モード）に設定する回路設定部として機能する。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態に係る集積回路について説明する。図６は、第３実施形態に係る集積回路の一構成例（通常モード時）を示す図である。図７は、第３実施形態に係る集積回路の一構成例（検査モード時）を示す図である。
第１実施形態に係る集積回路１０と第３実施形態に係る集積回路１０−２との主な相違点は、測定・検査回路１５の代わりに測定・検査回路１５−２を用いる点である。なお、重複説明を避けるため、第１実施形態に係る集積回路１０と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

測定・検査回路１５−２は、第１実施形態における通常測定部ｕ１及び検査部ｕ２の代わりに、通常測定・検査部ｕ５が設けられており、第１実施形態のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の代わりにスイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５が設けられている。
通常測定・検査部ｕ５は、差動電圧Ｖsubが入力される通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４と、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の出力端に接続された電圧変換抵抗Ｒ_ＣＯＩＬと、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５と、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６とを備える。また、集積回路１０−２は、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５の切り替えを制御する第３制御信号CTL3が入力される第３制御信号入力端子Ｔ8を備える。

抵抗Ｒ３は、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の反転入力端子とノードｎ２との間に接続されている。抵抗Ｒ４は、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の非反転入力端子とノードｎ１との間に接続されている。抵抗（検査用抵抗素子）Ｒ５は、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の出力端子と反転入力端子との間に接続されている。抵抗（検査用抵抗素子）Ｒ６は、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の非反転入力端子とノードｎ５との間に接続されている。
スイッチＳＷ３は、電圧変換抵抗Ｒ_ＣＯＩＬと、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の出力端子又は検査電流入力端子Ｔ2とを接続するスイッチである。スイッチＳＷ４は、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の出力端子と抵抗Ｒ５との接続／非接続を切り替えるスイッチである。スイッチＳＷ５は、抵抗Ｒ６とノードｎ５との接続／非接続を切り替えるスイッチである。

通常モードにおいては、図６に示すように、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の出力端子は、スイッチＳＷ３によって電圧変換抵抗Ｒ_ＣＯＩＬに接続され、当該電圧変換抵抗Ｒ_ＣＯＩＬを介して磁気検出回路１３と接続されている。他方、スイッチＳＷ４はオフされて抵抗Ｒ５は非接続となり、且つ、スイッチＳ５もオフされて抵抗Ｒ６も非接続となっている。また、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４には、差動電圧Ｖsubが入力される。
つまり、通常モードにおいては、通常測定・検査部ｕ５は、第１実施形態における通常測定部ｕ１に相当する構成となる。

他方、検査モードにおいては、図７に示すように、スイッチＳＷ３によって、検査電流入力端子Ｔ2と電圧変換抵抗Ｒ_ＣＯＩＬとが接続されるため、当該電圧変換抵抗Ｒ_ＣＯＩＬを介して検査電流入力端子Ｔ2と磁気検出回路１３とが接続される。また、スイッチＳＷ４がオンされ、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の出力端子は、図７に示すように抵抗Ｒ５に接続され、当該抵抗Ｒ５を介して、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の出力端子と反転入力端子とが接続される。また、スイッチＳＷ５がオンされ、抵抗Ｒ６を介して通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の非反転入力端子とノードｎ５とが接続される。
つまり、検査モードにおいては、通常測定・検査部ｕ５は、第１実施形態において増幅器として機能する検査部ｕ２に相当する構成となる。

このようにスイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５は、通常モード（第１モード）、又は、検査モード（第２モード）に設定する回路設定部として機能する。
これらスイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５の設定の切り替えは、第３制御信号入力端子Ｔ8から入力される第3制御信号CTL3により行われる。
例えばハイレベルの第３制御信号CTL3がスイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５に供給されると、当該スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５は図６に示す設定に切り替えられ、当該集積回路１０−２が通常モードに設定される。他方、ローレベルの第３制御信号CTL3がスイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５に供給されると、当該スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５は図７に示す設定に切り替えられ、当該集積回路１０−２が検査モードに設定される。

なお、第３実施形態に係る集積回路１０−２では、通常モード及び検査モードの両モードにおいて、通常測定・検査用演算増幅器ＯＰ４の出力端子は、当該集積回路１０−２の出力端子Ｔ3に対して接続されている。従って、通常モードにおいては出力電圧Ｖoutが出力端子Ｔ3に出力され、検査モードにおいては出力電圧Ｖout´が出力端子Ｔ3に出力される。

以上説明したように、本第３実施形態によれば、第１実施形態に係る集積回路１０と同様の効果を奏する上に、演算増幅器の配設個数を減らすことができるため、回路構成の更なる簡略化が実現する。

１…磁気平衡式電流センサー、１０，１０−１，１０−２…集積回路、１３…磁気検出回路、１５，１５−１，１５−２…測定・検査回路、５０…一次導体、ＣＯＩＬａ，ＣＯＩＬｂ，ＣＯＩＬｃ，ＣＯＩＬｄ…キャンセルコイル、ＧＭＲａ，ＧＭＲｂ，ＧＭＲｃ，ＧＭＲｄ…磁気抵抗素子、Ｈb，Ｈc，Ｈｃ´…磁場、ＯＰ１…測定用演算増幅器、ＯＰ２…検査用演算増幅器、ＯＰ３…定電圧供給用演算増幅器、ＯＰ４…通常測定・検査用演算増幅器、Ｔ1…電源端子、Ｔ2…検査電流入力端子、Ｔ3…出力端子、Ｔ4…第１制御信号入力端子、Ｔ5…接地端子、Ｔ6…第２制御信号入力端子、Ｔ7…検査出力端子、Ｔ8…第３制御信号入力端子、ｕ１，ｕ１−１…通常測定部、ｕ２…検査部、ｕ３…定電圧供給部、ｕ４…中間電位生成部、ｕ５…通常測定・検査部。

Claims

一次導体に流れる被測定電流を測定する磁気平衡式電流センサーに用いられる集積回路であって、
磁場が作用すると当該磁場に応じた検出電圧を生じる磁気検出ブリッジ回路と、
電流が流れると当該電流に応じた磁場を生じるインダクターと、
前記被測定電流により生じた磁場が作用した前記磁気検出ブリッジ回路に前記検出電圧が生じることで前記インダクターに流れた電流を測定する測定回路と、
前記インダクターに検査電流を流して検査磁場を発生させたときに、前記検査磁場が作用した前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧を測定する検査回路と、
前記磁気検出ブリッジ回路と前記測定回路とを接続する第１モード、又は、前記磁気検出ブリッジ回路と前記検査回路とを接続する第２モードに設定する回路設定部と、
を備えることを特徴とする集積回路。
前記回路設定部は、前記測定回路及び前記検査回路のいずれか一方を、前記磁気検出ブリッジ回路と接続するスイッチ素子を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積回路。
前記測定回路は、
前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧が入力される演算増幅器と、
該演算増幅器の出力端子に接続され、前記インダクターに流れる電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、を備え、
前記回路設定部は、前記第２モードにおいては、前記測定回路における前記演算増幅器の出力インピーダンスをハイインピーダンスに設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積回路。
前記測定回路と前記検査回路とは、
前記磁気検出ブリッジ回路に生じた前記検出電圧が入力される演算増幅器と、
前記インダクターに流れる電流を電圧に変換する測定用抵抗素子と、
前記演算増幅器への入力電圧を所定の増幅率で増幅して前記演算増幅器から出力させるための検査用抵抗素子と、
を備える単一の回路であって、
前記回路設定部は、前記第１モードにおいては、前記演算増幅器の出力端子と前記測定用抵抗素子とを接続し、前記第２モードにおいては、前記演算増幅器の入力端子と出力端子との間に前記検査用抵抗素子を接続するスイッチ素子を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積回路。