JP2016224071A - ホール起電力補正装置及びホール起電力補正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ホール抵抗測定部13は、ホール素子11の有する複数の電極間の2方向以上の通電方向のホール抵抗値VRを測定する。ホール起電力測定部14は、ホール素子のホール起電力VHを測定する。温度測定部15は、ホール素子の環境温度を測定する。補正信号生成部20は、ホール抵抗測定部によるホール抵抗値と温度測定部の温度出力値Tとに基づいてホール起電力を補正する。補正係数演算回路21は、ホール抵抗測定部により測定されたホール抵抗値と、温度測定部により測定された温度出力値とから補正係数Kを算出する。補正係数は、応力補正係数Kσと温度補正係数KTとからなる。
【選択図】図6
Description
このようなホール素子の磁気感度は、温度によって変化することが知られている。そのため、高精度にホール素子の磁気感度を補正するには、温度による影響を補正する必要がある。さらに、ホール素子の磁気感度は、温度による影響だけでなく、応力によっても変化する(ピエゾホール効果)ことが知られている。
さらに、ホール素子の抵抗値(ホール抵抗値)の変化を用いて応力の変化を検出し、ホール素子の駆動電流(ホール駆動電流)にフィードバックさせて磁気感度を補正することが、例えば、特許文献2に開示されている。
また、ホール素子とは別に、応力検出素子を使用して、その応力検出結果に基づいて磁気感度を補正することが、例えば、特許文献3から特許文献5及び非特許文献1に開示されている。
また、ホール素子の磁気感度が温度によって変化してしまう問題に対して、ホール素子の電源電圧を制御するワンチップマイコンを備えることで、磁気感度を補正することが、例えば、特許文献7に開示されている。
まず、特許文献1に示されているものは、ホール駆動電流を通電する端子対とホール素子からホール起電力を検出する端子対をチョッパークロックにしたがって選択するように設けられたチョッパースイッチの接続切替によって、ホール起電力とホール素子のオフセットを時間分割して検出することにより、ホール起電力だけでなく、ホール素子における応力に関する情報を取得する回路構成に関するものである。
πT:電流を流す方向に垂直なピエゾ抵抗係数
Rb10:応力が0の時のブリッジ抵抗Rb1の抵抗値
Rb20:応力が0の時のブリッジ抵抗Rb2の抵抗値
Rb30:応力が0の時のブリッジ抵抗Rb3の抵抗値
Rb40:応力が0の時のブリッジ抵抗Rb4の抵抗値
この(1)式を用いて、オフセット電圧(V1−V3)は、以下の(2)式で表すことが出来る。
図3は、ホール素子の駆動例を説明するための回路構成図で、図4(a),(b)は、2方向の電流方向に対するホール抵抗値を説明するための図である。
図3に示したホール起電力VH及びホール素子の磁気感度を、以下の(6)式と(7)式に示す。
つまり、上述した特許文献2における磁気感度の補正は、精度が低く、かつ補正が有効な応力の範囲も狭い。
次に、上述した特許文献5は、センサ機能を有する半導体集積回路の内部の応力に起因して生じるセンサ信号検出の検出誤差に対して、この検出誤差を補償して低減する概念を開示したものである。この特許文献5に示された技術においては、センサ機能を持つ物理量検出部とは別に設けられた2つの応力検出素子を使うことが特徴である。この特許文献5において、これらの2つの素子から得られる2つの信号を組み合わせることにより、上述した応力に関する情報を高精度に検出できるとされている。
また、非特許文献1に示された技術においては、半導体集積回路の内部に作り込まれたホール素子に働く応力を検出する目的で、N型拡散抵抗とP型拡散抵抗が用意されている。非特許文献1だけでなく、上述した特許文献3,特許文献4,特許文献5についても、これら文献のなかで開示されている技術は、半導体集積回路のなかのセンサ部分とは異なる位置に配置された応力検出素子を使用して、半導体集積回路の内部の応力を検出するものである。
次に、上述した特許文献7は、ホール素子の磁気感度の温度依存性の方法について開示されているが、応力依存性を補正することは出来ない。
このように、上述した従来技術では、特許文献1及び特許文献2に示された方法のように、ホール素子1個から磁気感度と応力信号を測定する場合、応力補正の精度が低いという課題があった。さらに、特許文献3,特許文献4,特許文献5及び非特許文献1で示された方法のように、ホール素子と応力検出素子を分離することで、応力補正の精度を上げることはできるが、レイアウト面積の増大や消費電流の増加といった課題があった。
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、ホール素子1個と温度センサを用いて、レイアウト面積の増大や消費電流の増加を抑えつつ、応力補正と温度補正を行うことで、より簡便にホール素子の磁気感度を高精度に補正するホール起電力補正装置及びホール起電力補正方法を提供することにある。
また、前記補正係数は、以下の応力補正係数Kσ
Kσ=(1+P12(T)/(πL(T)+πT(T))×(R1+R2−2αR(T)R0)/(αR(T)R0))(P12(T);ピエゾホール係数、πL(T);ピエゾ抵抗係数(電流に平行な成分)、πT(T);ピエゾ抵抗係数(電流に垂直な成分)、R1,R2;ホール抵抗値、αR(T);ホール素子の抵抗値の温度特性)、R0;応力が0の時の基準温度におけるホール抵抗値)、を含むことを特徴とする。
また、前記補正信号生成部が、前記ホール素子の磁気感度温度特性に関する情報に基づき前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする。
また、前記補正信号生成部が、前記ホール素子の抵抗値の温度特性に関する情報に基づき前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする。
また、前記補正信号生成部が、前記ホール素子のピエゾ係数の温度特性に関する情報に基づき前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする。
また、前記ホール素子の第1乃至第4の電極に接続されたチョッパースイッチ(12)を備え、該チョッパースイッチが、チョッパー駆動により、前記第1の電極と前記第2の電極間にホール駆動電圧を印加してホール駆動電流(I)を供給し、前記第1の電極と前記第2の電極間から前記ホール抵抗値(VR)を測定し、前記第2の電極と前記第4の電極間にホール駆動電圧を印加してホール駆動電流を供給し、前記第1電極と前記第3の電極間から前記ホール起電力(VH)を測定するように構成されていることを特徴とする。(図17,図18;実施例5)
また、前記ホール抵抗測定部(13)と前記ホール起電力測定部(14)と前記温度測定部(15)とが、共有化したA/D変換回路(31)を備えていることを特徴とする。(図12;実施例2)
また、前記温度測定部が、温度センサであることを特徴とする。
また、前記補正信号生成部が、補正係数演算回路(21)を備えていることを特徴とする。
また、前記ホール素子を駆動するホール駆動電流源(23)の電流を前記補正係数演算回路(21)からの補正係数により前記ホール起電力を補正することを特徴とする。(図13;実施例3)
また、前記ホール起電力測定部の後段に応力補正回路(41)と温度補正回路(42)を設け、前記補正係数演算回路からの応力補正係数と温度補正係数とにより前記ホール起電力を補正することを特徴とする。(図19;実施例6)
また、前記補正信号生成部は、さらに、前記ホール素子の磁気感度の温度特性と、ホール抵抗の温度特性と、基準磁気感度と、基準ホール抵抗値とに基づいて、前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする。
また、前記補正係数は、以下の応力補正係数Kσ
Kσ=(1+P12(T)/(πL(T)+πT(T))×(R1+R2−2αR(T)R0)/(αR(T)R0))(P12(T);ピエゾホール係数、πL(T);ピエゾ抵抗係数(電流に平行な成分)、πT(T);ピエゾ抵抗係数(電流に垂直な成分)、R1,R2;ホール抵抗値、αR(T);ホール素子の抵抗値の温度特性)、R0;応力が0の時の基準温度におけるホール抵抗値)、を含むことを特徴とする。
また、前記補正信号生成部による補正信号生成ステップが、前記ホール素子の磁気感度温度特性に関する情報に基づき前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする。
また、前記補正信号生成部による補正信号生成ステップが、前記ホール素子の抵抗値の温度特性に関する情報に基づき前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする。
また、前記ホール素子のピエゾ係数の温度特性に関する情報が、前記ホール素子のピエゾホール係数の温度特性に関する情報及び/又は前記ホール素子のピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報であることを特徴とする。
また、前記ホール素子の第1乃至第4の電極に接続されたチョッパースイッチを備え、該チョッパースイッチが、チョッパー駆動により、前記第1の電極と前記第2の電極間にホール駆動電圧を印加してホール駆動電流を供給し、前記第1の電極と前記第2の電極間から前記ホール抵抗値を測定し、前記第2の電極と前記第4の電極間にホール駆動電圧を印加してホール駆動電流を供給し、前記第1電極と前記第3の電極間から前記ホール起電力を測定することを特徴とする。
また、前記ホール抵抗測定ステップによる抵抗値と、前記ホール起電力測定ステップによるホール起電力と、前記温度測定ステップによる温度値とを共有化したA/D変換回路を用いて時分割で測定することを特徴とする。
また、前記温度測定ステップが、温度センサを用いて測定することを特徴とする。
また、前記補正信号生成部による補正信号生成ステップが、補正係数演算回路により補正信号を生成することを特徴とする。
また、前記ホール素子を駆動するホール駆動電流源の電流を前記補正係数演算回路からの補正係数により前記ホール起電力を補正することを特徴とする。
また、前記ホール起電力測定ステップによるホール起電力の測定の後段に応力補正回路と温度補正回路を設け、前記補正係数演算回路からの応力補正係数と温度補正係数とにより前記ホール起電力を補正することを特徴とする。
また、前記補正信号生成部による補正信号生成ステップは、さらに、前記ホール素子の磁気感度の温度特性と、ホール抵抗の温度特性と、基準磁気感度と、基準ホール抵抗値とに基づいて、前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする。
補正信号生成部20は、ホール素子11の異なる端子間の抵抗値に応じた情報と、ホール素子11の温度情報とに基づいて、ホール素子11のホール起電力を補正するための信号を生成するもので、補正係数演算回路21を備えている。
また、補正信号生成部20は、ホール素子11の磁気感度温度特性に関する情報に基づきホール素子11のホール起電力を補正するための信号を生成するもので、また、ホール素子11の抵抗値の温度特性に関する情報に基づきホール素子11ホール起電力を補正するための信号を生成するもので、さらには、ホール素子11のピエゾ係数の温度特性に関する情報に基づきホール素子11のホール起電力を補正するための信号を生成するものである。
また、ホール起電力補正部19は、補正係数演算回路21とホール起電力補正回路22とからなり、ホール抵抗測定部13によるホール抵抗値VRと温度測定部17の温度出力値Tとに基づいてホール起電力VHに基づく物理量を補正するものである。このホール起電力VHに基づく物理量は、ホール起電力VHだけではなく、VH=SI(T,σ)×I×Bに基づき、ホール素子の磁気感度SI(T,σ)、ホール駆動電流I及び磁場Bを含んでいる。
また、磁気感度温度特性情報記憶部24は、ホール素子11の磁気感度温度特性に関する情報を記憶するもので、補正信号生成部20は、ホール素子11の磁気感度温度特性に関する情報を用いてホール起電力を補正する。
また、抵抗値温度特性情報記憶部25は、ホール素子11の抵抗値の温度特性に関する情報を記憶するもので、補正信号生成部20は、ホール素子11の抵抗値の温度特性に関する情報を用いてホール起電力を補正する。
本実施例1では、ピエゾ係数温度特性記憶部26に、ホール素子11のピエゾホール係数の温度特性に関する情報とピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報が記憶されており、補正信号生成部20は、ホール素子11のピエゾホール係数の温度特性に関する情報と、ピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報を用いてホール起電力を補正するための信号を生成する。ピエゾ係数は、ピエゾホール係数とピエゾ抵抗係数を含むものとする。
図8は、ホール素子の駆動例(Phase1)を説明するための回路構成図で、図9は、ホール素子の駆動例(Phase2)を説明するための回路構成図である。A/D変換回路へのホール抵抗値VRとホール起電力VHとの供給は、図8(Phase1)及び図9(Phase2)に示すように、チョッパー駆動しながら行われる。
さらに、温度センサ及び温度センサ出力をデジタル信号に変換するA/D変換回路16を備え、ホール抵抗値VR及び温度のデジタル信号Tが、補正信号生成部20の補正係数演算回路21に供給される。ホール起電力VHとホール抵抗値VRは、以下の(14)式で表すことができる。
上記(15)式を変形すると、以下の(16)式のように2方向の応力成分の和を求めることが出来る。
また、磁気感度の温度特性(αSI)及びホール抵抗値の温度特性(αR)に関する情報は、「式で保持」「テーブルで保持」どちらでもよい。
このように(14)〜(16)式におけるパラメータ値は、全て既知もしくは測定できる値であるため、正確に磁気感度を計算することが出来る。正確に磁気感度を計算することができるため、正確な磁場を検出することが可能である。
具体的には、(14)式(16)式を用いると、磁場Bは(17)式及び(18)式で表すことが出来る。
上記(18)式における補正係数Kは、図6に示した補正係数演算回路21において算出する。この補正係数演算回路21において算出した補正係数Kを用いて、ホール素子11のホール起電力の応力と温度による変動分を補正し、正確な磁場Bを求めることが出来る。
まず、図8に示すPhase1において、ホール抵抗値R1を測定し、ホール起電力VHを測定する(ステップS1)。次に、ホール抵抗値R1をA/D変換回路に入力し、ホール起電力VHをA/D変換回路に入力して、デジタル信号としてデータ保持する(ステップS2)。次に、図9に示すPhase2において、ホール抵抗値R2を測定し、ホール起電力VHを測定する(ステップS3)。次に、ホール抵抗値R2をA/D変換回路に入力し、ホール起電力VHをA/D変換回路に入力して、デジタル信号としてデータ保持する(ステップS4)。また、温度センサ15により測定された温度値TをA/D変換回路16に入力して、デジタル信号としてデータ保持する(ステップS5)。
図11は、図6に示した補正係数演算回路の具体的な構成ブロック図である。なお、図6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。
図8に示すPhase1において、ホール抵抗値R1を測定してA/D変換回路に入力し、図9に示すPhase2において、ホール抵抗値R2を測定してA/D変換回路に入力する。一方、温度センサ15により測定された温度値TをA/D変換回路16に入力する。
次に、A÷Bを演算して、A/B=(R1+R2−2αR(T)R0)/αR(T)R0を得る。これに温度値Tに基づくQ(T)を掛け合わせて1を加算すると、応力補正係数Kσ=1+Q(T)(R1+R2−2αR(T)R0)/αR(T)R0を得る。また、温度値Tに基づくホール素子の磁気感度温度特性αSI(T)と、応力0の時の基準温度におけるホール素子の磁気感度SI0とを掛け合わせて温度補正係数KT=αSI(T)SI0を得る。
さらに、A/D変換回路によりデジタル信号に変換されたホール起電力VHを、ホール起電力補正回路22でVH÷Kを演算するとホール起電力の補正値が得られる。このようにして、図11に示した応力補正係数Kσ及び温度補正係数KTを合わせた補正係数Kを求めることで、ホール起電力の補正を行うことが出来る。
本実施例2のホール起電力補正装置は、ホール抵抗測定部13とホール起電力測定部14と温度測定部15の共有化したA/D変換回路31を備えている。つまり、ホール抵抗測定部13からの抵抗値とホール起電力測定部14からホール起電力と温度測定部15からの温度値とを共有化したA/D変換回路31を用いて時分割で測定する。
ここで応力や温度は、時間に対して緩やかに変化するものであるため、常時測定する必要はない。そのため、図12のように、A/D変換回路を共通化して時分割方式で測定することが可能である。
本実施例3のホール起電力補正装置は、ホール素子11を駆動するホール駆動電流源23の電流Iを補正係数演算回路21からの補正係数Kにより補正し、補正された電流でホール素子を駆動することによりホール起電力を補正する。補正係数Kの値によって、ホール駆動電流を選択するスイッチ23a,23bを設けている。
本実施例4のホール起電力補正装置は、ホール起電力測定部15からのホール起電力を増幅する増幅回路33を設け、この増幅回路33の増幅率を補正係数演算回路21からの補正係数Kにより補正し、補正された増幅率でホール起電力を増幅する。つまり、ホール起電力を信号処理する経路に増幅回路33がある場合には、この増幅回路33の増幅率を補正係数Kで補正しても良い。
さらに、上記(18)式の補正係数から、温度補正係数KTだけを抜き出すことも可能であり、温度補正のみを実行しても良い。これは、上記(18)式の補正係数Kの中の一部分である以下の(19)式を用いて補正することに相当する。
図17は、本発明に係るホール起電力補正装置の実施例5を説明するための構成ブロック図で、ホール素子の駆動例(Phase1;ホール抵抗値測定)を説明するための回路構成図で、図18は、本発明に係るホール起電力補正装置の実施例5を説明するための構成ブロック図で、ホール素子の駆動例(Phase2;ホール起電力測定)を説明するための回路構成図である。A/D変換回路へのホール抵抗値VRとホール起電力VHとの供給は、図17(Phase1)及び図18(Phase2)に示すように、チョッパー駆動しながら行われる。
つまり、ホール素子11の電極1乃至電極4に接続されたチョッパースイッチ12を備え、このチョッパースイッチ12が、チョッパー駆動により、電極1と電極2間にホール駆動電圧を印加してホール駆動電流Iを供給し、電極1と電極2間からホール抵抗値VRが測定され、電極2と電極4間にホール駆動電圧を印加してホール駆動電流Iを供給し、電極1と電極3間からホール起電力VHが測定される。
本実施例6のホール起電力補正装置は、ホール起電力測定部14の後段に応力補正回路41と温度補正回路42を設け、ホール起電力を補正係数演算回路21からの応力補正係数Kσと温度補正係数KTとによりホール起電力を補正する。つまり、応力補正を先に行い、次に温度に対する補正を行うことも出来る。
図20に示すように、温度と応力の2変数によって変化する磁気感度に対して、第1段階として、図21に示すように、応力=0の軸に変換し、図22に示すように、磁気感度を1変数関数にすることに相当する。また、温度補正を先に行い、次に応力補正を行うことも可能である。さらに、温度補正もしくは応力補正のどちらか一方のみを行うことも可能である。
また、上述した図11に示すように、ホール起電力に対して補正を行うのではなく、以下の(21)式のように、磁場B補正前を求めた後に補正係数をかけて磁場B補正後を求めても良い。
このホール起電力補正方法は、ホール素子11の磁気感度に影響を及ぼす応力と温度に基づくホール起電力に対する応力補正と温度補正を行うように構成されたホール起電力補正装置におけるホール起電力補正方法である。
まず、ホール素子11の有する複数の電極間の2方向以上の通電方向のホール抵抗値VRをホール抵抗測定部13により測定する(ステップS11)。次に、ホール素子11のホール起電力VHをホール起電力測定部14により測定する(ステップS12)。次に、ホール素子11の環境温度を温度測定部15により測定する(ステップS13)。
次に、ホール抵抗測定部13によるホール抵抗値VRと温度測定部15の温度出力値Tに基づいてホール起電力VHをホール起電力補正回路22により補正し、補正係数演算回路21により算出された補正係数Kを用いてホール起電力を補正する(ステップS15)。
2 ホール素子
3 半導体集積回路
4 モールド樹脂
11 ホール素子
12 チョッパースイッチ
13 ホール抵抗測定部
14 ホール起電力測定部
15 温度センサ(温度測定部)
16 A/D変換回路
19 ホール起電力補正部
20 補正信号生成部
21 補正係数演算回路
22 ホール起電力補正回路
23 ホール駆動電流源
23a,23b スイッチ
24 磁気感度温度特性情報記憶部
25 抵抗値温度特性情報記憶部
26 ピエゾ係数温度特性記憶部
31,32 共有化したA/D変換回路
33 増幅回路
33a 演算増幅器
41 応力補正回路
42 温度補正回路
Claims (26)
- ホール起電力を発生するホール素子と、
該ホール素子のピエゾホール係数の温度特性に関する情報及びピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報を記憶するピエゾ係数温度特性記憶部と、
前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成する補正信号生成部と、
を有するホール起電力補正装置であって、
前記補正信号生成部は、
前記ホール素子のそれぞれ対向する異なる端子間の各抵抗値に応じた情報と、
前記ピエゾ係数温度特性記憶部に記憶された、前記ピエゾホール係数の温度特性に関する情報及び前記ピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報と、
前記ホール素子の温度情報と、
に基づいて、前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とするホール起電力補正装置。 - 前記補正信号生成部は、
前記ホール素子のそれぞれ対向する異なる端子間の各抵抗値に応じた情報と、
前記ピエゾホール係数の温度特性に関する情報及び前記ピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報と、
前記ホール素子の温度情報と、
を用いて前記ホール素子のホール起電力を補正するための補正係数を算出することを特徴とする請求項1に記載のホール起電力補正装置。 - 前記補正係数は、以下の応力補正係数Kσ
Kσ=(1+P12(T)/(πL(T)+πT(T))×(R1+R2−2αR(T)R0)/(αR(T)R0))(P12(T);ピエゾホール係数、πL(T);ピエゾ抵抗係数(電流に平行な成分)、πT(T);ピエゾ抵抗係数(電流に垂直な成分)、R1,R2;ホール抵抗値、αR(T);ホール素子の抵抗値の温度特性)、R0;応力が0の時の基準温度におけるホール抵抗値)、
を含むことを特徴とする請求項2に記載のホール起電力補正装置。 - 前記補正信号生成部からの補正信号に基づいて、前記ホール起電力に基づく物理量を補正するホール起電力補正部を備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のホール起電力補正装置。
- 前記ホール素子のホール起電力を測定するホール起電力測定部と、前記ホール素子のそれぞれ対向する異なる端子間の各抵抗値を測定し、該各抵抗値に応じた情報を出力するホール抵抗測定部と、前記ホール素子の環境温度を測定し、前記ホール素子の温度情報を出力する温度測定部とを備えていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のホール起電力補正装置。
- 前記ホール抵抗測定部と前記ホール起電力測定部と前記温度測定部とが、共有化したA/D変換回路を備えていることを特徴とする請求項5に記載のホール起電力補正装置。
- 前記ホール抵抗測定部が、十字型の形状を有するホール素子のそれぞれ対向する異なる端子間の各抵抗値を測定することを特徴とする請求項5又は6に記載のホール起電力補正装置。
- 前記温度測定部が、温度センサであることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載のホール起電力補正装置。
- 前記補正信号生成部が、補正係数演算回路を備えていることを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載のホール起電力補正装置。
- 前記ホール素子を駆動するホール駆動電流源の電流を前記補正係数演算回路からの補正係数により補正し、補正された電流で前記ホール素子を駆動することにより前記ホール起電力を補正することを特徴とする請求項9に記載のホール起電力補正装置。
- 前記ホール起電力測定部からのホール起電力を増幅する増幅回路を設け、該増幅回路の増幅率を前記補正係数演算回路からの補正係数により補正し、補正された増幅率で前記ホール起電力を増幅することを特徴とする請求項9に記載のホール起電力補正装置。
- 前記ホール起電力測定部の後段に応力補正回路と温度補正回路を設け、前記補正係数演算回路からの応力補正係数と温度補正係数とにより前記ホール起電力を補正することを特徴とする請求項9に記載のホール起電力補正装置。
- 前記補正信号生成部は、さらに、
前記ホール素子の磁気感度の温度特性と、ホール抵抗の温度特性と、基準磁気感度と、基準ホール抵抗値とに基づいて、前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載のホール起電力補正装置。 - ホール起電力を発生するホール素子と、
該ホール素子のピエゾホール係数の温度特性に関する情報及びピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報を記憶するピエゾ係数温度特性記憶部と、
前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成する補正信号生成部と、
を有するホール起電力補正装置におけるホール起電力補正方法であって、
前記補正信号生成部による補正信号生成ステップは、
前記ホール素子のそれぞれ対向する異なる端子間の各抵抗値に応じた情報と、
前記ピエゾ係数温度特性記憶部に記憶された、前記ピエゾホール係数の温度特性に関する情報及び前記ピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報と、
前記ホール素子の温度情報と、
に基づいて、前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とするホール起電力補正方法。 - 前記補正信号生成ステップは、
前記ホール素子のそれぞれ対向する異なる端子間の各抵抗値に応じた情報と、
前記ピエゾホール係数の温度特性に関する情報及び前記ピエゾ抵抗係数の温度特性に関する情報と、
前記ホール素子の温度情報と、
を用いて前記ホール素子のホール起電力を補正するための補正係数を算出することを特徴とする請求項14に記載のホール起電力補正方法。 - 前記補正係数は、以下の応力補正係数Kσ
Kσ=(1+P12(T)/(πL(T)+πT(T))×(R1+R2−2αR(T)R0)/(αR(T)R0))(P12(T);ピエゾホール係数、πL(T);ピエゾ抵抗係数(電流に平行な成分)、πT(T);ピエゾ抵抗係数(電流に垂直な成分)、R1,R2;ホール抵抗値、αR(T);ホール素子の抵抗値の温度特性)、R0;応力が0の時の基準温度におけるホール抵抗値)、
を含むことを特徴とする請求項15に記載のホール起電力補正方法。 - 前記補正信号生成部からの補正信号に基づいて、ホール起電力補正部により前記ホール起電力に基づく物理量を補正することを特徴とする請求項14乃至16のいずれかに記載のホール起電力補正方法。
- 前記ホール素子のホール起電力を測定するホール起電力測定ステップと、前記ホール素子のそれぞれ対向する異なる端子間の各抵抗値を測定し、該各抵抗値に応じた情報を出力するホール抵抗測定ステップと、前記ホール素子の環境温度を測定し、前記ホール素子の温度情報を出力する温度測定ステップとを有することを特徴とする請求項14乃至17のいずれかに記載のホール起電力補正方法。
- 前記ホール抵抗測定ステップによる各抵抗値と、前記ホール起電力測定ステップによるホール起電力と、前記温度測定ステップによる温度値とを共有化したA/D変換回路を用いて時分割で測定することを特徴とする請求項18に記載のホール起電力補正方法。
- 前記ホール抵抗測定ステップが、十字型の形状を有するホール素子のそれぞれ対向する異なる端子間の各抵抗値を測定することを特徴とする請求項18又は19に記載のホール起電力補正方法。
- 前記温度測定ステップが、温度センサを用いて測定することを特徴とする請求項18,19又は20に記載のホール起電力補正方法。
- 前記補正信号生成部による補正信号生成ステップが、補正係数演算回路により補正信号を生成することを特徴とする請求項18乃至21のいずれかに記載のホール起電力補正方法。
- 前記ホール素子を駆動するホール駆動電流源の電流を前記補正係数演算回路からの補正係数により補正し、補正された電流で前記ホール素子を駆動することにより前記ホール起電力を補正することを特徴とする請求項22に記載のホール起電力補正方法。
- 前記ホール起電力測定ステップからのホール起電力を増幅する増幅回路を設け、該増幅回路の増幅率を前記補正係数演算回路からの補正係数により補正し、補正された増幅率で前記ホール起電力を増幅することを特徴とする請求項22に記載のホール起電力補正方法。
- 前記ホール起電力測定ステップによるホール起電力の測定の後段に応力補正回路と温度補正回路を設け、前記補正係数演算回路からの応力補正係数と温度補正係数とにより前記ホール起電力を補正することを特徴とする請求項22に記載のホール起電力補正方法。
- 前記補正信号生成部による補正信号生成ステップは、さらに、
前記ホール素子の磁気感度の温度特性と、ホール抵抗の温度特性と、基準磁気感度と、基準ホール抵抗値とに基づいて、前記ホール素子のホール起電力を補正するための信号を生成することを特徴とする請求項14乃至25のいずれかに記載のホール起電力補正方法。
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