JPH0888423A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JPH0888423A JPH0888423A JP6223445A JP22344594A JPH0888423A JP H0888423 A JPH0888423 A JP H0888423A JP 6223445 A JP6223445 A JP 6223445A JP 22344594 A JP22344594 A JP 22344594A JP H0888423 A JPH0888423 A JP H0888423A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気センサの出力電圧にオフセット電圧を重
畳させることにより，高感度でノイズに強く低回路電流
の集積化磁気センサを提供する。 【構成】 ブリッジ接続された４つの感磁部エレメント
のうち少なくとも１つのエレメントの形状を他と変えて
他と異なる抵抗値を持たせ、強制的にオフセット出力電
圧を発生するように構成した磁気センサ、及びこの磁気
センサに波形整形回路を接続し、同一の基板上に形成
し、または同一パッケージ内に収納して電気的に結合し
た集積化磁気センサ。
畳させることにより，高感度でノイズに強く低回路電流
の集積化磁気センサを提供する。 【構成】 ブリッジ接続された４つの感磁部エレメント
のうち少なくとも１つのエレメントの形状を他と変えて
他と異なる抵抗値を持たせ、強制的にオフセット出力電
圧を発生するように構成した磁気センサ、及びこの磁気
センサに波形整形回路を接続し、同一の基板上に形成
し、または同一パッケージ内に収納して電気的に結合し
た集積化磁気センサ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願は、位置検出装置や電流検出
装置・磁界検出装置に使用する磁気抵抗効果を利用した
磁気センサ、又は該磁気センサと信号処理回路からなる
集積化磁気センサに関する。
装置・磁界検出装置に使用する磁気抵抗効果を利用した
磁気センサ、又は該磁気センサと信号処理回路からなる
集積化磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気抵抗効果を利用した磁気セン
サは、図５に示すように無磁界時に同じ抵抗値を持つ４
つの感磁部エレメント５１〜５４をブリッジ接続したも
のとなっており、有磁界時には磁気抵抗効果により感磁
部エレメントの抵抗値が変化するためブリッジの平衡が
崩れ、これによって発生する中点電位の差を出力電圧と
して取り出す構成となっている。感磁部エレメントはＮ
ｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ等の強磁性体材料を数十〜数百ｎ
ｍ程度の薄膜にした後、パターニングを施したものであ
る。作製例としては、真空蒸着やスパッタリングなどの
方法を用いて該強磁性体薄膜をガラスや表面に酸化膜を
形成したシリコン基板上に形成し、写真蝕刻等の手法で
パターンを形成したのちめっきや真空蒸着で電極を形成
するという手順がある。このようにして作られたセンサ
の入力端子間に５Ｖを印加し、外部の磁界が４０００Ａ
／ｍの場合、４０〜１００ｍＶ程度が出力端子間に得ら
れる。この感度は、該感磁部エレメントをなす強磁性薄
膜の長さと幅の比や膜厚により変化する。
サは、図５に示すように無磁界時に同じ抵抗値を持つ４
つの感磁部エレメント５１〜５４をブリッジ接続したも
のとなっており、有磁界時には磁気抵抗効果により感磁
部エレメントの抵抗値が変化するためブリッジの平衡が
崩れ、これによって発生する中点電位の差を出力電圧と
して取り出す構成となっている。感磁部エレメントはＮ
ｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ等の強磁性体材料を数十〜数百ｎ
ｍ程度の薄膜にした後、パターニングを施したものであ
る。作製例としては、真空蒸着やスパッタリングなどの
方法を用いて該強磁性体薄膜をガラスや表面に酸化膜を
形成したシリコン基板上に形成し、写真蝕刻等の手法で
パターンを形成したのちめっきや真空蒸着で電極を形成
するという手順がある。このようにして作られたセンサ
の入力端子間に５Ｖを印加し、外部の磁界が４０００Ａ
／ｍの場合、４０〜１００ｍＶ程度が出力端子間に得ら
れる。この感度は、該感磁部エレメントをなす強磁性薄
膜の長さと幅の比や膜厚により変化する。
【０００３】以上に述べた磁気センサは、アナログ出力
電圧を得るものであるが、単に磁石が接近したことを検
出したり、コイルや導線の回りに発生する磁界を検出す
ることにより一定以上の電流を検出したりする場合に
は、センサの出力はディジタルの方が好ましい。そこで
ディジタル出力をする集積化磁気センサとして、上述の
磁気センサと、あるしきい値以上の出力電圧をセンサが
発生した場合に出力が１の状態から２の状態に変化し、
その後センサの出力電圧が、同じもしくは異なるしきい
値を下回った場合に出力が２の状態から１の状態に変化
するような機能をもった回路（以下比較演算回路とい
う。）を外部に設けた構成のものがある。また、この回
路をシリコンＩＣのように集積化した回路を同一基板上
に形成し、あるいはそれぞれ別個に作製した後に同一パ
ッケージ内に収納して電気的に接続した構成のものがあ
る。
電圧を得るものであるが、単に磁石が接近したことを検
出したり、コイルや導線の回りに発生する磁界を検出す
ることにより一定以上の電流を検出したりする場合に
は、センサの出力はディジタルの方が好ましい。そこで
ディジタル出力をする集積化磁気センサとして、上述の
磁気センサと、あるしきい値以上の出力電圧をセンサが
発生した場合に出力が１の状態から２の状態に変化し、
その後センサの出力電圧が、同じもしくは異なるしきい
値を下回った場合に出力が２の状態から１の状態に変化
するような機能をもった回路（以下比較演算回路とい
う。）を外部に設けた構成のものがある。また、この回
路をシリコンＩＣのように集積化した回路を同一基板上
に形成し、あるいはそれぞれ別個に作製した後に同一パ
ッケージ内に収納して電気的に接続した構成のものがあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した磁気センサに
強磁性薄膜を使用した磁気抵抗効果素子を使用した場
合、出力電圧は該強磁性薄膜の抵抗変化率の上限に制約
され、パターンや強磁性薄膜の厚さを最適化しても一定
以上の出力電圧を得ることは困難である。このような磁
気センサを使用した集積化磁気センサの感磁界感度を向
上させるためには、磁気センサに接続する比較演算回路
のしきい値を小さくすることが考えられる。しかし耐ノ
イズ性が悪化することや、比較演算回路の特性が温度や
電源電圧の変動などの外乱により不安定になりやすくな
るために同回路のしきい値を小さくすることは困難であ
る。その上しきい値を変えるためには回路を設計し直す
必要があり、殊に現在比較演算回路に集積回路を使用し
ている場合には集積回路の新規設計や製作に大きなコス
トを要するという欠点がある。
強磁性薄膜を使用した磁気抵抗効果素子を使用した場
合、出力電圧は該強磁性薄膜の抵抗変化率の上限に制約
され、パターンや強磁性薄膜の厚さを最適化しても一定
以上の出力電圧を得ることは困難である。このような磁
気センサを使用した集積化磁気センサの感磁界感度を向
上させるためには、磁気センサに接続する比較演算回路
のしきい値を小さくすることが考えられる。しかし耐ノ
イズ性が悪化することや、比較演算回路の特性が温度や
電源電圧の変動などの外乱により不安定になりやすくな
るために同回路のしきい値を小さくすることは困難であ
る。その上しきい値を変えるためには回路を設計し直す
必要があり、殊に現在比較演算回路に集積回路を使用し
ている場合には集積回路の新規設計や製作に大きなコス
トを要するという欠点がある。
【０００５】また、磁気センサ側にバイアス電流を流し
ておき、このバイアス電流と磁気センサの抵抗値の積で
電圧しきい値を与えるように構成した比較演算回路を使
用する場合は、上述した理由でバイアス電流値を小さく
することが困難である。そのため、磁気センサの出力抵
抗値を小さくすることによりしきい値を下げなければな
らず、同時に入力抵抗も小さくなってしまい、電源電流
を減少させることが困難であった。
ておき、このバイアス電流と磁気センサの抵抗値の積で
電圧しきい値を与えるように構成した比較演算回路を使
用する場合は、上述した理由でバイアス電流値を小さく
することが困難である。そのため、磁気センサの出力抵
抗値を小さくすることによりしきい値を下げなければな
らず、同時に入力抵抗も小さくなってしまい、電源電流
を減少させることが困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願は、ブリッジ接続さ
れた４つの磁気抵抗効果エレメントからなり、うち少な
くとも１つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オフセ
ット出力電圧を発生するように構成した磁気センサに関
する。または、ブリッジ接続された４つの磁気抵抗効果
エレメントからなり、うち少なくとも１つのエレメント
の抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発生する
ように構成した磁気センサチップと波形整形回路を、同
一の基板上に形成して電気的に結合した集積化磁気セン
サに関する。
れた４つの磁気抵抗効果エレメントからなり、うち少な
くとも１つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オフセ
ット出力電圧を発生するように構成した磁気センサに関
する。または、ブリッジ接続された４つの磁気抵抗効果
エレメントからなり、うち少なくとも１つのエレメント
の抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発生する
ように構成した磁気センサチップと波形整形回路を、同
一の基板上に形成して電気的に結合した集積化磁気セン
サに関する。
【０００７】または、ブリッジ接続された４つの磁気抵
抗効果エレメントからなり、うち少なくとも１つのエレ
メントの抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発
生するように構成した磁気センサチップと集積化波形整
形回路チップを同一パッケージ内に収納して電気的に結
合した集積化磁気センサに関する。さらには、オフセッ
ト出力電圧の絶対値が入力電圧の０．３％以上、５０％
以下である上記のいずれかに記載の磁気センサに関す
る。
抗効果エレメントからなり、うち少なくとも１つのエレ
メントの抵抗値が他と異なり、オフセット出力電圧を発
生するように構成した磁気センサチップと集積化波形整
形回路チップを同一パッケージ内に収納して電気的に結
合した集積化磁気センサに関する。さらには、オフセッ
ト出力電圧の絶対値が入力電圧の０．３％以上、５０％
以下である上記のいずれかに記載の磁気センサに関す
る。
【０００８】ここでオフセット出力電圧とは、無磁界時
におけるブリッジの中点電位の差の電圧をいう。従来の
磁気センサにおいては、磁気センサを構成する各エレメ
ントの抵抗値が全て等しくなるよう作製されブリッジが
平衡しているので、無磁界時にはオフセット出力電圧が
発生しない。なお、本願に言うオフセット出力電圧は、
エレメントが消磁状態で測定したものである。
におけるブリッジの中点電位の差の電圧をいう。従来の
磁気センサにおいては、磁気センサを構成する各エレメ
ントの抵抗値が全て等しくなるよう作製されブリッジが
平衡しているので、無磁界時にはオフセット出力電圧が
発生しない。なお、本願に言うオフセット出力電圧は、
エレメントが消磁状態で測定したものである。
【０００９】本願発明では、４つのエレメントのうち少
なくとも１つのエレメントの抵抗値を他の３つと違える
ことにより、ブリッジの平衡を故意に崩してオフセット
出力電圧を発生させる。具体的には、例えば抵抗値を変
化させたいエレメントの全長を、他のエレメントと異な
るものにするか、該エレメントの幅を他のエレメントと
異なるものにすることにより実現できる。
なくとも１つのエレメントの抵抗値を他の３つと違える
ことにより、ブリッジの平衡を故意に崩してオフセット
出力電圧を発生させる。具体的には、例えば抵抗値を変
化させたいエレメントの全長を、他のエレメントと異な
るものにするか、該エレメントの幅を他のエレメントと
異なるものにすることにより実現できる。
【００１０】上記の磁気抵抗素子の製法例において、強
磁性薄膜をパターニングする際に写真蝕刻の技法を用
い、その際該エレメントの長さまたは幅を違えるような
フォトマスクを使えばよい。他にも強磁性薄膜の膜厚を
変化させたり、材料を変化させること等により所望のオ
フセット出力電圧を持つ磁気センサを作ってもよい。磁
気センサにおいて正の出力電圧が得られるように外部磁
界が印加される場合は、上述したオフセット出力電圧を
正にとれば、大きな出力電圧を得ることができる。従っ
て、比較演算回路のしきい値を小さくしなくても高感度
な磁界の検出が可能である。
磁性薄膜をパターニングする際に写真蝕刻の技法を用
い、その際該エレメントの長さまたは幅を違えるような
フォトマスクを使えばよい。他にも強磁性薄膜の膜厚を
変化させたり、材料を変化させること等により所望のオ
フセット出力電圧を持つ磁気センサを作ってもよい。磁
気センサにおいて正の出力電圧が得られるように外部磁
界が印加される場合は、上述したオフセット出力電圧を
正にとれば、大きな出力電圧を得ることができる。従っ
て、比較演算回路のしきい値を小さくしなくても高感度
な磁界の検出が可能である。
【００１１】しかし、オフセット出力電圧が小さすぎる
と、製造上発生するオフセット出力電圧のばらつきとの
区別が付きにくくなり、目的を達成しうる素子の収率が
低下する。そのため、オフセット出力電圧の下限は、絶
対値にして入力電圧の０．３％以上であることが必要で
あり、好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは０．
８％以上である。またオフセット出力電圧の上限は、単
純には入力電圧まで可能である。しかし、オフセット出
力電圧を大きくする場合には、各エレメントの抵抗値の
違いを大きくする必要があるから、センサの感磁界感度
が低下する。例えば、オフセット出力電圧を入力電圧の
２５％に設定すると感磁界感度は５％低下する。またオ
フセット出力電圧を入力電圧の５０％に設定すると感磁
界感度は３０％低下する。従ってオフセット出力電圧の
上限は、入力電圧の５０％以下であることが必要であ
り、さらには２５％以下であることが好ましい。
と、製造上発生するオフセット出力電圧のばらつきとの
区別が付きにくくなり、目的を達成しうる素子の収率が
低下する。そのため、オフセット出力電圧の下限は、絶
対値にして入力電圧の０．３％以上であることが必要で
あり、好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは０．
８％以上である。またオフセット出力電圧の上限は、単
純には入力電圧まで可能である。しかし、オフセット出
力電圧を大きくする場合には、各エレメントの抵抗値の
違いを大きくする必要があるから、センサの感磁界感度
が低下する。例えば、オフセット出力電圧を入力電圧の
２５％に設定すると感磁界感度は５％低下する。またオ
フセット出力電圧を入力電圧の５０％に設定すると感磁
界感度は３０％低下する。従ってオフセット出力電圧の
上限は、入力電圧の５０％以下であることが必要であ
り、さらには２５％以下であることが好ましい。
【００１２】また、電圧しきい値を磁気センサに流すバ
イアス電流と磁気センサの抵抗値の積で与えるように構
成した比較演算回路を使用する場合には、磁気センサの
出力抵抗値が高く、しきい値が大きな電圧となっていて
も動作が可能となり、電源電流の小さな集積化磁気セン
サを作ることができる。この場合、設定するオフセット
出力電圧の大きさはバイアス電流と出力抵抗の積で与え
られる電圧を上限とする電圧とする。また上述したオフ
セット出力電圧を負にとった場合、単純に零電圧をしき
い値とする比較演算回路を使用し、該磁気センサのオフ
セット出力電圧の大きさを変化させることにより、様々
なしきい値をもつ集積化磁気センサを作ることができ
る。この場合、回路が単純化され部品点数が減少すると
いう利点を有する。
イアス電流と磁気センサの抵抗値の積で与えるように構
成した比較演算回路を使用する場合には、磁気センサの
出力抵抗値が高く、しきい値が大きな電圧となっていて
も動作が可能となり、電源電流の小さな集積化磁気セン
サを作ることができる。この場合、設定するオフセット
出力電圧の大きさはバイアス電流と出力抵抗の積で与え
られる電圧を上限とする電圧とする。また上述したオフ
セット出力電圧を負にとった場合、単純に零電圧をしき
い値とする比較演算回路を使用し、該磁気センサのオフ
セット出力電圧の大きさを変化させることにより、様々
なしきい値をもつ集積化磁気センサを作ることができ
る。この場合、回路が単純化され部品点数が減少すると
いう利点を有する。
【００１３】
【実施例】次にこの発明についての実施例を図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１４】
【実施例１】表面に２００ｎｍの酸化膜を形成した４イ
ンチφのシリコン基板を３００℃に加熱し、上に、Ｎｉ
８０％−Ｆｅ２０％からなる厚さ２００ｎｍの磁性薄膜
をスパッタリング法で形成した。この磁性薄膜を硫酸ア
ンモニウム系の腐食液を用いてエッチングし、感磁部パ
ターンを形成する領域とした。次いでこの基板を３００
℃に加熱し基板全面に５０ｎｍのＮｉ８０％−Ｆｅ２０
％磁性薄膜をスパッタリング法で形成し、写真蝕刻の手
法を用いてマスクパターンを形成し、イオンミリング法
によりで図１に示すような磁気抵抗効果エレメントが４
つあるような感磁部パターンを形成した。感磁部の幅
は、磁気抵抗変化率に影響を与え、幅が広いほど感磁界
感度は良好になるが、反面素子の抵抗値が小さくなって
しまったり、ヒステリシスが大きくなるので、その範囲
としては８μｍから３５μｍ程度、好ましくは１５〜２
５μｍ程度である。ここで形成した４つの磁気抵抗効果
エレメントのうち、少なくとも１つのエレメントの全長
もしくは幅または膜厚を他と違えることにより、オフセ
ット出力電圧を発生させることが出来るが、図２に示す
ように互いに回転対称にある位置の２つのエレメントの
抵抗値を等しくすることが中点電位の対称性を得る意味
で好ましく、ここではセンサに３Ｖの入力電圧を印加し
た場合に３０ｍＶのオフセット出力電圧を発生するよう
に２１と２３のＭＲ素子の抵抗値を２．０２ｋΩに、２
２と２４のＭＲ素子の抵抗値を１．９８ｋΩとなるよう
に、感磁部エレメントの長さを変えたフォトマスクを使
用した。
ンチφのシリコン基板を３００℃に加熱し、上に、Ｎｉ
８０％−Ｆｅ２０％からなる厚さ２００ｎｍの磁性薄膜
をスパッタリング法で形成した。この磁性薄膜を硫酸ア
ンモニウム系の腐食液を用いてエッチングし、感磁部パ
ターンを形成する領域とした。次いでこの基板を３００
℃に加熱し基板全面に５０ｎｍのＮｉ８０％−Ｆｅ２０
％磁性薄膜をスパッタリング法で形成し、写真蝕刻の手
法を用いてマスクパターンを形成し、イオンミリング法
によりで図１に示すような磁気抵抗効果エレメントが４
つあるような感磁部パターンを形成した。感磁部の幅
は、磁気抵抗変化率に影響を与え、幅が広いほど感磁界
感度は良好になるが、反面素子の抵抗値が小さくなって
しまったり、ヒステリシスが大きくなるので、その範囲
としては８μｍから３５μｍ程度、好ましくは１５〜２
５μｍ程度である。ここで形成した４つの磁気抵抗効果
エレメントのうち、少なくとも１つのエレメントの全長
もしくは幅または膜厚を他と違えることにより、オフセ
ット出力電圧を発生させることが出来るが、図２に示す
ように互いに回転対称にある位置の２つのエレメントの
抵抗値を等しくすることが中点電位の対称性を得る意味
で好ましく、ここではセンサに３Ｖの入力電圧を印加し
た場合に３０ｍＶのオフセット出力電圧を発生するよう
に２１と２３のＭＲ素子の抵抗値を２．０２ｋΩに、２
２と２４のＭＲ素子の抵抗値を１．９８ｋΩとなるよう
に、感磁部エレメントの長さを変えたフォトマスクを使
用した。
【００１５】続いて、素子の電極及び配線部を形成する
ためにマスクパターンを形成し、電解めっき法により５
００ｎｍの厚さの金層、次いで１μｍの厚さのニッケル
層を作製する。この上に感磁部パターンを保護する目的
で、シランガスと亜酸化窒素を用いるプラズマ化学的気
相成長法により１．５μｍの厚さの酸化シリコン膜を形
成した。素子の電極部を開けるために四フッ化炭素を用
いる反応性イオンエッチング法により酸化シリコン膜の
窓開けを行い、ウエハーを作製した。この方法により得
られたウエハーを、ダイシングソーにより０．９６ｍｍ
角の素子チップに切断した。このチップをリードフレー
ム上に固定し、所定の位置をワイヤーボンディングして
端子を引き出し、エポキシ樹脂で封止して磁気センサを
作製した。このようにして得られた磁気センサに室温に
おいて３Ｖを入力端子間に入力電圧として印加したとこ
ろ、無磁界において３２．２ｍＶ（入力電圧に対して
１．１％）のオフセット出力電圧を得た。またソレノイ
ドコイルを使ってセンサに磁界を与えたところ、１５０
０Ａ／ｍの磁界において５５．１ｍＶ、３０００Ａ／ｍ
において７７．６ｍＶの出力電圧が得られた。
ためにマスクパターンを形成し、電解めっき法により５
００ｎｍの厚さの金層、次いで１μｍの厚さのニッケル
層を作製する。この上に感磁部パターンを保護する目的
で、シランガスと亜酸化窒素を用いるプラズマ化学的気
相成長法により１．５μｍの厚さの酸化シリコン膜を形
成した。素子の電極部を開けるために四フッ化炭素を用
いる反応性イオンエッチング法により酸化シリコン膜の
窓開けを行い、ウエハーを作製した。この方法により得
られたウエハーを、ダイシングソーにより０．９６ｍｍ
角の素子チップに切断した。このチップをリードフレー
ム上に固定し、所定の位置をワイヤーボンディングして
端子を引き出し、エポキシ樹脂で封止して磁気センサを
作製した。このようにして得られた磁気センサに室温に
おいて３Ｖを入力端子間に入力電圧として印加したとこ
ろ、無磁界において３２．２ｍＶ（入力電圧に対して
１．１％）のオフセット出力電圧を得た。またソレノイ
ドコイルを使ってセンサに磁界を与えたところ、１５０
０Ａ／ｍの磁界において５５．１ｍＶ、３０００Ａ／ｍ
において７７．６ｍＶの出力電圧が得られた。
【００１６】
【比較例１】４つのエレメントの抵抗を全て２ｋΩとし
た以外は実施例１と同様の方法を用いて磁気センサを作
製した。このセンサついても同様の測定を行ったとこ
ろ、３Ｖの入力電圧を印加し無磁界時において標準偏差
にして３．５ｍＶのばらつき（入力電圧に対して０．１
２％）が生じた。また、１５００Ａ／ｍの磁界において
２２．１ｍＶ、そして３０００Ａ／ｍの磁界において４
６．０ｍＶと低い出力電圧であった。
た以外は実施例１と同様の方法を用いて磁気センサを作
製した。このセンサついても同様の測定を行ったとこ
ろ、３Ｖの入力電圧を印加し無磁界時において標準偏差
にして３．５ｍＶのばらつき（入力電圧に対して０．１
２％）が生じた。また、１５００Ａ／ｍの磁界において
２２．１ｍＶ、そして３０００Ａ／ｍの磁界において４
６．０ｍＶと低い出力電圧であった。
【００１７】
【比較例２】実施例１と同様の手法で、オフセット出力
電圧が３Ｖ入力時において８ｍＶ（入力電圧に対して
０．２７％）であることのみが異なる磁気センサを作製
した。このセンサのオフセット出力電圧を測定したとこ
ろ、平均値７．８ｍＶ、標準偏差３．８ｍＶであった。
また、作製したセンサのうち４％のものが負のオフセッ
ト出力電圧を有しており、それらのセンサにつき実施例
１と同様の測定を行ったところ、１５００Ａ／ｍの磁界
において１９．３ｍＶ、３０００Ａ／ｍにおいて４２．
０ｍＶと低い出力電圧であった。
電圧が３Ｖ入力時において８ｍＶ（入力電圧に対して
０．２７％）であることのみが異なる磁気センサを作製
した。このセンサのオフセット出力電圧を測定したとこ
ろ、平均値７．８ｍＶ、標準偏差３．８ｍＶであった。
また、作製したセンサのうち４％のものが負のオフセッ
ト出力電圧を有しており、それらのセンサにつき実施例
１と同様の測定を行ったところ、１５００Ａ／ｍの磁界
において１９．３ｍＶ、３０００Ａ／ｍにおいて４２．
０ｍＶと低い出力電圧であった。
【００１８】
【実施例２】実施例１と同様の方法で、磁気センサ素子
チップを作製した。他方、この磁気センサを駆動するた
めの定電圧電源回路、磁気センサからの出力電圧を増幅
する回路、動作点としてセンサの出力電圧が７０ｍＶに
なると、出力がＯＦＦ状態からＯＮの状態になり、ＯＮ
の状態になっているときにセンサの出力電圧が５０ｍＶ
を下回ると再びＯＦＦの状態に戻るような作用を持つ比
較演算回路、及び出力回路を設けた１×１．４ｍｍ角の
シリコン集積回路を作製した。
チップを作製した。他方、この磁気センサを駆動するた
めの定電圧電源回路、磁気センサからの出力電圧を増幅
する回路、動作点としてセンサの出力電圧が７０ｍＶに
なると、出力がＯＦＦ状態からＯＮの状態になり、ＯＮ
の状態になっているときにセンサの出力電圧が５０ｍＶ
を下回ると再びＯＦＦの状態に戻るような作用を持つ比
較演算回路、及び出力回路を設けた１×１．４ｍｍ角の
シリコン集積回路を作製した。
【００１９】上記により得られた各部品を組み立ててセ
ンサとするために、１つのリードフレーム上に磁気セン
サとシリコン集積回路を固定し、所定の位置をワイヤー
ボンディングして電気的に結合した後エポキシ樹脂で封
止し、集積化磁気センサとした。このセンサに電源電圧
１２Ｖを印加し、コイルで磁界を与えたところ、常温に
おいて２８００Ａ／ｍの磁界強度において出力が１の状
態から２の状態に切り替わり、その後磁界を徐々に減じ
たところ磁界強度１４００Ａ／ｍにおいて出力は再び２
の状態から１の状態に戻ることが、再現性よく確認でき
た。この時の回路電流は４．２ｍＡであった。
ンサとするために、１つのリードフレーム上に磁気セン
サとシリコン集積回路を固定し、所定の位置をワイヤー
ボンディングして電気的に結合した後エポキシ樹脂で封
止し、集積化磁気センサとした。このセンサに電源電圧
１２Ｖを印加し、コイルで磁界を与えたところ、常温に
おいて２８００Ａ／ｍの磁界強度において出力が１の状
態から２の状態に切り替わり、その後磁界を徐々に減じ
たところ磁界強度１４００Ａ／ｍにおいて出力は再び２
の状態から１の状態に戻ることが、再現性よく確認でき
た。この時の回路電流は４．２ｍＡであった。
【００２０】
【比較例３】比較例１で作製した磁気センサチップ及び
実施例２で作製したシリコンＩＣを用いて、実施例２の
方法で集積化磁気センサを作製した。これについて同様
の方法で測定を行ったところ、５０００Ａ／ｍの磁界中
でも出力の状態は切りかわらず、動作させることができ
なかった。
実施例２で作製したシリコンＩＣを用いて、実施例２の
方法で集積化磁気センサを作製した。これについて同様
の方法で測定を行ったところ、５０００Ａ／ｍの磁界中
でも出力の状態は切りかわらず、動作させることができ
なかった。
【００２１】
【実施例３】実施例１の手法で、オフセット出力電圧が
３Ｖ入力時において−３０ｍＶであることのみが異なる
磁気センサを作製した、この磁気センサに電源電圧３Ｖ
を印加し、上述の実施例同様に測定したところ、常温に
おいて無磁界で−２８．１ｍＶ（入力電圧に対して０．
９％）、３０００Ａ／ｍの平行磁界中で１８．０ｍＶの
出力が得られた。このセンサに、入力電圧が０Ｖ以上で
ＯＮ、０Ｖ未満でＯＦＦとなるゼロクロスタイプの比較
演算回路を接続し、磁界を印加したところ、１８００Ａ
／ｍで出力のＯＮ、ＯＦＦが切り替わった。
３Ｖ入力時において−３０ｍＶであることのみが異なる
磁気センサを作製した、この磁気センサに電源電圧３Ｖ
を印加し、上述の実施例同様に測定したところ、常温に
おいて無磁界で−２８．１ｍＶ（入力電圧に対して０．
９％）、３０００Ａ／ｍの平行磁界中で１８．０ｍＶの
出力が得られた。このセンサに、入力電圧が０Ｖ以上で
ＯＮ、０Ｖ未満でＯＦＦとなるゼロクロスタイプの比較
演算回路を接続し、磁界を印加したところ、１８００Ａ
／ｍで出力のＯＮ、ＯＦＦが切り替わった。
【００２２】
【実施例４】実施例１の手法で、オフセット出力電圧が
３Ｖ入力時において−４０ｍＶであることのみが異なる
磁気センサを作製した、この磁気センサに電源電圧３Ｖ
を印加し、上述の実施例同様に測定したところ、常温に
おいて無磁界で−３７．９ｍＶ（入力電圧に対して１．
３％）、３０００Ａ／ｍの平行磁界中で９．３ｍＶの出
力が得られた。このセンサに、実施例３と同じく、入力
電圧が０Ｖ以上でＯＮ、０Ｖ未満でＯＦＦとなるゼロク
ロスタイプの比較演算回路を接続し、磁界を印加したと
ころ、２６００Ａ／ｍで出力のＯＮ、ＯＦＦが切り替わ
った。
３Ｖ入力時において−４０ｍＶであることのみが異なる
磁気センサを作製した、この磁気センサに電源電圧３Ｖ
を印加し、上述の実施例同様に測定したところ、常温に
おいて無磁界で−３７．９ｍＶ（入力電圧に対して１．
３％）、３０００Ａ／ｍの平行磁界中で９．３ｍＶの出
力が得られた。このセンサに、実施例３と同じく、入力
電圧が０Ｖ以上でＯＮ、０Ｖ未満でＯＦＦとなるゼロク
ロスタイプの比較演算回路を接続し、磁界を印加したと
ころ、２６００Ａ／ｍで出力のＯＮ、ＯＦＦが切り替わ
った。
【００２３】
【発明の効果】本発明の磁気センサを使用することによ
り、大きなしきい値電圧を持つ比較演算回路を使用して
磁界の検出が可能となる。またしきい値電圧を、磁気セ
ンサにバイアス電流を流し、これと磁気センサの抵抗値
の積で与える形式の比較演算回路を使用した場合には、
磁気センサの抵抗値を大きくしてしきい値電圧が上昇し
た分を、磁気センサのオフセット出力電圧で補うことが
できるため、高感度で低回路電流の集積化磁気センサを
作ることができる。さらに、該オフセット出力電圧を出
力に対し負の方向に取ることにより、単純なゼロクロス
検出回路のみを使って、異なる感度を持つ磁気センサア
センブリもしくは集積化磁気センサを廉価に作ることが
できる。
り、大きなしきい値電圧を持つ比較演算回路を使用して
磁界の検出が可能となる。またしきい値電圧を、磁気セ
ンサにバイアス電流を流し、これと磁気センサの抵抗値
の積で与える形式の比較演算回路を使用した場合には、
磁気センサの抵抗値を大きくしてしきい値電圧が上昇し
た分を、磁気センサのオフセット出力電圧で補うことが
できるため、高感度で低回路電流の集積化磁気センサを
作ることができる。さらに、該オフセット出力電圧を出
力に対し負の方向に取ることにより、単純なゼロクロス
検出回路のみを使って、異なる感度を持つ磁気センサア
センブリもしくは集積化磁気センサを廉価に作ることが
できる。
【図１】この発明の磁気センサの感磁部エレメントの配
置の一例を示す正面図である。
置の一例を示す正面図である。
【図２】この発明の磁気センサの感磁部エレメントの配
置の別の例を示す正面図である。
置の別の例を示す正面図である。
【図３】集積化磁気センサの一例のブロック図である。
【図４】実施例２の集積化磁気センサの正面図である。
【図５】従来の磁気センサの感磁部エレメントの配置の
一例を示す正面図である。
一例を示す正面図である。
１１〜１４ 感磁部エレメント １５ ボンディングパッド １６ 配線部 ２１〜２４ 感磁部エレメント ２５ ボンディングパッド ２６ 配線部 ３１ 定電圧源 ３２ 磁気抵抗効果素子 ３３ 増幅器 ３４ ヒステリシス付き比較演算回路 ３５ 出力トランジスタ ３６ 電源端子 ３７ 接地端子 ３８ 出力端子 ４１ モールド外形 ４２ リードフレーム ４３ リードフレーム ４４ 磁気抵抗効果素子 ４５ 集積回路 ４６ ボンディングパッド ４７ ボンディングパッド ４８ ワイヤ ５１〜５４ 感磁部エレメント ５５ ボンディングパッド ５６ 配線部
Claims (4)
- 【請求項１】 ブリッジ接続された４つの磁気抵抗効果
エレメントからなり、該磁気抵抗効果エレメントのうち
少なくとも１つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オ
フセット出力電圧を発生するように構成した磁気セン
サ。 - 【請求項２】 ブリッジ接続された４つの磁気抵抗効果
エレメントからなり、該磁気抵抗効果エレメントのうち
少なくとも１つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オ
フセット出力電圧を発生するように構成した磁気センサ
チップと波形整形回路を、同一の基板上に形成して電気
的に結合した集積化磁気センサ。 - 【請求項３】 ブリッジ接続された４つの磁気抵抗効果
エレメントからなり、該磁気抵抗効果エレメントのうち
少なくとも１つのエレメントの抵抗値が他と異なり、オ
フセット出力電圧を発生するように構成した磁気センサ
チップと集積化波形整形回路チップを同一パッケージ内
に収納して電気的に結合した集積化磁気センサ。 - 【請求項４】 オフセット出力電圧の絶対値が入力電圧
の０．３％以上、５０％以下である請求項１ないし３に
記載の磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223445A JPH0888423A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223445A JPH0888423A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888423A true JPH0888423A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16798258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6223445A Withdrawn JPH0888423A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0888423A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11202037A (ja) * | 1998-01-14 | 1999-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気信号検出装置 |
| WO2000008695A1 (fr) * | 1998-08-07 | 2000-02-17 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Capteur magnetique et son procede de production |
| JP2005123478A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁電変換装置 |
| JP2007078700A (ja) * | 1998-08-07 | 2007-03-29 | Asahi Kasei Corp | 半導体磁気抵抗装置 |
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| US7554325B2 (en) | 2006-04-26 | 2009-06-30 | Tdk Corporation | Magnetic sensor with needle-shaped detecting part |
| JP2010019781A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Tokai Rika Co Ltd | 磁気センサデバイス |
| US7843190B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-11-30 | Asahi Kasei Emd Corporation | Position detection apparatus |
| US20110018531A1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho | Magnetic Sensor and Method for Manufacturing Magnetic Sensor |
| CN104949611A (zh) * | 2014-03-31 | 2015-09-30 | 阿自倍尔株式会社 | 角度传感器的温度补偿装置 |
| JP2017072570A (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | アルプス電気株式会社 | 磁気センサの製造方法および電流センサの製造方法 |
| JP2019174436A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6223445A patent/JPH0888423A/ja not_active Withdrawn
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040824 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20041007 |