JPH0318155B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0318155B2 JPH0318155B2 JP56106188A JP10618881A JPH0318155B2 JP H0318155 B2 JPH0318155 B2 JP H0318155B2 JP 56106188 A JP56106188 A JP 56106188A JP 10618881 A JP10618881 A JP 10618881A JP H0318155 B2 JPH0318155 B2 JP H0318155B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hall
- voltage
- differential amplifier
- output
- common
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/90—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices
Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一定の制御電流で作動する少なくと
も１つのホール発電器とそのホール起電力端子に
接続された電圧−電流変換器とを有するホール・
センサに関するものである。
も１つのホール発電器とそのホール起電力端子に
接続された電圧−電流変換器とを有するホール・
センサに関するものである。
ホール発電器は、ホール起電力を半導体材料内
部の電荷担体の移動度と無関係にするため、一定
の制御電流で作動させるのが有利である。できる
かぎり大きなホール起電力を得るため、高抵抗の
半導体材料すなわちドーピング濃度の低い半導体
材料が使用される。
部の電荷担体の移動度と無関係にするため、一定
の制御電流で作動させるのが有利である。できる
かぎり大きなホール起電力を得るため、高抵抗の
半導体材料すなわちドーピング濃度の低い半導体
材料が使用される。
従つて、集積回路内にホール発電器を形成する
ためには、半導体材料内部で最も高い抵抗値を有
する領域が利用される。そのような領域は集積回
路のコレクタにおける盆状部分である。さらに、
特に高抵抗のコレクタ盆状部分を形成するテクノ
ロジーが選定される。この場合、トランジスタの
降伏電圧は特に高くなる。
ためには、半導体材料内部で最も高い抵抗値を有
する領域が利用される。そのような領域は集積回
路のコレクタにおける盆状部分である。さらに、
特に高抵抗のコレクタ盆状部分を形成するテクノ
ロジーが選定される。この場合、トランジスタの
降伏電圧は特に高くなる。
定電流作動は一般に能動的調節回路によつての
み実現可能であり、それにより電源電圧および温
度の影響を非常に小さくすることができる。
み実現可能であり、それにより電源電圧および温
度の影響を非常に小さくすることができる。
しかし、実際の使用条件から下記のような非常
に困難な制約が課せられる。
に困難な制約が課せられる。
(1) 多くの場合に4.3Vまでの作動電圧で正常に
作動することが保証されなければならない。
作動することが保証されなければならない。
(2) 実際使用温度が−40℃ないし＋120℃にわた
り得る。
り得る。
(3) 多くの用途でホール発電器および電圧−電流
変換器の合計消費電流が３ｍＡ以下に制限され
る。
変換器の合計消費電流が３ｍＡ以下に制限され
る。
ホール発電器は断面抵抗は所与の仮定のもとに
ほぼ方形のホール発電器素子では２ないし3kΩで
ある。この値は、抵抗温度係数が約0.8％／Ｋで
あれば、実際使用温度の上限である120℃では２
倍になる。
ほぼ方形のホール発電器素子では２ないし3kΩで
ある。この値は、抵抗温度係数が約0.8％／Ｋで
あれば、実際使用温度の上限である120℃では２
倍になる。
4.3Vの最低電圧でも作動し得るためには、ホ
ール発電器に流す最大電流は１ｍＡ以下にしなけ
ればならない。それによつて、得られるホール起
電力の最大値が定められる。最低の作動電圧でも
作動可能とするためには、ホール発電器素子の幅
を大きくしてその抵抗を低くすることにより（ホ
ール発電器の断面抵抗はホール発電器素子の幅に
反比例する）、ホール発電器の制御電流を大きく
する方法がある。
ール発電器に流す最大電流は１ｍＡ以下にしなけ
ればならない。それによつて、得られるホール起
電力の最大値が定められる。最低の作動電圧でも
作動可能とするためには、ホール発電器素子の幅
を大きくしてその抵抗を低くすることにより（ホ
ール発電器の断面抵抗はホール発電器素子の幅に
反比例する）、ホール発電器の制御電流を大きく
する方法がある。
しかし、この方法ではホール起電力をわずかし
か高めることができない。なぜならば、ホール発
電器のいわゆる幾何学的形状補正係数は長さ対幅
比を半減しても約0.7から0.4にしか下がらないか
らである。すなわち、制御電流を倍増しても、ホ
ール起電力は約14％しか増大しない。
か高めることができない。なぜならば、ホール発
電器のいわゆる幾何学的形状補正係数は長さ対幅
比を半減しても約0.7から0.4にしか下がらないか
らである。すなわち、制御電流を倍増しても、ホ
ール起電力は約14％しか増大しない。
本発明の目的は、上記の方法に比較して大きな
出力信号を得られるホール・センサを提供するこ
とである。
出力信号を得られるホール・センサを提供するこ
とである。
この目的は本発明によれば、それぞれ一定の制
御電流で作動する複数個のホール発電器とその
各々ホール起電力端子に接続された各１個の電圧
−電流変換器とを有し、各電圧−電流変換器は差
動増幅器として形成され、各差動増幅器の２つの
出力回路の同相の出力電流を生ずる出力回路がそ
れぞれ互いに接続されて共通出力端を形成するこ
とによつて達成される。
御電流で作動する複数個のホール発電器とその
各々ホール起電力端子に接続された各１個の電圧
−電流変換器とを有し、各電圧−電流変換器は差
動増幅器として形成され、各差動増幅器の２つの
出力回路の同相の出力電流を生ずる出力回路がそ
れぞれ互いに接続されて共通出力端を形成するこ
とによつて達成される。
各差動増幅器の一対のトランジスタのエミツタ
はそれぞれ１つのエミツタ抵抗を介してそれぞれ
１つの定電流源に接続するようにすると有利であ
る。また、各差動増幅器の一対のトランジスタの
エミツタは直接に相互接続し各１つの共通エミツ
タ抵抗を介して１つの共通定電流源に接続しても
よい。
はそれぞれ１つのエミツタ抵抗を介してそれぞれ
１つの定電流源に接続するようにすると有利であ
る。また、各差動増幅器の一対のトランジスタの
エミツタは直接に相互接続し各１つの共通エミツ
タ抵抗を介して１つの共通定電流源に接続しても
よい。
以下、図面に示されている実施例により本発明
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
第１図は本発明によるホール・センサの原理図
である。一般にＮ個のホール発電器１０−１ない
し１０−Ｎが設けられており、それぞれは端子１
−１，２−１；…；１−Ｎ，２−Ｎを経て一定の
制御電流を流されている。ホール発電器１０−１
ないし１０−Ｎのホール起電力端子には各１つの
電圧−電流変換器１１−１ないし１１−Ｎが接続
されている。これらの電圧−電流変換器１１−１
ないし１１−Ｎの出力端は１つの共通出力端１３
に一括接続されている。それにより電圧−電流変
換器１１−１ないし１１−Ｎの出力電流が加え合
わされるので、個々のホール発電器による電圧−
電流変換器の出力信号をＮ倍に高めることができ
る。
である。一般にＮ個のホール発電器１０−１ない
し１０−Ｎが設けられており、それぞれは端子１
−１，２−１；…；１−Ｎ，２−Ｎを経て一定の
制御電流を流されている。ホール発電器１０−１
ないし１０−Ｎのホール起電力端子には各１つの
電圧−電流変換器１１−１ないし１１−Ｎが接続
されている。これらの電圧−電流変換器１１−１
ないし１１−Ｎの出力端は１つの共通出力端１３
に一括接続されている。それにより電圧−電流変
換器１１−１ないし１１−Ｎの出力電流が加え合
わされるので、個々のホール発電器による電圧−
電流変換器の出力信号をＮ倍に高めることができ
る。
第２図の実施例では、第１図の回路における電
圧−電流変換器がそれぞれトランジスタT11，
T12；T21，T22ないしTN1，TN2を含む差動増幅
器として形成されている。差動増幅器のトランジ
スタのエミツタはそれぞれ１つのエミツタ抵抗
R11，R12；R21，R22ないしRN1，RN2を介してそ
れぞれ１つの定電流源I1，I2ないしINに接続され
ている。すべての差動増幅器は共通の負荷抵抗
RL1を含む出力回路と共通の負荷抵抗RL2を含む
出力回路とを有する。各差動増幅器の一方のトラ
ンジスタT11，T21ないしTN1のコレクタは負荷抵
抗RL1に一括接続され、そこからホール・センサ
の共通出力端２０に接続されており、また他方の
トランジスタT12，T22ないしTN2のコレクタは負
荷抵抗RL2に一括接続され、そこからホール・セ
ンサのもう一方の共通出力端２１に接続されてい
る。こうして各差動増幅器の２つの出力電流のう
ち同相の出力電流同士が加算される。すなわち、
出力電流−ΔI1、−ΔI2ないし−ΔINが加算され、
また出力電流＋ΔI1、＋ΔI2ないし＋ΔINが加算さ
れる。
圧−電流変換器がそれぞれトランジスタT11，
T12；T21，T22ないしTN1，TN2を含む差動増幅
器として形成されている。差動増幅器のトランジ
スタのエミツタはそれぞれ１つのエミツタ抵抗
R11，R12；R21，R22ないしRN1，RN2を介してそ
れぞれ１つの定電流源I1，I2ないしINに接続され
ている。すべての差動増幅器は共通の負荷抵抗
RL1を含む出力回路と共通の負荷抵抗RL2を含む
出力回路とを有する。各差動増幅器の一方のトラ
ンジスタT11，T21ないしTN1のコレクタは負荷抵
抗RL1に一括接続され、そこからホール・センサ
の共通出力端２０に接続されており、また他方の
トランジスタT12，T22ないしTN2のコレクタは負
荷抵抗RL2に一括接続され、そこからホール・セ
ンサのもう一方の共通出力端２１に接続されてい
る。こうして各差動増幅器の２つの出力電流のう
ち同相の出力電流同士が加算される。すなわち、
出力電流−ΔI1、−ΔI2ないし−ΔINが加算され、
また出力電流＋ΔI1、＋ΔI2ないし＋ΔINが加算さ
れる。
このようにして、それぞれ定電流源IH1，IH2な
いしIHNから一定の制御電流を流されるホール発
電器１０−１，１０−２ないし１０−Ｎのホール
起電力端子から得られる出力信号が加え合わされ
る。トランジスタのコレクタ電流は、コレクタで
測定される出力インピーダンスが非常に高いため
に、実際上負荷抵抗の値に関係しないので、各コ
レクタを負荷抵抗RL1およびRL2に接続すること
により実際上相互影響なしにコレクタ電流を加え
合わせることができる。
いしIHNから一定の制御電流を流されるホール発
電器１０−１，１０−２ないし１０−Ｎのホール
起電力端子から得られる出力信号が加え合わされ
る。トランジスタのコレクタ電流は、コレクタで
測定される出力インピーダンスが非常に高いため
に、実際上負荷抵抗の値に関係しないので、各コ
レクタを負荷抵抗RL1およびRL2に接続すること
により実際上相互影響なしにコレクタ電流を加え
合わせることができる。
第３図で、第２図中の要素と同一の要素には第
２図と同一の符号が付されている。第３図の実施
例では、各差動増幅器の一対のトランジスタのエ
ミツタを直接に相互接続し、各１つの共通エミツ
タ抵抗RE1，RE2ないしRENを介して１つの共通定
電流源Ｉに接続することにより、回路が簡単化さ
れている。
２図と同一の符号が付されている。第３図の実施
例では、各差動増幅器の一対のトランジスタのエ
ミツタを直接に相互接続し、各１つの共通エミツ
タ抵抗RE1，RE2ないしRENを介して１つの共通定
電流源Ｉに接続することにより、回路が簡単化さ
れている。
本発明によれば、複数個のホール発電器の出力
側にそれぞれ電圧−電流変換器を接続し、これら
電圧−電流変換器の出力側を共通に接続し、かつ
各電圧−電流変換器を差動増幅器として構成し、
差動増幅器の２つの出力回路の同相の出力電流を
生じる出力回路をそれぞれ共通に接続することに
よつて、任意の数のホール発電器から得られる出
力信号を加え合わせることができ、ホール発電器
により検出された量が小さい場合にも大きな出力
信号が得られ、しかも有効信号のみが加え合わさ
れ例えば雑音のような関連のない信号は低減され
て信号対雑音比が改善され、個々のホール発電器
の誤差または零成分に統計的なばらつきがある場
合にも全体としてはその２乗平均値の誤差または
零成分にとどまる。
側にそれぞれ電圧−電流変換器を接続し、これら
電圧−電流変換器の出力側を共通に接続し、かつ
各電圧−電流変換器を差動増幅器として構成し、
差動増幅器の２つの出力回路の同相の出力電流を
生じる出力回路をそれぞれ共通に接続することに
よつて、任意の数のホール発電器から得られる出
力信号を加え合わせることができ、ホール発電器
により検出された量が小さい場合にも大きな出力
信号が得られ、しかも有効信号のみが加え合わさ
れ例えば雑音のような関連のない信号は低減され
て信号対雑音比が改善され、個々のホール発電器
の誤差または零成分に統計的なばらつきがある場
合にも全体としてはその２乗平均値の誤差または
零成分にとどまる。
また信号の加算は、電圧−電流変換器の出力端
子、すなわち差動増幅器の出力端子を接続するこ
とによつて回路技術的に僅かの費用で可能であ
り、ホール発電器の数を増やすこともホール発電
器の内部インピーダンスが作用しないからなんら
制限されない。
子、すなわち差動増幅器の出力端子を接続するこ
とによつて回路技術的に僅かの費用で可能であ
り、ホール発電器の数を増やすこともホール発電
器の内部インピーダンスが作用しないからなんら
制限されない。
第１図は本発明によるホール・センサの原理回
路図、第２図および第３図は差動増幅器を用いた
２つの実施例の回路図である。 １０……ホール発電器、１１……電圧−電流変
換器、１２……電圧−電流変換器出力端、１３…
…共通出力端、２０，２１……共通出力端、Ｉ…
…定電流源、Ｒ，RE……エミツタ抵抗、RL……
負荷抵抗、Ｔ……トランジスタ。
路図、第２図および第３図は差動増幅器を用いた
２つの実施例の回路図である。 １０……ホール発電器、１１……電圧−電流変
換器、１２……電圧−電流変換器出力端、１３…
…共通出力端、２０，２１……共通出力端、Ｉ…
…定電流源、Ｒ，RE……エミツタ抵抗、RL……
負荷抵抗、Ｔ……トランジスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ それぞれ一定の制御電流で作動する複数個の
ホール発電器とその各々のホール起電力端子に接
続された各１個の電圧−電流変換器とを有し、各
電圧−電流変換器は差動増幅器として形成され、
各差動増幅器の２つの出力回路の同相の出力電流
を生ずる出力回路がそれぞれ互いに接続されて共
通出力端を形成することを特徴とするホール・セ
ンサ。 ２ 各差動増幅器の一対のトランジスタのエミツ
タがそれぞれ１つのエミツタ抵抗を介してそれぞ
れ１つの定電流源に接続されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のホール・セン
サ。 ３ 各差動増幅器の一対のトランジスタのエミツ
タが直接に相互接続され各１つの共通エミツタ抵
抗を介して１つの共通定電流源に接続されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のホ
ール・センサ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3026226A DE3026226C2 (de) | 1980-07-10 | 1980-07-10 | Schaltungsanordnung zur Erhöhung des auswertbaren Hall-Signals eines Hall-Sensors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5749872A JPS5749872A (en) | 1982-03-24 |
| JPH0318155B2 true JPH0318155B2 (ja) | 1991-03-11 |
Family
ID=6106904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56106188A Granted JPS5749872A (en) | 1980-07-10 | 1981-07-07 | Hole sensor |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4645949A (ja) |
| EP (1) | EP0044047B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5749872A (ja) |
| DE (2) | DE3026226C2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3311743C2 (de) * | 1983-03-31 | 1985-10-03 | Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr | Steuermodul |
| EP0363512B1 (de) * | 1988-10-13 | 1992-05-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zur berührungsfreien Erfassung der Drehzahl eines rotierenden Zahnrades |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1591431A (ja) * | 1967-11-18 | 1970-04-27 | ||
| US3634657A (en) * | 1969-07-16 | 1972-01-11 | Rusco Ind Inc | Electronic reader means for magnetic credit cards and the like |
| US3848252A (en) * | 1970-03-11 | 1974-11-12 | Ibm | Magnetic keyboard |
| US3622898A (en) * | 1970-05-20 | 1971-11-23 | Contelesis Corp | Circuit for processing hall generator output signals |
| JPS4833871A (ja) * | 1971-09-01 | 1973-05-14 | ||
| SE359210B (ja) * | 1972-11-03 | 1973-08-20 | Ericsson Telefon Ab L M | |
| DE2749784A1 (de) * | 1977-03-18 | 1978-09-21 | Tokyo Shibaura Electric Co | Multiplizierschaltung, insbesondere fuer wattstundenzaehler |
-
1980
- 1980-07-10 DE DE3026226A patent/DE3026226C2/de not_active Expired
-
1981
- 1981-07-07 JP JP56106188A patent/JPS5749872A/ja active Granted
- 1981-07-09 DE DE8181105360T patent/DE3174552D1/de not_active Expired
- 1981-07-09 EP EP81105360A patent/EP0044047B1/de not_active Expired
-
1984
- 1984-04-04 US US06/596,564 patent/US4645949A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5749872A (en) | 1982-03-24 |
| EP0044047B1 (de) | 1986-05-07 |
| EP0044047A1 (de) | 1982-01-20 |
| DE3026226C2 (de) | 1982-05-27 |
| US4645949A (en) | 1987-02-24 |
| DE3174552D1 (en) | 1986-06-12 |
| DE3026226A1 (de) | 1982-02-04 |
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