[发明专利]磁传感器电路和具有该磁传感器电路的便携式终端

说明书

技术领域

本发明涉及磁传感器电路和具有该磁性传感器电路的便携式终端，该磁传感器电路利用放大器将霍尔元件或磁阻元件等磁电转换元件的输出电压放大，检测设置该元件的地点处的磁性，并输出磁性检测信号。

背景技术

磁传感器电路一般包括：霍尔元件，用于输出与磁场强度成比例的输出电压；放大器，用于将霍尔元件的输出电压放大；以及比较器，用于将放大器的输出电压与规定基准电压进行比较，并输出比较结果。此外，磁传感器电路适于根据设置磁传感器的地点处的磁场高于或低于规定基准，来输出二进制(高(H)电平或低(L)电平)信号。

为了基于磁场强度来获得精确的比较结果，有必要减小从放大器输出的信号中包含的偏置信号分量，并抑制从放大器输出的信号中的变化。引起偏置信号分量的主要因素包括霍尔元件的输出电压中包含的偏置信号分量(下文中称作“元件偏置电压”)和放大器的输入端子处存在的偏置信号分量(下文中称作“输入偏置电压”)。例如，元件偏置电压主要由封装施加至霍尔元件本体的应力产生。此外，输入偏置电压主要由构成放大器输入电路的元件特性的变化而产生。

日本专利No.3315397(专利文献1)公开了一种减小这种偏置电压影响的磁场传感器。具体地，磁场传感器中使用的霍尔元件通常形成为相对于四个端子A、B、C和D具有几何等价形状的平板，如图17所示的霍尔元件1。这里，几何等价形状表示图中所示状态的形状与将该元件旋转90度(旋转，以使A-C与B-D匹配)时的形状相同，如图中所示正方形霍尔元件1的情况。这样，当在霍尔元件1的端子A-C上施加电源电压时在端子B-D上产生的电压、以及当在霍尔元件1的端子B-D上施加电源电压时在端子A-C上产生的电压具有反映磁场强度的相同相位的有效信号分量、以及相反相位的元件偏置电压。

在第一定时处，通过开关电路2将电源电压施加到霍尔元件1的端子A-C上，并将端子B-D上的电压输入至电压放大器3。然后，从电压放大器3输出与端子B-D上的电压和电压放大器3的输入偏置电压之和成比例的电压V1。此外，在第一定时处，开关5闭合，以将电容器4充电至电压V1。

接着，在第二定时处，通过开关电路2将电源电压施加到霍尔元件1的端子B-D上，并将端子C-A上的电压输入至电压放大器3，以建立与第一定时处相反的极性。然后，从电压放大器3输出与端子C-A上的电压和电压放大器3的输入偏置电压之和成比例的电压V2。

无论输入电压的极性如何，输入偏置电压的影响与第一定时处的相同，因此，电压放大器3的输出电压V2成为与端子C-A上极性同第一定时处相反的电压和输入偏置电压之和成比例的电压。

此外，在第二定时处，开关5打开，则在输出端子6与7之间，电压放大器3的反相输出端子3a和非反相输出端子3b与电容器4彼此串联。此时，电容器4的充电电压保持不变，仍然为第一定时处电压放大器3的输出电压V1。输出端子6-7上的电压V(磁场传感器的输出电压)是以电压放大器3的反相输出端子3a为基准时非反相输出端子3b处的电压V2、以及以电容器4的端子4b为基准时端子4a处的电压-V1之和，即，通过从电压V2中减去电压V1而获得的电压。因此，获得了消除输入偏置电压Voff的影响的电压V，作为磁场传感器的输出电压。

此外，已知日本专利待审公开No.08-201491(专利文献2)中公开的一种传感器，作为减小元件偏置电压的影响并减小放大器中产生的输入偏置电压的影响的磁场传感器。该磁场传感器包括霍尔元件、开关电路、电压/电流转换器-放大器、作为存储元件的电容器、开关和电阻器。

专利文献1：日本专利No.3315397

专利文献2：日本专利待审公开No.08-201491

发明内容

本发明要解决的问题

在根据日本专利No.3315397(专利文献1)的磁场传感器中，在理想状态下，可期望偏置可以得到令人满意的消除。但是，实际上，由电容器4和电压放大器3构成的磁场传感器不是完全差动型的电路。因此，由于电容器4引起的延迟(滞后)或电源电压中的纹波或噪声，偏置消除可能是不充分的。

此外，根据日本专利待审公开No.08-201491(专利文献2)的磁场传感器需要两个电压/电流转换器-放大器、两个电容器和四个开关，因此，难以将电路尺寸保持得较小，以减小输入偏置电压的影响。