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JP5369270B2 - Magnetic field sensor - Google Patents

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JP5369270B2
JP5369270B2 JP2008253423A JP2008253423A JP5369270B2 JP 5369270 B2 JP5369270 B2 JP 5369270B2 JP 2008253423 A JP2008253423 A JP 2008253423A JP 2008253423 A JP2008253423 A JP 2008253423A JP 5369270 B2 JP5369270 B2 JP 5369270B2
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thin film
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wiring
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弘幸 原
睦 木村
俊文 山岡
正明 平子
早未 橋本
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic sensor for achieving a measurement of a dynamic magnetic field planarly and spatially distributed. <P>SOLUTION: The magnetic sensor 1 is constituted by disposing a matrix including a plurality of elemental circuits PX11-PXmn comprising a thin film hall effect element THD, a drive circuit DV, a read circuit RD, detection control lines SL1-SLm and detection output lines RL1-RLn. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、平面的・空間的に分布し且つ動的な磁場の測定を実現する磁場センサに関する。  The present invention relates to a magnetic field sensor that realizes measurement of a dynamic magnetic field that is distributed in a plane and spatially.

従来の磁場測定は、ガウスメータ等による局所的な測定であった(下記非特許文献1及び2参照)。また、薄膜ホール効果素子を用いた磁場センサも考案されたが、やはり単一素子による局所的な測定であった(下記非特許文献3及び特許文献1参照)。
蓮見孝雄、電気工学必携 第3版、三省堂、pp.244-245 須山正敏、改版 電気磁気測定、コロナ社、pp.267-272 Yue Kuo, Thin film transistors, Material and processes Vol.2: Polycrystalline silicon thin film transistors, Kluwer Academic Publishers, pp.487-490 特表2000−514920号公報
Conventional magnetic field measurement was local measurement using a gauss meter or the like (see Non-Patent Documents 1 and 2 below). Moreover, although the magnetic field sensor using a thin film Hall effect element was also devised, it was still a local measurement by a single element (refer to Non-patent Document 3 and Patent Document 1 below).
Takao Hasumi, Electrical Engineering Essential 3rd Edition, Sanseido, pp.244-245 Masatoshi Suyama, Revised Electromagnetic Measurement, Corona, pp.267-272 Yue Kuo, Thin film transistors, Material and processes Vol.2: Polycrystalline silicon thin film transistors, Kluwer Academic Publishers, pp.487-490 Special Table 2000-514920

上記のように、ガウスメータや単一素子の薄膜ホール効果素子を用いる場合、局所的な磁場測定しかできず、平面的・空間的に分布し且つ動的な磁場の測定は困難である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、平面的・空間的に分布し且つ動的な磁場の測定を実現可能とする磁気センサを提供することを目的とする。
As described above, when a gauss meter or a single element thin film Hall effect element is used, only a local magnetic field measurement can be performed, and it is difficult to measure a dynamic magnetic field distributed in a plane and space.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic sensor that is capable of realizing a measurement of a dynamic magnetic field that is planarly and spatially distributed.

上記課題を解決するために、本発明にかかるひとつの磁場センサは、マトリクス状に配置された複数の要素回路と、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線と、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された、第1検出出力配線および第2検出出力配線と、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された電流供給配線と、駆動電位配線と、共通電位配線と、前記電流供給配線に駆動用の電流を供給する電流源と、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された駆動制御配線と、を備え、前記要素回路の各々は、第1ホール電圧読出端子及び第2ホール電圧読出端子を有する薄膜ホール効果素子と、前記薄膜ホール効果素子のホール電圧を読み出す読出回路と、前記薄膜ホール効果素子を駆動する駆動回路と、を含み、前記読出回路の各々は、第1読出用薄膜トランジスタと、第2読出用薄膜トランジスタと、を含み、前記第1読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第1検出出力配線と接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第1ホール読出端子と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2検出出力配線と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第2ホール読出端子と接続され、前記駆動回路の各々は、第2駆動用薄膜トランジスタと、第3駆動用薄膜トランジスタと、第4駆動用薄膜トランジスタと、第5駆動用薄膜トランジスタと、第1電圧記憶用キャパシタと、から成る定電流回路と、第2接続配線と、を含み、前記第2駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第2駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記電流供給配線と接続され、前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、前記第3駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第3駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、前記第4駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第4駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第4駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と接続され、前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第5駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第1電圧記憶用キャパシタの第1端子と接続され、前記第5駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、前記第1電圧記憶用キャパシタの第1端子は前記駆動電位配線と接続され、前記第1電圧記憶用キャパシタの第2端子は前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、前記第2接続配線の一端は前記薄膜ホール効果素子の第2電圧電流供給端子と接続され、前記第2接続配線の他端は前記共通電位配線と接続されている。
上記課題を解決するために、本発明にかかる他のひとつの磁場センサは、マトリクス状に配置された複数の要素回路と、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線と、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された、第1検出出力配線および第2検出出力配線と、前記マトリクス状に配置された前記要素回路の周辺領域において、前記マトリクス状の列方向に配置され、前記列方向の複数の要素回路の薄膜ホール効果素子を同時に電流駆動する駆動回路と、前記周辺領域に配置され、前記駆動回路と接続された電流供給配線と、駆動電位配線と、前記電流供給配線に駆動用の電流を供給する電流源と、各駆動回路毎に設けられた駆動制御配線と、共通電位配線と、を備え、前記要素回路の各々は、第1ホール電圧読出端子及び第2ホール電圧読出端子を有する前記薄膜ホール効果素子と、前記薄膜ホール効果素子のホール電圧を読み出す読出回路と、を含み、前記読出回路の各々は、第1読出用薄膜トランジスタと、第2読出用薄膜トランジスタと、を含み、前記第1読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第1検出出力配線と接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第1ホール読出端子と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2検出出力配線と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第2ホール読出端子と接続され、前記駆動回路の各々は、第6駆動用薄膜トランジスタと、第7駆動用薄膜トランジスタと、第8駆動用薄膜トランジスタと、第9駆動用薄膜トランジスタと、第2電圧記憶用キャパシタと、から成る定電流回路を含み、前記第6駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第6駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記電流供給配線と接続され、前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、前記第7駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第7駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、前記第8駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第8駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第8駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は同列の先頭行の要素回路における前記薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と接続され、前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第9駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2電圧記憶用キャパシタの第1端子と接続され、前記第9駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、前記第2電圧記憶用キャパシタの第1端子は前記駆動電位配線と接続され、前記第2電圧記憶用キャパシタの第2端子は前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、各要素回路において同列の要素回路の薄膜ホール効果素子は直列接続されており、最終行の要素回路の薄膜ホール効果素子の第2電圧電流供給端子は前記共通電位配線と接続されている。
上記目的を達成するために、本発明に係る磁場センサは、薄膜ホール効果素子が、マトリクス状に複数配置されたことを特徴とする。
このような特徴を有する磁場センサによれば、マトリクス状に配置された薄膜ホール効果素子の各々には、その配置箇所における測定対象の磁場に応じたホール電圧が発生するため、それら各薄膜ホール効果素子のホール電圧を測定して磁場(磁束密度)に換算することにより、従来のように局所的な磁場の測定ではなく、平面的・空間的に分布し且つ動的な磁場の測定を行うことが可能となる。
In order to solve the above problems, one magnetic field sensor according to the present invention includes a plurality of element circuits arranged in a matrix and a detection connected to the plurality of element circuits arranged in the row direction of the matrix. A control wiring, a first detection output wiring and a second detection output wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix column direction, and a plurality of the plurality of elements arranged in the matrix column direction A current supply line connected to the element circuit, a drive potential line, a common potential line, a current source for supplying a drive current to the current supply line, and a plurality of the rows arranged in the matrix row direction A drive control wiring connected to the element circuit, each of the element circuits including a thin film Hall effect element having a first Hall voltage read terminal and a second Hall voltage read terminal, and the thin film Hall effect. A readout circuit for reading the Hall voltage of the element, and a drive circuit for driving the thin film Hall effect element, each of the readout circuits including a first readout thin film transistor and a second readout thin film transistor, A gate terminal of the first readout thin film transistor is connected to the detection control wiring, a source terminal of the first readout thin film transistor is connected to the first detection output wiring, and a drain terminal of the first readout thin film transistor is the first And a gate terminal of the second readout thin film transistor is connected to the detection control wiring, a source terminal of the second readout thin film transistor is connected to the second detection output wiring, and the second readout thin film transistor is connected. The drain terminal of the thin film transistor is connected to the second hole readout terminal, and each of the drive circuits includes a second drive A constant current circuit including a thin film transistor, a third driving thin film transistor, a fourth driving thin film transistor, a fifth driving thin film transistor, and a first voltage storage capacitor, and a second connection wiring, A gate terminal of the second driving thin film transistor is connected to the drive control wiring, a source terminal of the second driving thin film transistor is connected to the current supply wiring, and a drain terminal of the second driving thin film transistor is connected to the third driving thin film. A gate terminal of the third driving thin film transistor is connected to the drive control wiring; a source terminal of the third driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the second driving thin film transistor; The drain terminal of the third driving thin film transistor is the fifth driving thin film. A gate terminal of the fourth driving thin film transistor is connected to the drive control wiring; a source terminal of the fourth driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the second driving thin film transistor; The drain terminal of the fourth driving thin film transistor is connected to the first voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element, the gate terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to the drain terminal of the third driving thin film transistor, and The source terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to the first terminal of the first voltage storage capacitor, the drain terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to the source terminal of the third driving thin film transistor, and the first voltage The first terminal of the storage capacitor is connected to the drive potential wiring The second terminal of the first voltage storage capacitor is connected to the gate terminal of the fifth driving thin film transistor, and one end of the second connection wiring is connected to the second voltage current supply terminal of the thin film Hall effect element. The other end of the second connection wiring is connected to the common potential wiring.
In order to solve the above problems, another magnetic field sensor according to the present invention is connected to a plurality of element circuits arranged in a matrix and a plurality of element circuits arranged in the row direction of the matrix. The first detection output wiring and the second detection output wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the column direction of the matrix, and the element circuit arranged in the matrix In the peripheral region, the driving circuit is arranged in the matrix column direction and simultaneously drives the thin film Hall effect elements of the plurality of element circuits in the column direction, and is arranged in the peripheral region and connected to the driving circuit. A current supply line; a drive potential line; a current source that supplies a drive current to the current supply line; a drive control line provided for each drive circuit; and a common potential line. Each of the element circuits includes the thin film Hall effect element having a first Hall voltage read terminal and a second Hall voltage read terminal, and a read circuit for reading the Hall voltage of the thin film Hall effect element. Each includes a first readout thin film transistor and a second readout thin film transistor, a gate terminal of the first readout thin film transistor being connected to the detection control wiring, and a source terminal of the first readout thin film transistor being the first readout thin film transistor. Connected to one detection output wiring, the drain terminal of the first readout thin film transistor is connected to the first hole readout terminal, the gate terminal of the second readout thin film transistor is connected to the detection control wiring, and the second readout thin film transistor The source terminal of the thin film transistor is connected to the second detection output wiring, and the second readout thin film transistor A drain terminal is connected to the second hole readout terminal, and each of the driving circuits includes a sixth driving thin film transistor, a seventh driving thin film transistor, an eighth driving thin film transistor, a ninth driving thin film transistor, and a second driving thin film transistor. A voltage storage capacitor, and a gate terminal of the sixth driving thin film transistor is connected to the drive control wiring, and a source terminal of the sixth driving thin film transistor is connected to the current supply wiring, The drain terminal of the sixth driving thin film transistor is connected to the source terminal of the seventh driving thin film transistor, the gate terminal of the seventh driving thin film transistor is connected to the drive control line, and the source terminal of the seventh driving thin film transistor Is connected to the drain terminal of the sixth driving thin film transistor, The drain terminal of the seventh driving thin film transistor is connected to the gate terminal of the ninth driving thin film transistor, the gate terminal of the eighth driving thin film transistor is connected to the drive control line, and the source terminal of the eighth driving thin film transistor is The drain terminal of the sixth driving thin film transistor is connected to the drain terminal of the eighth driving thin film transistor, and the drain terminal of the eighth driving thin film transistor is connected to the first voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element in the element circuit in the first row of the same column. A gate terminal of the ninth driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the seventh driving thin film transistor; a source terminal of the ninth driving thin film transistor is connected to a first terminal of the second voltage storage capacitor; The drain terminal of the seventh driving thin film transistor A second terminal of the second voltage storage capacitor is connected to the driving potential wiring, and a second terminal of the second voltage storage capacitor is connected to a gate terminal of the ninth driving thin film transistor. In each element circuit, the thin film Hall effect elements of the element circuits in the same row are connected in series, and the second voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element of the element circuit in the last row is connected to the common potential wiring.
In order to achieve the above object, a magnetic field sensor according to the present invention is characterized in that a plurality of thin film Hall effect elements are arranged in a matrix.
According to the magnetic field sensor having such a feature, each thin film Hall effect element arranged in a matrix generates a Hall voltage corresponding to the magnetic field to be measured at the arrangement location. By measuring the Hall voltage of the element and converting it to a magnetic field (magnetic flux density), instead of measuring the local magnetic field as in the past, it is possible to measure the magnetic field distributed in a plane and space. Is possible.

また、上述した磁場センサにおいて、前記薄膜ホール効果素子と、前記薄膜ホール効果素子のホール電圧を読み出す読出回路とで要素回路を構成し、前記要素回路が、マトリクス状に複数配置されていることが好ましい。
このようにマトリクスを構成する最小単位である要素回路に、薄膜ホール効果素子と読出回路とを備えることにより、確実且つ容易に個々の薄膜ホール効果素子にて発生するホール電圧の読み出しを行うことができる。
In the magnetic field sensor described above, an element circuit is configured by the thin film Hall effect element and a readout circuit that reads the Hall voltage of the thin film Hall effect element, and a plurality of the element circuits are arranged in a matrix. preferable.
Thus, by providing the element circuit, which is the minimum unit constituting the matrix, with the thin film Hall effect element and the readout circuit, the Hall voltage generated in each thin film Hall effect element can be reliably and easily read out. it can.

また、上述した磁場センサにおいて、前記薄膜ホール効果素子は、第1ホール電圧読出端子と、第2ホール電圧読出端子と、を有し、前記ホール電圧は、前記第1ホール電圧読出端子と前記第2ホール電圧読出し端子との間の電位差であることが好ましい。
このようにホール電圧を直接読み出す方式を採用することにより、読出回路の回路構成を簡略化することができる。
In the magnetic field sensor described above, the thin film Hall effect element has a first Hall voltage readout terminal and a second Hall voltage readout terminal, and the Hall voltage is the first Hall voltage readout terminal and the first Hall voltage readout terminal. A potential difference between the two Hall voltage readout terminals is preferable.
By adopting such a method of directly reading the Hall voltage, the circuit configuration of the readout circuit can be simplified.

また、上述した磁場センサにおいて、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線と、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された、第1検出出力配線および第2検出出力配線と、を更に有し、前記読出回路は、第1読出用薄膜トランジスタと、第2読出用薄膜トランジスタと、を含み、前記第1読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのソート端子は前記第1検出出力配線と接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第1ホール読出端子と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのソート端子は前記第2検出出力配線と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第2ホール読出端子と接続されていることが好ましい。
このような構成によると、各行に対応する検出制御配線に読出タイミング制御信号を順次供給することで、各行毎に読出回路における第1読出用薄膜トランジスタ及び第2読出用薄膜トランジスタをオン状態にさせ、その際に各列に対応する第1検出出力配線と第2検出出力配線との間に生じる電位差を、読出タイミング制御信号が供給された行に属する各要素回路の薄膜ホール効果素子にて発生するホール電圧として測定することができる。
Further, in the magnetic field sensor described above, the detection control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix-like row direction and the plurality of element circuits arranged in the matrix-like column direction. The readout circuit further includes a first detection output line and a second detection output line, and the readout circuit includes a first readout thin film transistor and a second readout thin film transistor, and the gate of the first readout thin film transistor A terminal connected to the detection control wiring; a sorting terminal of the first readout thin film transistor connected to the first detection output wiring; a drain terminal of the first readout thin film transistor connected to the first hole readout terminal; The gate terminal of the second readout thin film transistor is connected to the detection control wiring, and the sort terminal of the second readout thin film transistor is It is connected to the serial second detection output line, and the drain terminal of the second readout TFT is preferably connected to the second hole readout terminal.
According to such a configuration, by sequentially supplying the read timing control signal to the detection control wiring corresponding to each row, the first read thin film transistor and the second read thin film transistor in the read circuit are turned on for each row. At this time, a potential difference generated between the first detection output wiring and the second detection output wiring corresponding to each column is generated in the thin film Hall effect element of each element circuit belonging to the row to which the read timing control signal is supplied. It can be measured as a voltage.

また、上述した磁場センサにおいて、前記薄膜ホール効果素子は、第1ホール電圧読出端子と、第2ホール電圧読出端子と、を有し、前記ホール電圧は、前記第1ホール電圧読出端子と前記第2ホール電圧読出し端子との端子間電圧を充電して得られる充電電圧であることが好ましい。
ホール電圧の応答速度はそれほど速くないので、直接ホール電圧を読み出す構成では、短い読み出し期間においてホール電圧を十分に読み出すことが困難な場合もあるが、この充電電圧をホール電圧として読み出す構成によると、ホール電圧を十分に時間をかけて充電するため、短い読み出し期間で十分にホール電圧を読み出すことができる。
In the magnetic field sensor described above, the thin film Hall effect element has a first Hall voltage readout terminal and a second Hall voltage readout terminal, and the Hall voltage is the first Hall voltage readout terminal and the first Hall voltage readout terminal. A charging voltage obtained by charging a voltage between the terminals with the two-hole voltage reading terminal is preferable.
Since the response speed of the Hall voltage is not so fast, it may be difficult to read the Hall voltage sufficiently in a short readout period in the configuration in which the Hall voltage is read directly, but according to the configuration in which this charging voltage is read as the Hall voltage, Since the Hall voltage is charged over a sufficiently long time, the Hall voltage can be sufficiently read out in a short readout period.

また、上述した磁場センサにおいて、充電電圧をホール電圧として読み出す場合には、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線と、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された、第1検出出力配線および第2検出出力配線と、を更に有し、前記読出回路は、第1読出用薄膜トランジスタと、第2読出用薄膜トランジスタと、キャパシタと、を含み、前記第1読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのソート端子は前記第1検出出力配線と接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第1ホール読出端子および前記キャパシタの第1端子と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのソート端子は前記第2検出出力配線と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第2ホール読出端子および前記キャパシタの第2端子と接続されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、薄膜ホール効果素子の第1ホール電圧読出端子と第2ホール電圧読出端子との端子間にホール電圧が発生すると、そのホール電圧によってキャパシタが充電され、満充電時の充電電圧はホール電圧と一致することになる。そして、各行に対応する検出制御配線に読出タイミング制御信号を順次供給して、各行毎に読出回路における第1読出用薄膜トランジスタ及び第2読出用薄膜トランジスタをオン状態にさせることにより、キャパシタの充電電圧をホール電圧として測定することができる。
In the magnetic field sensor described above, when the charging voltage is read as the Hall voltage, the detection control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix-like row direction and the matrix-like column direction A first detection output wiring and a second detection output wiring connected to the plurality of element circuits arranged; and the readout circuit includes a first readout thin film transistor, a second readout thin film transistor, A gate terminal of the first read thin film transistor is connected to the detection control line, a sort terminal of the first read thin film transistor is connected to the first detection output line, and the first read thin film transistor. And a drain terminal of the second readout thin film transistor connected to the first hole readout terminal and the first terminal of the capacitor. A gate terminal of the second read thin film transistor is connected to the second detection output line, and a drain terminal of the second read thin film transistor is connected to the second hole read terminal and the second read thin film transistor. It is preferable to be connected to the second terminal of the capacitor.
With this configuration, when a Hall voltage is generated between the first Hall voltage readout terminal and the second Hall voltage readout terminal of the thin film Hall effect element, the capacitor is charged by the Hall voltage, and at full charge The charging voltage of the current coincides with the Hall voltage. Then, the readout timing control signal is sequentially supplied to the detection control wiring corresponding to each row, and the first readout thin film transistor and the second readout thin film transistor in the readout circuit are turned on for each row, so that the charging voltage of the capacitor is increased. It can be measured as Hall voltage.

また、上述した磁場センサにおいて、充電電圧をホール電圧として読み出す場合には、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線と、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された、第1検出出力配線および第2検出出力配線と、を更に有し、前記読出回路は、第1読出用薄膜トランジスタと、第2読出用薄膜トランジスタと、第3読出用薄膜トランジスタと、第4読出用薄膜トランジスタと、キャパシタと、を含み、前記第1読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線と接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第1検出出力配線と接続され、前記第1読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記キャパシタの第1端子と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2検出出力配線と接続され、前記第2読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記キャパシタの第2端子と接続され、前記第3読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線と接続され、前記第3読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記薄膜ホール効果素子の第1ホール電圧読出端子と接続され、前記第3読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記キャパシタの第1端子と接続され、前記第4読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線と接続され、前記第4読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記薄膜ホール効果素子の第2ホール電圧読出端子と接続され、前記第4読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記キャパシタの第2端子と接続されていることが好ましい。
先に説明した充電電圧をホール電圧として読み出す構成では、キャパシタに充電されたホール電圧の読み出し期間において、薄膜ホール効果素子からの再充電に起因するノイズが発生する虞がある。そこで、上記のように、第1読出用薄膜トランジスタ及び第2読出用薄膜トランジスタに対して相補型の第3読出用薄膜トランジスタ及び第4読出用薄膜トランジスタを追加することにより、このようなキャパシタの再充電に起因するノイズをカットすることができる。
In the magnetic field sensor described above, when the charging voltage is read as the Hall voltage, the detection control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix-like row direction and the matrix-like column direction A first detection output wiring and a second detection output wiring connected to the plurality of element circuits arranged; and the readout circuit includes a first readout thin film transistor, a second readout thin film transistor, A third reading thin film transistor; a fourth reading thin film transistor; and a capacitor; a gate terminal of the first reading thin film transistor being connected to the detection control wiring; and a source terminal of the first reading thin film transistor being the first reading thin film transistor. 1 is connected to the detection output wiring, and the drain terminal of the first readout thin film transistor is connected to the first terminal of the capacitor. The gate terminal of the second readout thin film transistor is connected to the detection control wiring, the source terminal of the second readout thin film transistor is connected to the second detection output wiring, and the drain terminal of the second readout thin film transistor is the Connected to the second terminal of the capacitor, the gate terminal of the third readout thin film transistor is connected to the detection control wiring, and the source terminal of the third readout thin film transistor is connected to the first Hall voltage readout terminal of the thin film Hall effect element. The drain terminal of the third readout thin film transistor is connected to the first terminal of the capacitor, the gate terminal of the fourth readout thin film transistor is connected to the detection control wiring, and the source terminal of the fourth readout thin film transistor Is connected to the second Hall voltage readout terminal of the thin film Hall effect element, The drain terminal of the fourth readout thin film transistor is preferably connected to the second terminal of the capacitor.
In the configuration in which the charging voltage described above is read as the Hall voltage, noise due to recharging from the thin film Hall effect element may occur during the reading period of the Hall voltage charged in the capacitor. Therefore, as described above, the complementary third read thin film transistor and fourth read thin film transistor are added to the first read thin film transistor and the second read thin film transistor, thereby causing the capacitor to be recharged. You can cut the noise.

また、上述した磁場センサにおいて、前記読出回路は、前記薄膜ホール効果素子のホール電圧を電流に変換して読み出すことが好ましい。
先に説明した薄膜ホール効果素子のホール電圧を直接、または充電して読み出す構成では、微小なホール電圧を読み出すことが困難な場合がある。そこで、上記のようにホール電圧を電流に変換して読み出すことによって、微小なホール電圧であっても精度良く読み出すことができる。
In the magnetic field sensor described above, it is preferable that the readout circuit reads out the Hall voltage of the thin film Hall effect element by converting it into a current.
In the configuration in which the Hall voltage of the thin film Hall effect element described above is read directly or by charging, it may be difficult to read a minute Hall voltage. Thus, by reading the Hall voltage converted into a current as described above, even a very small Hall voltage can be read with high accuracy.

また、上述した磁場センサにおいて、薄膜ホール効果素子のホール電圧を電流に変換して読み出す場合には、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線及び共通電位配線と、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出出力配線と、を更に有し、前記読出回路は、第5読出用薄膜トランジスタと、第6読出用薄膜トランジスタと、を含み、前記第5読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記薄膜ホール効果素子の第1ホール電圧読出端子と接続され、前記第5読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記共通電位配線と接続され、前記第5読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第6読出用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第6読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線と接続され、前記第6読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記検出出力配線と接続され、前記第6読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第5読出用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続されていることが好ましい。
このような構成とすると、各行に対応する検出制御配線に読出タイミング制御信号を順次供給して、各行毎に読出回路における第6読出用薄膜トランジスタをオン状態にさせることにより、第5読出用薄膜トランジスタのゲート電圧(第1ホール電圧読出端子Po1の電圧)−電流変換作用によって生じた電流、つまりホール電圧に応じた電流が検出出力配線を介して流れることになる。このように検出出力配線に流れる電流を測定することにより、薄膜ホール効果素子にて発生するホール電圧を間接的に測定することができる。
Further, in the magnetic field sensor described above, when the Hall voltage of the thin film Hall effect element is converted into a current and read, the detection control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the row direction of the matrix and the common And a detection output wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix column direction, wherein the readout circuit includes a fifth readout thin film transistor and a sixth readout thin film transistor. And the gate terminal of the fifth readout thin film transistor is connected to the first Hall voltage readout terminal of the thin film Hall effect element, the source terminal of the fifth readout thin film transistor is connected to the common potential wiring, The drain terminal of the fifth readout thin film transistor is connected to the drain terminal of the sixth readout thin film transistor, and the sixth readout thin film transistor A gate terminal of the transistor is connected to the detection control wiring, a source terminal of the sixth readout thin film transistor is connected to the detection output wiring, and a drain terminal of the sixth readout thin film transistor is a drain terminal of the fifth readout thin film transistor. It is preferable that it is connected with.
With this configuration, the readout timing control signal is sequentially supplied to the detection control wiring corresponding to each row, and the sixth readout thin film transistor in the readout circuit is turned on for each row. A current generated by the gate voltage (voltage of the first Hall voltage readout terminal Po1) -current conversion, that is, a current corresponding to the Hall voltage flows through the detection output wiring. Thus, by measuring the current flowing through the detection output wiring, the Hall voltage generated in the thin film Hall effect element can be indirectly measured.

また、上述した磁場センサにおいて、前記要素回路の各々は、前記薄膜ホール効果素子及び前記読出回路に加えて、前記薄膜ホール効果素子を駆動する駆動回路を含むことが好ましい。
このように各要素回路に、薄膜ホール効果素子及び読出回路に加えて駆動回路を設けることにより、個々の薄膜ホール効果素子を正確に駆動することができる。
In the magnetic field sensor described above, each of the element circuits preferably includes a drive circuit that drives the thin film Hall effect element in addition to the thin film Hall effect element and the readout circuit.
Thus, by providing each element circuit with a drive circuit in addition to the thin film Hall effect element and the readout circuit, each thin film Hall effect element can be accurately driven.

また、上述した磁場センサにおいて、前記駆動回路は、前記薄膜ホール効果素子を電圧駆動することが好ましい。
このように薄膜ホール効果素子を電圧駆動する方式を採用することにより、駆動回路の回路構成を簡略化することができる。
また、磁束密度は、B=(L/d)・(1/μ)・(V/V)で表されるため、薄膜ホール効果素子の半導体層の設計寸法d(幅)、L(長さ)と、材料定数(キャリア移動度)μと、印加電圧Vと、ホール電圧の測定値Vとから磁束密度Bを求めることができる。
In the magnetic field sensor described above, it is preferable that the driving circuit voltage-drives the thin film Hall effect element.
In this way, by adopting a voltage driving method for the thin film Hall effect element, the circuit configuration of the driving circuit can be simplified.
Further, since the magnetic flux density is represented by B z = (L / d) · (1 / μ) · (V H / V x ), the design dimension d (width) of the semiconductor layer of the thin film Hall effect element, L The magnetic flux density B z can be obtained from (length), material constant (carrier mobility) μ, applied voltage V x , and Hall voltage measurement value V H.

また、上述した磁場センサにおいて、薄膜ホール効果素子を電圧駆動する場合には、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された駆動電位配線及び共通電位配線を更に有し、前記駆動回路は、第1接続配線と、第2接続配線と、を含み、前記第1接続配線の一端は前記薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と接続され、前記第1接続配線の他端は前記駆動電位配線と接続され、前記第2接続配線の一端は前記薄膜ホール効果素子の第2電圧電流供給端子と接続され、前記第2接続配線の他端は前記共通電位配線と接続されていることが好ましい。
このような構成とすることで、薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と第2電圧電流供給端子との端子間に、駆動電位配線と共通電位配線との電位差に相当する電圧を印加することができる。
In the magnetic field sensor described above, when the thin film Hall effect element is voltage-driven, the magnetic field sensor further includes drive potential wirings and common potential wirings connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix column direction. The drive circuit includes a first connection wiring and a second connection wiring, and one end of the first connection wiring is connected to a first voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element, and the first connection wiring The other end of the second connection wiring is connected to the second voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element, and the other end of the second connection wiring is connected to the common potential wiring. It is preferable that they are connected.
With such a configuration, a voltage corresponding to the potential difference between the driving potential wiring and the common potential wiring is applied between the first voltage current supply terminal and the second voltage current supply terminal of the thin film Hall effect element. be able to.

また、上述した磁場センサにおいて、前記駆動回路は、前記薄膜ホール効果素子を電流駆動することが好ましい。
磁束密度は、B=q・t・n・(V/I)で表されるため、薄膜ホール効果素子の半導体層の設計寸法t(厚さ)と、物理定数qと、材料定数(キャリア密度)nと、印加電流Iと、ホール電圧の測定値Vとから磁束密度Bを求めることができる。
上記の電圧駆動を採用した場合は、材料定数(キャリア移動度)μが必要であるが、このキャリア移動度μはプロセス条件やデバイス(薄膜ホール効果素子)間でばらつきが大きいため、磁束密度Bを精度良く求めることができない虞がある。これに対して、電流駆動を採用した場合は、比較的プロセス条件やデバイス間のばらつきが小さい材料定数(キャリア密度)nを用いるため、磁束密度Bを精度良く求めることができる。
In the magnetic field sensor described above, it is preferable that the drive circuit drives the thin film Hall effect element with current.
Since the magnetic flux density is expressed by B z = q · t · n · (V H / I x ), the design dimension t (thickness) of the semiconductor layer of the thin film Hall effect element, the physical constant q, and the material constant and (carrier density) n, and applied current I x, it can be obtained a magnetic flux density B z and a measure V H of the Hall voltage.
When the voltage drive described above is adopted, a material constant (carrier mobility) μ is required. However, since this carrier mobility μ varies widely between process conditions and devices (thin film Hall effect elements), the magnetic flux density B There is a possibility that z cannot be obtained with high accuracy. On the other hand, when current driving is employed, since the material constant (carrier density) n having relatively small process conditions and variations between devices is used, the magnetic flux density Bz can be obtained with high accuracy.

また、上述した磁場センサにおいて、薄膜ホール効果素子を電流駆動する場合には、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された電圧供給配線と、共通電位配線と、前記電流供給配線に駆動用の電流を供給する電流源と、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線と、を更に有し、前記駆動回路は、第1駆動用薄膜トランジスタと、第2接続配線と、を含み、前記第1駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線と接続され、前記第1駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記電流供給配線と接続され、前記第1駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と接続され、前記第2接続配線の一端は前記薄膜ホール効果素子の第2電圧電流供給端子と接続され、
前記第2接続配線の他端は前記共通電位配線と接続されていることが好ましい。
このような構成とすると、各行に対応する検出制御配線に読出タイミング制御信号を順次供給して、各行毎に駆動回路における第1駆動用薄膜トランジスタをオン状態にさせることにより、この第1駆動用薄膜トランジスタを介して電流供給配線から薄膜ホール効果素子に電流を供給することができる。
Further, in the magnetic field sensor described above, when current driving the thin film Hall effect element, a voltage supply wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix column direction, a common potential wiring, A current source for supplying a driving current to the current supply wiring; and a detection control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix-like row direction. Including a first driving thin film transistor and a second connection wiring, wherein a gate terminal of the first driving thin film transistor is connected to the detection control wiring, and a drain terminal of the first driving thin film transistor is connected to the current supply wiring. The source terminal of the first driving thin film transistor is connected to the first voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element, and one end of the second connection wiring is the thin film. Is connected to the second voltage current supply terminal Lumpur effect element,
It is preferable that the other end of the second connection wiring is connected to the common potential wiring.
With such a configuration, the read timing control signal is sequentially supplied to the detection control wiring corresponding to each row, and the first drive thin film transistor in the drive circuit is turned on for each row, whereby the first drive thin film transistor A current can be supplied from the current supply wiring to the thin film Hall effect element via the.

また、上述した磁場センサにおいて、前記駆動回路は、前記薄膜ホール効果素子に定電流を供給する定電流回路を含むことが好ましい。
このように駆動回路に定電流回路を設けることで、より正確に薄膜ホール効果素子を電流駆動することができる。
In the magnetic field sensor described above, it is preferable that the drive circuit includes a constant current circuit that supplies a constant current to the thin film Hall effect element.
By providing a constant current circuit in the drive circuit in this way, the thin film Hall effect element can be more accurately current driven.

また、上述した磁場センサにおいて、前記駆動回路に定電流回路を設ける場合には、前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された電流供給配線と、駆動電位配線と、共通電位配線と、前記電流供給配線に駆動用の電流を供給する電流源と、前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された駆動制御配線と、を更に有し、前記駆動回路は、第2駆動用薄膜トランジスタと、第3駆動用薄膜トランジスタと、第4駆動用薄膜トランジスタと、第5駆動用薄膜トランジスタと、第1電圧記憶用キャパシタと、から成る定電流回路と、第2接続配線と、を含み、前記第2駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第2駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記電流供給配線と接続され、前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、前記第3駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第3駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、前記第4駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第4駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第4駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と接続され、前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第5駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第1電圧記憶用キャパシタの第1端子と接続され、前記第5駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、前記第1電圧記憶用キャパシタの第1端子は前記駆動電位配線と接続され、前記第1電圧記憶用キャパシタの第2端子は前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、前記第2接続配線の一端は前記薄膜ホール効果素子の第2電圧電流供給端子と接続され、前記第2接続配線の他端は前記共通電位配線と接続されていることが好ましい。
このような構成において、各行に対応する駆動制御配線に駆動タイミング制御信号を順次供給して、各行毎に駆動回路における第2駆動用薄膜トランジスタ及び第3駆動用薄膜トランジスタをオン状態とすると(第4駆動用薄膜トランジスタ及び第5駆動用薄膜トランジスタはオフ状態となる)、駆動電位配線→第1電圧記憶用キャパシタ→第3駆動用薄膜トランジスタ→第2駆動用薄膜トランジスタ→電流供給配線の経路で電流が流れ、第5駆動用薄膜トランジスタによって一定電流を流すために必要なゲート電圧が第1電圧記憶用キャパシタに記憶(充電)される。
そして、駆動制御配線の電位がローレベルになると、第2駆動用薄膜トランジスタ及び第3駆動用薄膜トランジスタがオフ状態となる一方、第4駆動用薄膜トランジスタはオン状態となり、第5駆動用薄膜トランジスタも第1電圧記憶用キャパシタに記憶されたゲート電圧によってオン状態となる。これにより、第4駆動用薄膜トランジスタ及び第5駆動用薄膜トランジスタを介して定電流を薄膜ホール効果素子に供給することができる。
In the magnetic field sensor described above, when a constant current circuit is provided in the driving circuit, a current supply wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix column direction, a driving potential wiring, A common potential wiring; a current source for supplying a driving current to the current supply wiring; and a drive control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix row direction, The driving circuit includes a constant current circuit including a second driving thin film transistor, a third driving thin film transistor, a fourth driving thin film transistor, a fifth driving thin film transistor, and a first voltage storage capacitor; A gate terminal of the second driving thin film transistor is connected to the drive control wiring, and a source terminal of the second driving thin film transistor is connected to the power supply line. Connected to a supply wiring; a drain terminal of the second driving thin film transistor is connected to a source terminal of the third driving thin film transistor; a gate terminal of the third driving thin film transistor is connected to the drive control wiring; The source terminal of the driving thin film transistor is connected to the drain terminal of the second driving thin film transistor, the drain terminal of the third driving thin film transistor is connected to the gate terminal of the fifth driving thin film transistor, and the fourth driving thin film transistor The gate terminal is connected to the drive control line, the source terminal of the fourth driving thin film transistor is connected to the drain terminal of the second driving thin film transistor, and the drain terminal of the fourth driving thin film transistor is the thin film Hall effect element. Connected to the first voltage / current supply terminal. A gate terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the third driving thin film transistor; a source terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to a first terminal of the first voltage storage capacitor; The drain terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to the source terminal of the third driving thin film transistor, the first terminal of the first voltage storage capacitor is connected to the driving potential wiring, and the first voltage storage capacitor first terminal Two terminals are connected to a gate terminal of the fifth driving thin film transistor, one end of the second connection wiring is connected to a second voltage current supply terminal of the thin film Hall effect element, and the other end of the second connection wiring is It is preferable to be connected to a common potential wiring.
In such a configuration, when the drive timing control signal is sequentially supplied to the drive control wiring corresponding to each row and the second driving thin film transistor and the third driving thin film transistor in the driving circuit are turned on for each row (fourth driving). The thin film transistor for driving and the fifth driving thin film transistor are turned off), and the current flows through the path of the driving potential wiring → the first voltage storage capacitor → the third driving thin film transistor → the second driving thin film transistor → the current supply wiring. A gate voltage necessary for flowing a constant current is stored (charged) in the first voltage storage capacitor by the driving thin film transistor.
When the potential of the drive control wiring becomes low level, the second driving thin film transistor and the third driving thin film transistor are turned off, while the fourth driving thin film transistor is turned on, and the fifth driving thin film transistor is also turned to the first voltage. The gate voltage stored in the storage capacitor is turned on. Thus, a constant current can be supplied to the thin film Hall effect element through the fourth driving thin film transistor and the fifth driving thin film transistor.

また、上述した磁場センサにおいて、マトリクス状に配置された前記要素回路の周辺領域に、各薄膜ホール効果素子を駆動する駆動回路を有することが好ましい。
このように駆動回路を要素回路内ではなく、その周辺領域に設けることにより、駆動用のICチップを別途用いる必要がなくなり、コストの削減を図ることができる。
In the magnetic field sensor described above, it is preferable that a drive circuit for driving each thin film Hall effect element is provided in a peripheral region of the element circuit arranged in a matrix.
Thus, by providing the drive circuit not in the element circuit but in its peripheral region, it is not necessary to separately use a drive IC chip, and cost can be reduced.

また、上述した磁場センサにおいて、前記駆動回路は前記マトリクス状の列方向に配置され、前記列方向の複数の要素回路の薄膜ホール効果素子を同時に電流駆動する定電流回路を含むことが好ましい。
このように駆動回路に定電流回路を設けることで、より正確に薄膜ホール効果素子を電流駆動することができる。
In the magnetic field sensor described above, it is preferable that the drive circuit includes a constant current circuit that is arranged in the matrix column direction and simultaneously drives the thin film Hall effect elements of the plurality of element circuits in the column direction.
By providing a constant current circuit in the drive circuit in this way, the thin film Hall effect element can be more accurately current driven.

また、上述した磁場センサにおいて、マトリクスの周辺領域の駆動回路に定電流回路を設ける場合には、周辺領域に配置され、前記駆動回路と接続された電流供給配線と、駆動電位配線と、前記電流供給配線に駆動用の電流を供給する電流源と、各駆動回路毎に設けられた駆動制御配線と、共通電位配線と、を更に有し、前記駆動回路は、第6駆動用薄膜トランジスタと、第7駆動用薄膜トランジスタと、第8駆動用薄膜トランジスタと、第9駆動用薄膜トランジスタと、第2電圧記憶用キャパシタと、から成る定電流回路を含み、前記第6駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第6駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記電流供給配線と接続され、前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、前記第7駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第7駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、前記第8駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、前記第8駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第8駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は同列の先頭行の要素回路における前記薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と接続され、前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、前記第9駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2電圧記憶用キャパシタの第1端子と接続され、前記第9駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、前記第2電圧記憶用キャパシタの第1端子は前記駆動電位配線と接続され、前記第2電圧記憶用キャパシタの第2端子は前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、各要素回路において同列の要素回路の薄膜ホール効果素子は直列接続されており、最終行の要素回路の薄膜ホール効果素子の第2電圧電流供給端子は前記共通電位配線と接続されていることが好ましい。
このような構成において、各駆動回路に対応する駆動制御配線に駆動タイミング制御信号を順次供給して、各列毎に駆動回路における第6駆動用薄膜トランジスタ及び第7駆動用薄膜トランジスタをオン状態とすると(第8駆動用薄膜トランジスタ及び第9駆動用薄膜トランジスタはオフ状態となる)、駆動電位配線→第2電圧記憶用キャパシタ→第7駆動用薄膜トランジスタ→第6駆動用薄膜トランジスタ→電流供給配線の経路で電流が流れ、第9駆動用薄膜トランジスタによって一定電流を流すために必要なゲート電圧が第2電圧記憶用キャパシタに記憶(充電)される。
そして、駆動制御配線の電位がローレベルになると、第6駆動用薄膜トランジスタ及び第7駆動用薄膜トランジスタがオフ状態となる一方、第8駆動用薄膜トランジスタはオン状態となり、第9駆動用薄膜トランジスタも第2電圧記憶用キャパシタに記憶されたゲート電圧によってオン状態となる。これにより、第8駆動用薄膜トランジスタ及び第9駆動用薄膜トランジスタを介して定電流を、1列に属する全ての薄膜ホール効果素子に供給することができる。
In the magnetic field sensor described above, when a constant current circuit is provided in the drive circuit in the peripheral region of the matrix, the current supply wiring, the drive potential wiring, and the current disposed in the peripheral region and connected to the drive circuit. A current source for supplying a driving current to the supply wiring; a drive control wiring provided for each driving circuit; and a common potential wiring. The driving circuit includes a sixth driving thin film transistor, A constant current circuit including a seventh driving thin film transistor, an eighth driving thin film transistor, a ninth driving thin film transistor, and a second voltage storage capacitor, and the gate terminal of the sixth driving thin film transistor is the drive control wiring The source terminal of the sixth driving thin film transistor is connected to the current supply wiring, and the drain terminal of the sixth driving thin film transistor The seventh driving thin film transistor is connected to the source terminal, the seventh driving thin film transistor has a gate terminal connected to the drive control line, and the seventh driving thin film transistor has a source terminal connected to the drain terminal of the sixth driving thin film transistor. The drain terminal of the seventh driving thin film transistor is connected to the gate terminal of the ninth driving thin film transistor, the gate terminal of the eighth driving thin film transistor is connected to the drive control line, and the eighth driving thin film transistor. The source terminal of the thin film transistor is connected to the drain terminal of the sixth driving thin film transistor, and the drain terminal of the eighth driving thin film transistor is connected to the first voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element in the element circuit in the first row of the same column. The ninth driving thin film transistor gate And a source terminal of the ninth driving thin film transistor is connected to a first terminal of the second voltage storage capacitor, and a drain terminal of the ninth driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the seventh driving thin film transistor. Is connected to the source terminal of the seventh drive thin film transistor, the first terminal of the second voltage storage capacitor is connected to the drive potential wiring, and the second terminal of the second voltage storage capacitor is the ninth drive. The thin film Hall effect elements of the element circuits in the same row are connected in series in each element circuit, and the second voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element of the element circuit in the last row is connected to the common potential. It is preferable to be connected to wiring.
In such a configuration, when the drive timing control signal is sequentially supplied to the drive control wiring corresponding to each drive circuit, and the sixth drive thin film transistor and the seventh drive thin film transistor in the drive circuit are turned on for each column ( The eighth driving thin film transistor and the ninth driving thin film transistor are turned off), and the current flows through the path of the driving potential wiring → the second voltage storage capacitor → the seventh driving thin film transistor → the sixth driving thin film transistor → the current supply wiring. The gate voltage necessary for flowing a constant current is stored (charged) in the second voltage storage capacitor by the ninth driving thin film transistor.
When the potential of the drive control line becomes low level, the sixth driving thin film transistor and the seventh driving thin film transistor are turned off, while the eighth driving thin film transistor is turned on, and the ninth driving thin film transistor is also turned on to the second voltage. The gate voltage stored in the storage capacitor is turned on. Thereby, a constant current can be supplied to all the thin film Hall effect elements belonging to one column via the eighth driving thin film transistor and the ninth driving thin film transistor.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
〔第1実施形態:基本構成〕
まず、本発明に係る磁場センサの基本構成となる第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る磁場センサ1の回路構成図である。この図1に示すように、本実施形態に係る磁場センサ1は、m行×n列のマトリクス状に配置された要素回路PX11〜PXmnと、m本の検出制御配線SL1〜SLmと、n本の検出出力配線RL1〜RLnとから構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment: Basic Configuration]
First, a first embodiment serving as a basic configuration of a magnetic field sensor according to the present invention will be described. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a magnetic field sensor 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a magnetic field sensor 1 according to this embodiment includes element circuits PX11 to PXmn arranged in a matrix of m rows × n columns, m detection control wirings SL1 to SLm, and n pieces. Detection output wirings RL1 to RLn.

要素回路PX11〜PXmnは、マトリクスを構成する最小単位であり、それぞれ内部に薄膜ホール効果素子THDと、該薄膜ホール効果素子THDを駆動する駆動回路DVと、該薄膜ホール効果素子THDのホール電圧を読み出す読出回路RDとを備えている。なお、詳細は後述するが、駆動回路DVは必ずしも各要素回路PX11〜PXmnの内部に設ける必要はなく、マトリクスの周辺領域に設けるような構成とすることもできる(第8実施形態参照)。   The element circuits PX11 to PXmn are the smallest units constituting the matrix, and each includes the thin film Hall effect element THD, the drive circuit DV that drives the thin film Hall effect element THD, and the Hall voltage of the thin film Hall effect element THD. A readout circuit RD for reading out is provided. Although details will be described later, the drive circuit DV is not necessarily provided in each of the element circuits PX11 to PXmn, and may be configured to be provided in the peripheral region of the matrix (see the eighth embodiment).

駆動回路DVは、薄膜ホール効果素子THDに設けられた第1電圧電流供給端子Pi1及び第2電圧電流供給端子Pi2と接続されており、電圧駆動(第1電圧電流供給端子Pi1と第2電圧電流供給端子Pi2との端子間に印加する電圧を制御)、または電流駆動(第1電圧電流供給端子Pi1と第2電圧電流供給端子Pi2との端子間に流す電流を制御)のいずれかの駆動方式を用いて薄膜ホール効果素子THDを駆動する。なお、電圧駆動方式を採用した場合(第5実施形態参照)と、電流駆動方式(第6及び第7実施形態参照)を採用した場合における駆動回路DVの回路構成については後述する。   The drive circuit DV is connected to the first voltage current supply terminal Pi1 and the second voltage current supply terminal Pi2 provided in the thin film Hall effect element THD, and is driven by voltage drive (the first voltage current supply terminal Pi1 and the second voltage current). Drive method of either the voltage applied to the terminal between the supply terminal Pi2 or current drive (control the current flowing between the first voltage current supply terminal Pi1 and the second voltage current supply terminal Pi2) Is used to drive the thin film Hall effect element THD. Note that the circuit configuration of the drive circuit DV when the voltage drive method is employed (see the fifth embodiment) and when the current drive method (see the sixth and seventh embodiments) is employed will be described later.

読出回路RDは、薄膜ホール効果素子THDに設けられた第1ホール電圧読出端子Po1及び第2ホール電圧読出端子Po2と接続されており、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間電圧をホール電圧として読み出す電圧読出方式、またはホール電圧を電流に変換して読み出す電流読出方式のいずれかの読出方式を用いて薄膜ホール効果素子THDの出力を読み出す。なお、電圧読出方式を採用した場合(第2及び第3実施形態参照)と、電流読出方式を採用した場合(第4実施形態参照)における読出回路RDの回路構成については後述する。  The readout circuit RD is connected to the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2 provided in the thin film Hall effect element THD, and the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2. The output of the thin film Hall effect element THD is read using either a voltage reading method of reading out the voltage between the terminals as a Hall voltage or a current reading method of reading out the Hall voltage converted into a current. The circuit configuration of the readout circuit RD when the voltage readout method is employed (see the second and third embodiments) and when the current readout method is employed (see the fourth embodiment) will be described later.

検出制御配線SL1〜SLmは、読出回路RDによるホール電圧の読出タイミングを規定する読出タイミング制御信号を供給するために使用される配線であり、マトリクスの各行に対応して設けられ、1行に属する要素回路の読出回路RDと共通接続されている。例えば、図1に示すように、1行目に対応する検出制御配線SL1は、1行目に属する要素回路PX11〜PX1nの読出回路RDと共通接続され、m行目に対応する検出制御配線SLmは、m行目に属する要素回路PXm1〜PXmnの読出回路RDと共通接続されている。なお、読出タイミング制御信号は、ICチップから検出制御配線SL1〜SLmに供給するようにしても良いし、または、読出タイミング制御信号を生成するための専用のドライバ回路をマトリクスの周辺領域に形成し、該ドライバ回路と検出制御配線SL1〜SLmとを接続するような構成としても良い。   The detection control wirings SL1 to SLm are wirings used for supplying a read timing control signal for defining the read timing of the Hall voltage by the read circuit RD, and are provided corresponding to each row of the matrix and belong to one row. It is commonly connected to the readout circuit RD of the element circuit. For example, as shown in FIG. 1, the detection control wiring SL1 corresponding to the first row is commonly connected to the readout circuits RD of the element circuits PX11 to PX1n belonging to the first row, and the detection control wiring SLm corresponding to the mth row. Are commonly connected to the readout circuits RD of the element circuits PXm1 to PXmn belonging to the m-th row. The read timing control signal may be supplied from the IC chip to the detection control lines SL1 to SLm, or a dedicated driver circuit for generating the read timing control signal is formed in the peripheral region of the matrix. The driver circuit and the detection control lines SL1 to SLm may be connected.

検出出力配線RL1〜RLnは、読出回路RDによって読み出された薄膜ホール効果素子THDのホール電圧(またはホール電圧に応じた電流)を外部に伝達するために使用される配線であり、マトリクスの各列に対応して設けられ、1列に属する要素回路の読出回路RDと共通接続されている。例えば、図1に示すように、1列目に対応する検出出力配線RL1は、1列目に属する要素回路PX11〜PXm1の読出回路RDと共通接続され、n列目に対応する検出出力配線RLnは、n列目に属する要素回路PX1n〜PXmnの読出回路RDと共通接続されている。なお、詳細は後述するが、1列当たりに設けられる検出出力配線の本数は、電圧読出方式を採用した場合は2本、電流読出方式を採用した場合は1本となる。   The detection output wirings RL1 to RLn are wirings used to transmit the Hall voltage (or current corresponding to the Hall voltage) of the thin film Hall effect element THD read by the readout circuit RD to the outside. It is provided corresponding to the column and is commonly connected to the readout circuit RD of the element circuit belonging to one column. For example, as shown in FIG. 1, the detection output wiring RL1 corresponding to the first column is commonly connected to the readout circuits RD of the element circuits PX11 to PXm1 belonging to the first column, and the detection output wiring RLn corresponding to the nth column. Are commonly connected to the readout circuits RD of the element circuits PX1n to PXmn belonging to the nth column. Although details will be described later, the number of detection output wirings provided per column is two when the voltage reading method is adopted and one when the current reading method is adopted.

これら薄膜ホール効果素子THD、読出回路RD及び駆動回路DVを含む要素回路PX11〜PXmn、検出制御配線SL1〜SLm、検出出力配線RL1〜RLnは、公知の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)の製造プロセスを用いて、例えばガラス等の基板上に形成されたものである。図2に、TFT製造プロセスとして低温ポリシリコンTFTの製造プロセスを用いて形成した薄膜ホール効果素子THDと、読出回路RD及び駆動回路DVを構成する低温ポリシリコンTFTの構造図を示す。  The thin film Hall effect element THD, the element circuits PX11 to PXmn including the readout circuit RD and the drive circuit DV, the detection control wirings SL1 to SLm, and the detection output wirings RL1 to RLn are a manufacturing process of a known thin film transistor (TFT). For example, it is formed on a substrate such as glass. FIG. 2 shows a structural diagram of a thin film Hall effect element THD formed using a low temperature polysilicon TFT manufacturing process as a TFT manufacturing process, and a low temperature polysilicon TFT constituting a readout circuit RD and a drive circuit DV.

図2(a)は、薄膜ホール効果素子THDの平面図であり、図2(b)は、図2(a)における薄膜ホール効果素子THDのA−A矢視断面図である。これら図2(a)、(b)に示すように、薄膜ホール効果素子THDは、基板10上に形成されたn型のポリシリコン半導体層11と、ポリシリコン半導体層11を覆って基板10上に形成された第1絶縁層12と、第1絶縁層12上に形成された第2絶縁層13と、第2絶縁層13上においてポリシリコン半導体層11の一方の短辺側と導通するように形成された第1電圧電流供給端子Pi1と、第2絶縁層13上においてポリシリコン半導体層11の他方の短辺側と導通するように形成された第2電圧電流供給端子Pi2と、第2絶縁層13上においてポリシリコン半導体層11の一方の長辺側と導通するように形成された第1ホール電圧読出端子Po1と、第2絶縁層13上においてポリシリコン半導体層11の他方の長辺側と導通するように形成された第2ホール電圧読出端子Po2とから構成されている。 2A is a plan view of the thin film Hall effect element THD, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA of the thin film Hall effect element THD in FIG. As shown in FIGS. 2A and 2B, the thin film Hall effect element THD includes an n + -type polysilicon semiconductor layer 11 formed on the substrate 10 and a substrate 10 that covers the polysilicon semiconductor layer 11. The first insulating layer 12 formed thereon, the second insulating layer 13 formed on the first insulating layer 12, and one short side of the polysilicon semiconductor layer 11 on the second insulating layer 13 are electrically connected. A first voltage / current supply terminal Pi1 formed so as to be electrically connected to the other short side of the polysilicon semiconductor layer 11 on the second insulating layer 13, and The first Hall voltage readout terminal Po1 formed to be electrically connected to one long side of the polysilicon semiconductor layer 11 on the second insulating layer 13, and the other length of the polysilicon semiconductor layer 11 on the second insulating layer 13 Conduction with side The second Hall voltage readout terminal Po2 is formed as described above.

図2(c)は、低温ポリシリコンTFTの断面図である。この図2(c)に示すように、低温ポリシリコンTFTは、n型のドレイン領域及びソース領域とi型領域に区分されたポリシリコン半導体層11Aと、第1絶縁層12上においてポリシリコン半導体層11のi型領域と対向するように形成されたゲート端子Gと、第2絶縁層13上においてポリシリコン半導体層11のドレイン領域と導通するように形成されたドレイン端子Dと、第2絶縁層13上においてポリシリコン半導体層11のソース領域と導通するように形成されたソース端子Dとから構成されている。 FIG. 2C is a cross-sectional view of the low-temperature polysilicon TFT. As shown in FIG. 2C, the low-temperature polysilicon TFT includes a polysilicon semiconductor layer 11A divided into an n + -type drain region, a source region, and an i-type region, and polysilicon on the first insulating layer 12. A gate terminal G formed so as to face the i-type region of the semiconductor layer 11, a drain terminal D formed so as to be electrically connected to the drain region of the polysilicon semiconductor layer 11 on the second insulating layer 13, and a second The source terminal D is formed on the insulating layer 13 so as to be electrically connected to the source region of the polysilicon semiconductor layer 11.

なお、薄膜ホール効果素子THDや駆動回路DV、読出回路RD等を形成するための製造プロセスとしては、低温ポリシリコンプロセスに限らず、高温ポリシリコンプロセス、アモルファスシリコンプロセス等を用いても良い。但し、後述するように、駆動方式や読出方式によっては、駆動回路DVや読出回路RDを構成するTFTとしてp型TFTを用いる必要が生じる場合もあり、その場合は低温若しくは高温ポリシリコンプロセスを使用することが望ましい。   The manufacturing process for forming the thin film Hall effect element THD, the drive circuit DV, the readout circuit RD, etc. is not limited to the low temperature polysilicon process, and a high temperature polysilicon process, an amorphous silicon process, or the like may be used. However, as will be described later, depending on the driving method and the reading method, it may be necessary to use a p-type TFT as a TFT constituting the driving circuit DV or the reading circuit RD. In this case, a low temperature or high temperature polysilicon process is used. It is desirable to do.

次に、上記のように構成された第1実施形態に係る磁場センサ1を用いた磁場の測定方法について説明する。まず、各要素回路PX11〜PXmnにおいて、駆動回路DVによって薄膜ホール効果素子THDを電圧駆動または電流駆動する。具体的には、電圧駆動方式を採用する場合は、薄膜ホール効果素子THDの第1電圧電流供給端子Pi1と第2電圧電流供給端子Pi2との端子間に電圧Vを印加する。または、電流駆動方式を採用する場合は、薄膜ホール効果素子THDの第1電圧電流供給端子Pi1と第2電圧電流供給端子Pi2との端子間に電流Iを流す。 Next, a magnetic field measurement method using the magnetic field sensor 1 according to the first embodiment configured as described above will be described. First, in each of the element circuits PX11 to PXmn, the thin film Hall effect element THD is voltage driven or current driven by the driving circuit DV. Specifically, in the case of employing a voltage drive method applies a voltage V x between the terminals of the first voltage current supply terminal Pi1 of thin film Hall effect device THD and the second voltage current supply terminal Pi2. Or, in the case of employing the current driving method, a current flows I x between the terminals of the first voltage current supply terminal Pi1 of thin film Hall effect device THD and the second voltage current supply terminal Pi2.

上記のように、電圧駆動または電流駆動によって薄膜ホール効果素子THDの第1電圧電流供給端子Pi1と第2電圧電流供給端子Pi2との端子間に電流を流すと、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生する(ホール効果)。周知のように、ホール効果とは、電流を流した導体(本実施形態では、ポリシリコン半導体層11)に磁場を加えると、両者のベクトル積の方向に電界(ホール電圧)が発生する現象を指す。 As described above, when a current is passed between the first voltage current supply terminal Pi1 and the second voltage current supply terminal Pi2 of the thin film Hall effect element THD by voltage driving or current driving, the first Hall voltage reading terminal Po1 between terminals of the second Hall voltage reading terminal Po2, Hall voltage V H is generated according to the magnetic field to be measured (Hall effect). As is well known, the Hall effect is a phenomenon in which an electric field (Hall voltage) is generated in the direction of the vector product of both when a magnetic field is applied to a conductor (in this embodiment, the polysilicon semiconductor layer 11) through which a current flows. Point to.

図3に、ホール効果によるホール電圧Vの発生原理を表す模式図を示す。なお、図3では、導体(ポリシリコン半導体層11)の長さ方向をX軸、幅方向をY軸、厚さ方向をZ軸とするXYZ直交座標系を設定して各ベクトル量の方向を表している。この図3に示すように、ポリシリコン半導体層11の一方の短辺側と他方の短辺側との間に電圧Vを印加することで、ポリシリコン半導体層11のX軸方向に沿って電流Iを流し、Z軸方向に磁場(磁束密度B)を加えると、電流Iと磁束密度Bに直交する方向(Y軸方向)に電界Eが発生する。つまり、ポリシリコン半導体層11の一方の長辺側と他方の長辺側との間にホール電圧Vが発生する。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the generation principle of the Hall voltage V H by the Hall effect. In FIG. 3, an XYZ orthogonal coordinate system is set in which the length direction of the conductor (polysilicon semiconductor layer 11) is the X axis, the width direction is the Y axis, and the thickness direction is the Z axis. Represents. As shown in FIG. 3, by applying a voltage V x between one short side of the polysilicon semiconductor layer 11 and the other short side, along the X-axis direction of the polysilicon semiconductor layer 11. When a current I x is applied and a magnetic field (magnetic flux density B z ) is applied in the Z-axis direction, an electric field E y is generated in a direction (Y-axis direction) perpendicular to the current I x and the magnetic flux density B z . That is, the Hall voltage V H is generated between one long side of the polysilicon semiconductor layer 11 and the other long side.

ここで、電子の速さをv、電荷をqとすると、Y軸方向に発生するローレンツ力Fは、F=q・v・Bで表される。定常状態では、F=q・v・B=q・Eとなるため、電界はE=v・Bで表され、ポリシリコン半導体層11の幅をdとすると、ホール電圧はV=E・d=d・v・Bで表される。従って、磁束密度はB=(1/d)・(V/v)で表され、何らかの方法で電子の速さvがわかれば、ポリシリコン半導体層11の設計寸法d(幅)及びホール電圧の測定値Vから磁束密度Bを求めることができる。 Here, when the electron velocity is v x and the charge is q, the Lorentz force F y generated in the Y-axis direction is expressed by F y = q · v x · B z . In a steady state, since F y = q · v x · B z = q · E y , the electric field is expressed by E y = v x · B z , and if the width of the polysilicon semiconductor layer 11 is d, then the hole The voltage is expressed as V H = E y · d = d · v x · B z . Therefore, the magnetic flux density is represented by B z = (1 / d) · (V H / v x ). If the electron velocity v x is known by some method, the design dimension d (width) of the polysilicon semiconductor layer 11 is obtained. and it is possible to determine the magnetic flux density B z from the measured value V H of the Hall voltage.

上記のように薄膜ホール効果素子THDの第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に生じる電圧を、読出回路RDによってホール電圧Vとして読み出すか、またはホール電圧Vに応じた電流に変換して読み出す。具体的には、1行目からm行目までの検出制御配線SL1〜SLmに順次、読出タイミング制御信号を供給することにより、行単位で順次、読出回路RDを動作させてホール電圧V若しくはホール電圧Vに応じた電流に変換して読み出す。 As described above, the voltage generated between the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2 of the thin film Hall effect element THD is read as the Hall voltage V H by the readout circuit RD, or the Hall voltage V It is converted into a current corresponding to H and read. Specifically, by sequentially supplying read timing control signals to the detection control lines SL1 to SLm from the first row to the m-th row, the read circuit RD is sequentially operated in units of rows, and the Hall voltage V H or read out is converted into a current corresponding to the Hall voltage V H.

例えば、1行目の検出制御配線SL1に読出タイミング制御信号を供給した場合、1行目に属する要素回路PX11〜PX1nの読出回路RDが動作し、各読出回路RDはそれぞれに対応する薄膜ホール効果素子THDのホール電圧V若しくはホール電圧Vに応じた電流に変換して読み出し、それらの読出結果をそれぞれに対応する検出出力配線RL1〜RLnを介して外部に出力する。つまり、1行1列目に属する読出回路RDは検出出力配線RL1を介してホール電圧V若しくはホール電圧Vに応じた電流を出力し、1行n列目に属する読出回路RDは検出出力配線RLnを介してホール電圧V若しくはホール電圧Vに応じた電流を出力する。 For example, when a read timing control signal is supplied to the detection control line SL1 in the first row, the read circuits RD of the element circuits PX11 to PX1n belonging to the first row operate, and each read circuit RD has a corresponding thin film Hall effect. read and converted into a current corresponding to the Hall voltage V H or Hall voltage V H of the element THD, and outputs their reading results to the outside via the detection output wiring RL1~RLn corresponding to each. That is, the readout circuit RD belonging to the first row and the first column outputs a current corresponding to the Hall voltage V H or Hall voltage V H via the detection output wiring RL1, readout circuit RD is detected outputs belonging to a row n-th column via the wiring RLn outputs a current corresponding to the Hall voltage V H or Hall voltage V H.

この時、検出出力配線RL1〜RLnを介して得られるホール電圧V若しくはホール電圧Vに応じた電流を、不図示の外部装置によって測定し、その測定結果を基に磁束密度Bを算出することで、1行目に属する要素回路PX11〜PX1nによる磁場の測定結果が得られる。同様に、2行目、3行目、・・・、m行目に順次、読出タイミング制御信号を供給し、それぞれの読出タイミングで検出出力配線RL1〜RLnを介して得られるホール電圧V若しくはホール電圧Vに応じた電流を、不図示の外部装置によって測定し、その測定結果を基に磁束密度Bを算出することにより、図4に示すように、マトリクスを構成する全ての要素回路PX11〜PXmnによる磁場の測定結果が得られる。また、上記のような読出動作を周期的に繰り返すことにより、磁場の時間的変動も測定することができる。 At this time, a current corresponding to the Hall voltage V H or Hall voltage V H is obtained via the detection output wiring RL1 to RLn, measured by an external device (not shown), calculates a magnetic flux density B z on the basis of the measurement results As a result, the measurement result of the magnetic field by the element circuits PX11 to PX1n belonging to the first row is obtained. Similarly, a read timing control signal is sequentially supplied to the second row, the third row,..., The m-th row, and the Hall voltage V H obtained via the detection output wirings RL1 to RLn at each read timing or a current corresponding to the Hall voltage V H, as measured by an external device (not shown), by calculating the magnetic flux density B z based on the measurement result, as shown in FIG. 4, all elements circuits constituting the matrix Magnetic field measurement results using PX11 to PXmn are obtained. Further, the temporal variation of the magnetic field can be measured by periodically repeating the reading operation as described above.

以上のように、本実施形態に係る磁場センサ1によれば、マトリクス状に配置された薄膜ホール効果素子THDの各々には、その配置箇所における測定対象の磁場に応じたホール電圧が発生するため、それら各薄膜ホール効果素子THDのホール電圧を測定して磁場(磁束密度)に換算することにより、従来のように局所的な磁場の測定ではなく、平面的・空間的に分布し且つ動的な磁場の測定を行うことが可能となる。  As described above, according to the magnetic field sensor 1 according to the present embodiment, each thin film Hall effect element THD arranged in a matrix generates a Hall voltage corresponding to the magnetic field to be measured at the arrangement location. By measuring the Hall voltage of each thin-film Hall effect element THD and converting it to a magnetic field (magnetic flux density), it is not a local magnetic field measurement as in the past, but is distributed in a plane and space and is dynamic. It is possible to perform a simple magnetic field measurement.

〔第2実施形態:電圧読出方式の具体例1〕
次に、第2実施形態に係る磁場センサ2について説明する。本第2実施形態は、薄膜ホール効果素子THDに設けられた第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間電圧をホール電圧Vとして直接読み出す読出回路RDの具体例に関するものである。
[Second Embodiment: Specific Example 1 of Voltage Reading Method]
Next, the magnetic field sensor 2 according to the second embodiment will be described. This second embodiment is a specific example of the readout circuit RD for reading direct inter-terminal voltage of the first Hall voltage reading terminal Po1 provided in the thin film Hall effect device THD and the second Hall voltage reading terminal Po2 as Hall voltage V H It is about.

図5に、第2実施形態に係る磁場センサ2の回路構成図を示す。なお、上述したように、第2実施形態は第1実施形態の読出回路RDの内部構成の具体例を示すものであるため、図1と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。また、各要素回路PX11〜PXmnの回路構成は全て共通であるため、図5では1行1列目の要素回路PX11を代表的に図示し、第1実施形態と区別するために読出回路の符号をRDaとしている。   FIG. 5 shows a circuit configuration diagram of the magnetic field sensor 2 according to the second embodiment. As described above, the second embodiment shows a specific example of the internal configuration of the read circuit RD of the first embodiment. Therefore, the same components as those in FIG. Omitted. In addition, since all the circuit configurations of the element circuits PX11 to PXmn are common, FIG. 5 representatively shows the element circuit PX11 in the first row and the first column, and in order to distinguish it from the first embodiment, Is RDa.

この図5に示すように、第2実施形態に係る磁場センサ2は、1列毎に2本の検出出力配線(1列目では第1検出出力配線RL1a、第2検出出力配線RL1b)が設けられ、要素回路PX11(他の要素回路も共通)の読出回路RDaは、第1読出用薄膜トランジスタTr1及び第2読出用薄膜トランジスタTr2から構成されている。  As shown in FIG. 5, the magnetic field sensor 2 according to the second embodiment is provided with two detection output wirings (first detection output wiring RL1a and second detection output wiring RL1b in the first column) for each column. The read circuit RDa of the element circuit PX11 (also common to other element circuits) includes a first read thin film transistor Tr1 and a second read thin film transistor Tr2.

第1読出用薄膜トランジスタTr1は、n型のMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタであり、ゲート端子が検出制御配線SL1と接続され、ドレイン端子が薄膜ホール効果素子THDの第1ホール電圧読出端子Po1と接続され、ソース端子が第1検出出力配線RL1aと接続されている。第2読出用薄膜トランジスタTr2は、同じくn型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が検出制御配線SL1と接続され、ドレイン端子が薄膜ホール効果素子THDの第2ホール電圧読出端子Po2と接続され、ソース端子が第2検出出力配線RL1bと接続されている。  The first readout thin film transistor Tr1 is an n-type MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, the gate terminal is connected to the detection control wiring SL1, and the drain terminal is connected to the first Hall voltage readout terminal Po1 of the thin film Hall effect element THD. The source terminal is connected to the first detection output wiring RL1a. The second readout thin film transistor Tr2 is also an n-type MOS transistor, and has a gate terminal connected to the detection control wiring SL1, a drain terminal connected to the second Hall voltage readout terminal Po2 of the thin film Hall effect element THD, and a source terminal. Is connected to the second detection output wiring RL1b.

続いて、上記のように構成された読出回路RDaを備える磁場センサ2の動作について説明する。なお、全ての要素回路PX11〜PXmnにおいて、駆動回路DVによって薄膜ホール効果素子THDは駆動されており、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生しているものとする。 Next, the operation of the magnetic field sensor 2 including the readout circuit RDa configured as described above will be described. In all the element circuits PX11 to PXmn, the thin film Hall effect element THD is driven by the drive circuit DV, and the measurement target is between the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2. It is assumed that the Hall voltage V H corresponding to the magnetic field is generated.

図6は、1行目の検出制御配線SL1、2行目の検出制御配線SL2、3行目の検出制御配線SL3、第1検出出力配線RL1a及び第2検出出力配線RL1bの電位の時間的変化を表すタイミングチャートである。この図6に示すように、検出制御配線SL1、SL2、SL3に順次、読出タイミング制御信号が供給されることにより、時刻t1からt2の期間に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになり、時刻t2からt3の期間に検出制御配線SL2の電位がハイレベルになり、時刻t3からt4の期間に検出制御配線SL3の電位がハイレベルになるものとする。  FIG. 6 shows temporal changes in potentials of the detection control wiring SL1 in the first row, the detection control wiring SL2 in the second row, the detection control wiring SL3 in the third row, the first detection output wiring RL1a, and the second detection output wiring RL1b. It is a timing chart showing. As shown in FIG. 6, when the read timing control signal is sequentially supplied to the detection control lines SL1, SL2, and SL3, the potential of the detection control line SL1 becomes a high level during the period from time t1 to time t2. It is assumed that the potential of the detection control line SL2 becomes high level during the period from t2 to t3, and the potential of the detection control line SL3 becomes high level during the period from time t3 to t4.

このように、時刻t1に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになると、要素回路PX11(詳細には1行目に属する全ての要素回路)の読出回路RDaにおける第1読出用薄膜トランジスタTr1及び第2読出用薄膜トランジスタTr2がオン状態になり、薄膜ホール効果素子THDの第1ホール電圧読出端子Po1と第1検出出力配線RL1aとが電気的に接続されると共に、第2ホール電圧読出端子Po2と第2検出出力配線RL1bとが電気的に接続される。この時に、第1検出出力配線RL1aと第2検出出力配線RL1bとの電位差を測定することにより、要素回路PX11の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを直接測定することができる。
なお、図5では図示していないが、他の列にも第1検出出力配線及び第2検出出力配線が設けられているので、例えば1行2列目の要素回路PX12の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを測定するには、2列目に設けられた第1検出出力配線と第2検出出力配線との電位差を測定すれば良い。
Thus, when the potential of the detection control wiring SL1 becomes high level at time t1, the first read thin film transistor Tr1 and the second read thin film transistor Tr1 in the read circuit RDa of the element circuit PX11 (specifically, all element circuits belonging to the first row) The read thin film transistor Tr2 is turned on, and the first Hall voltage read terminal Po1 and the first detection output wiring RL1a of the thin film Hall effect element THD are electrically connected, and the second Hall voltage read terminal Po2 and the second Hall voltage read terminal Po2 are electrically connected. The detection output wiring RL1b is electrically connected. At this time, by measuring the potential difference between the first detection output wiring RL1a and the second detection output wiring RL1b, it is possible to measure the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect device THD element circuit PX11 directly.
Although not shown in FIG. 5, since the first detection output wiring and the second detection output wiring are provided in the other columns, for example, the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX12 in the first row and the second column. to measure the Hall voltage V H generated in the can by measuring the potential difference between the first detection output wiring provided in the second column and the second detection output wiring.

同様に、時刻t2に検出制御配線SL2の電位がハイレベルになると、要素回路PX21(詳細には2行目に属する全ての要素回路)の読出回路RDaにおける第1読出用薄膜トランジスタTr1及び第2読出用薄膜トランジスタTr2がオン状態になる。この時に、第1検出出力配線RL1aと第2検出出力配線RL1bとの電位差を測定することにより、要素回路PX21の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを測定することができる。なお、例えば2行2列目の要素回路PX22の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを測定するには、2列目に設けられた第1検出出力配線と第2検出出力配線との電位差を測定すれば良い。 Similarly, when the potential of the detection control wiring SL2 becomes high level at time t2, the first read thin film transistor Tr1 and the second read in the read circuit RDa of the element circuit PX21 (specifically, all element circuits belonging to the second row). The thin film transistor Tr2 is turned on. At this time, the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX21 can be measured by measuring the potential difference between the first detection output wiring RL1a and the second detection output wiring RL1b. For example, in order to measure the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX22 in the second row and the second column, the first detection output wiring and the second detection output wiring provided in the second column What is necessary is just to measure the electric potential difference.

同様に、時刻t3に検出制御配線SL3の電位がハイレベルになると、要素回路PX31(詳細には3行目に属する全ての要素回路)の読出回路RDaにおける第1読出用薄膜トランジスタTr1及び第2読出用薄膜トランジスタTr2がオン状態になる。この時に、第1検出出力配線RL1aと第2検出出力配線RL1bとの電位差を測定することにより、要素回路PX31の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを測定することができる。なお、例えば3行2列目の要素回路PX32の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを測定するには、2列目に設けられた第1検出出力配線と第2検出出力配線との電位差を測定すれば良い。 Similarly, when the potential of the detection control line SL3 becomes high level at time t3, the first read thin film transistor Tr1 and the second read in the read circuit RDa of the element circuit PX31 (specifically, all element circuits belonging to the third row). The thin film transistor Tr2 is turned on. At this time, the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX31 can be measured by measuring the potential difference between the first detection output wiring RL1a and the second detection output wiring RL1b. For example, in order to measure the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX32 in the third row and the second column, the first detection output wiring and the second detection output wiring provided in the second column What is necessary is just to measure the electric potential difference.

以上のような読出動作をm行目まで繰り返し、それらの測定結果を基に磁束密度Bを算出することにより、図4に示すような全ての要素回路PX11〜PXmnによる磁場の測定結果が得られる。このように、第2実施形態の磁場センサ2によれば、簡単な回路構成によって各要素回路PX11〜PXmnにおける薄膜ホール効果素子THDのホール電圧Vを読み出すことができる。 Repeating the above-described read operation until m-th row, obtained by calculating the magnetic flux density B z based on the measurement results, the magnetic field measurements of by all elements circuit PX11~PXmn as shown in FIG. 4 It is done. Thus, according to the magnetic field sensor 2 of the second embodiment, it is possible to read out the Hall voltage V H of the thin-film Hall effect element THD of each element circuits PX11~PXmn a simple circuit configuration.

〔第3実施形態:電圧読出方式の具体例2〕
次に、第3実施形態に係る磁場センサ3について説明する。第3実施形態は、薄膜ホール効果素子THDに設けられた第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間電圧を充電して得られる充電電圧をホール電圧Vとして読み出す読出回路RDの具体例に関するものである。
[Third Embodiment: Specific Example 2 of Voltage Reading Method]
Next, the magnetic field sensor 3 according to the third embodiment will be described. Third embodiment reads a charging voltage obtained by charging the terminal voltage of the first Hall voltage reading terminal Po1 provided in the thin film Hall effect device THD and the second Hall voltage reading terminal Po2 as Hall voltage V H The present invention relates to a specific example of the read circuit RD.

図7に、第3実施形態に係る磁場センサ3の回路構成図を示す。なお、図7において、図5と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。また、各要素回路PX11〜PXmnの回路構成は全て共通であるため、図7では1行1列目の要素回路PX11を代表的に図示し、第1及び第2実施形態と区別するために読出回路の符号をRDbとしている。   FIG. 7 shows a circuit configuration diagram of the magnetic field sensor 3 according to the third embodiment. In FIG. 7, the same components as those in FIG. Further, since the circuit configurations of the element circuits PX11 to PXmn are all common, FIG. 7 representatively shows the element circuit PX11 in the first row and the first column, and is read in order to distinguish it from the first and second embodiments. The code of the circuit is RDb.

この図7に示すように、第3実施形態における要素回路PX11(他の要素回路も共通)の読出回路RDbは、第2実施形態(図5)と同様に第1読出用薄膜トランジスタTr1及び第2読出用薄膜トランジスタTr2と、第1端子が薄膜ホール効果素子THDの第1ホール電圧読出端子Po1及び第1読出用薄膜トランジスタTr1のドレイン端子と接続され、第2端子が薄膜ホール効果素子THDの第2ホール電圧読出端子Po2及び第2読出用薄膜トランジスタTr2のドレイン端子と接続されたキャパシタChとから構成されている。  As shown in FIG. 7, the readout circuit RDb of the element circuit PX11 (also common to other element circuits) in the third embodiment includes the first readout thin film transistor Tr1 and the second readout transistor Tr1 as in the second embodiment (FIG. 5). The read thin film transistor Tr2, the first terminal is connected to the first Hall voltage read terminal Po1 of the thin film Hall effect element THD and the drain terminal of the first read thin film transistor Tr1, and the second terminal is the second Hall of the thin film Hall effect element THD. The capacitor Ch is connected to the voltage readout terminal Po2 and the drain terminal of the second readout thin film transistor Tr2.

続いて、上記のように構成された読出回路RDbを備える磁場センサ3の動作について説明する。なお、全ての要素回路PX11〜PXmnにおいて、駆動回路DVによって薄膜ホール効果素子THDは駆動されており、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生しているものとする。 Next, the operation of the magnetic field sensor 3 including the readout circuit RDb configured as described above will be described. In all the element circuits PX11 to PXmn, the thin film Hall effect element THD is driven by the drive circuit DV, and the measurement target is between the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2. It is assumed that the Hall voltage V H corresponding to the magnetic field is generated.

キャパシタChは、上記のように発生したホール電圧Vによって充電され、その満充電時の充電電圧はホール電圧Vと一致することになる。以降、第2実施形態と同様に、検出制御配線SL1、SL2、SL3、・・・に順次、読出タイミング制御信号を供給し、時刻t1に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになると、要素回路PX21(詳細には2行目に属する全ての要素回路)の読出回路RDbにおける第1読出用薄膜トランジスタTr1及び第2読出用薄膜トランジスタTr2がオン状態になり、キャパシタChの充電電圧、つまりホール電圧Vが第1検出出力配線RL1aと第2検出出力配線RL1bとの電位差として読み出される。 Capacitor Ch is charged by the Hall voltage V H generated as described above, the charge voltage at the time of full charge would be consistent with the Hall voltage V H. Thereafter, as in the second embodiment, when the read timing control signal is sequentially supplied to the detection control lines SL1, SL2, SL3,... And the potential of the detection control line SL1 becomes high level at time t1, the element circuit The first readout thin film transistor Tr1 and the second readout thin film transistor Tr2 in the readout circuit RDb of the PX21 (specifically, all element circuits belonging to the second row) are turned on, and the charging voltage of the capacitor Ch, that is, the Hall voltage V H Is read as a potential difference between the first detection output wiring RL1a and the second detection output wiring RL1b.

ホール電圧Vの応答速度はそれほど速くないので、第2実施形態のような直接ホール電圧Vを読み出す構成では、短い読み出し期間(検出制御配線のハイレベル期間)においてホール電圧Vを十分に読み出すことが困難な場合もあるが、本第3実施形態の構成によれば、ホール電圧Vを十分に時間をかけてキャパシタChに充電するため、短い読み出し期間で十分にホール電圧Vを読み出すことが可能となる。 Since the response speed of the Hall voltage V H is not so fast, in the configuration directly read the Hall voltage V H as in the second embodiment, thoroughly Hall voltage V H in a short read period (high level period of the detection control wiring) Although it is sometimes difficult to read, according to the configuration of the third embodiment, in order to charge the capacitor Ch allow sufficient time for the Hall voltage V H, a sufficiently Hall voltage V H in a short read period It can be read out.

なお、図7の構成では、キャパシタChに充電されたホール電圧Vの読み出し期間において、薄膜ホール効果素子THDからの再充電に起因するノイズが発生する虞がある。そこで、このようなキャパシタChの再充電に起因するノイズをカットするために、図8に示す読出回路RDb’のように、第1読出用薄膜トランジスタTr1及び第2読出用薄膜トランジスタTr2に対して相補型の第3読出用薄膜トランジスタTr3及び第4読出用薄膜トランジスタTr4を追加しても良い。 In the configuration of FIG. 7, noise due to recharging from the thin film Hall effect element THD may occur during the readout period of the Hall voltage V H charged in the capacitor Ch. Therefore, in order to cut noise due to such recharging of the capacitor Ch, a complementary type with respect to the first readout thin film transistor Tr1 and the second readout thin film transistor Tr2 as in the readout circuit RDb ′ shown in FIG. The third readout thin film transistor Tr3 and the fourth readout thin film transistor Tr4 may be added.

第3読出用薄膜トランジスタTr3は、p型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が検出制御配線SL1と接続され、ソース端子が薄膜ホール効果素子THDの第1ホール電圧読出端子Po1と接続され、ドレイン端子がキャパシタChの第1端子及び第1読出用薄膜トランジスタTr1のドレイン端子と接続されている。第4読出用薄膜トランジスタTr4は、p型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が検出制御配線SL1と接続され、ソース端子が薄膜ホール効果素子THDの第2ホール電圧読出端子Po2と接続され、ドレイン端子がキャパシタChの第2端子及び第2読出用薄膜トランジスタTr2のドレイン端子と接続されている。  The third readout thin film transistor Tr3 is a p-type MOS transistor, and has a gate terminal connected to the detection control wiring SL1, a source terminal connected to the first Hall voltage readout terminal Po1 of the thin film Hall effect element THD, and a drain terminal. The first terminal of the capacitor Ch and the drain terminal of the first readout thin film transistor Tr1 are connected. The fourth read thin film transistor Tr4 is a p-type MOS transistor, and has a gate terminal connected to the detection control line SL1, a source terminal connected to the second Hall voltage read terminal Po2 of the thin film Hall effect element THD, and a drain terminal. The second terminal of the capacitor Ch and the drain terminal of the second readout thin film transistor Tr2 are connected.

このような構成を採用することにより、キャパシタChの充電期間(読出タイミング制御信号の供給がなく各検出出力配線の電位はローレベル)では、第3読出用薄膜トランジスタTr3及び第4読出用薄膜トランジスタTr4はオン状態であるのでキャパシタChを問題なく充電でき、一方、キャパシタChに充電されたホール電圧Vの読み出し期間、つまり第1読出用薄膜トランジスタTr1及び第2読出用薄膜トランジスタTr2のオン期間では、第3読出用薄膜トランジスタTr3及び第4読出用薄膜トランジスタTr4はオフ状態となるので、薄膜ホール効果素子THDからの再充電に起因するノイズをカットすることが可能となる。 By adopting such a configuration, the third readout thin film transistor Tr3 and the fourth readout thin film transistor Tr4 can be used in the charging period of the capacitor Ch (the readout timing control signal is not supplied and the potential of each detection output wiring is at a low level). Since the capacitor Ch can be charged without any problem since it is in the ON state, on the other hand, in the reading period of the Hall voltage V H charged in the capacitor Ch, that is, in the ON period of the first reading thin film transistor Tr1 and the second reading thin film transistor Tr2, the third Since the readout thin film transistor Tr3 and the fourth readout thin film transistor Tr4 are turned off, it is possible to cut noise caused by recharging from the thin film Hall effect element THD.

〔第4実施形態:電流読出方式の具体例〕
次に、第4実施形態に係る磁場センサ4について説明する。第4実施形態は、薄膜ホール効果素子THDのホール電圧Vを電流に変換して読み出す読出回路RDの具体例に関するものである。
[Fourth Embodiment: Specific Example of Current Reading Method]
Next, the magnetic field sensor 4 according to the fourth embodiment will be described. Fourth embodiment relates to a specific example of the readout circuit RD to read by converting the Hall voltage V H of the thin-film Hall effect element THD current.

図9に、第4実施形態に係る磁場センサ4の回路構成図を示す。なお、上述したように、第4実施形態は第1実施形態の読出回路RDの内部構成の具体例を示すものであるため、図1と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。また、各要素回路PX11〜PXmnの回路構成は全て共通であるため、図9では1行1列目の要素回路PX11を代表的に図示し、第1実施形態と区別するために読出回路の符号をRDcとしている。   FIG. 9 shows a circuit configuration diagram of the magnetic field sensor 4 according to the fourth embodiment. As described above, the fourth embodiment shows a specific example of the internal configuration of the read circuit RD of the first embodiment. Therefore, the same components as those in FIG. Omitted. Since the circuit configurations of the element circuits PX11 to PXmn are all common, the element circuit PX11 in the first row and the first column is representatively shown in FIG. 9, and the reference numerals of the readout circuits are used to distinguish them from the first embodiment. Is RDc.

この図9に示すように、第4実施形態に係る磁場センサ4は、マトリクスの各行毎に、1行に属する要素回路の読出回路RDcと共通接続された共通電位配線CL1〜CLmが設けられており、要素回路PX11(他の要素回路も共通)の読出回路RDcは、第5読出用薄膜トランジスタTr5及び第6読出用薄膜トランジスタTr6から構成されている。
なお、図9では、共通電位配線CL1のみを図示しており、共通電位配線CL1〜CLmはグランド(GND)と接続されている。
As shown in FIG. 9, the magnetic field sensor 4 according to the fourth embodiment is provided with common potential wirings CL1 to CLm commonly connected to the readout circuit RDc of the element circuit belonging to one row for each row of the matrix. The readout circuit RDc of the element circuit PX11 (common to other element circuits) is composed of a fifth readout thin film transistor Tr5 and a sixth readout thin film transistor Tr6.
In FIG. 9, only the common potential wiring CL1 is illustrated, and the common potential wirings CL1 to CLm are connected to the ground (GND).

第5読出用薄膜トランジスタTr5は、n型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が薄膜ホール効果素子THDの第1ホール電圧読出端子Po1と接続され、ドレイン端子が第6読出用薄膜トランジスタTr6のドレイン端子と接続され、ソース端子が共通電位配線CL1と接続されている。第6読出用薄膜トランジスタTr6は、同じくn型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が検出制御配線SL1と接続され、ドレイン端子が第5読出用薄膜トランジスタTr5のドレイン端子と接続され、ソース端子が検出出力配線RL1と接続されている。
なお、薄膜ホール効果素子THDの第2ホール電圧読出端子Po2は、オープン状態となっている。
The fifth read thin film transistor Tr5 is an n-type MOS transistor, and has a gate terminal connected to the first Hall voltage read terminal Po1 of the thin film Hall effect element THD and a drain terminal connected to the drain terminal of the sixth read thin film transistor Tr6. The source terminal is connected to the common potential wiring CL1. The sixth readout thin film transistor Tr6 is also an n-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the detection control line SL1, the drain terminal is connected to the drain terminal of the fifth readout thin film transistor Tr5, and the source terminal is the detection output line. It is connected to RL1.
Note that the second Hall voltage readout terminal Po2 of the thin film Hall effect element THD is in an open state.

続いて、上記のように構成された読出回路RDcを備える磁場センサ4の動作について説明する。なお、全ての要素回路PX11〜PXmnにおいて、駆動回路DVによって薄膜ホール効果素子THDは駆動されており、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生しているものとする。 Next, the operation of the magnetic field sensor 4 including the readout circuit RDc configured as described above will be described. In all the element circuits PX11 to PXmn, the thin film Hall effect element THD is driven by the drive circuit DV, and the measurement target is between the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2. It is assumed that the Hall voltage V H corresponding to the magnetic field is generated.

図10は、1行目の検出制御配線SL1、2行目の検出制御配線SL2、3行目の検出制御配線SL3の電位と、検出出力配線RL1に流れる電流の時間的変化を表すタイミングチャートである。この図10に示すように、検出制御配線SL1、SL2、SL3に順次、読出タイミング制御信号が供給されることにより、時刻t1からt2の期間に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになり、時刻t2からt3の期間に検出制御配線SL2の電位がハイレベルになり、時刻t3からt4の期間に検出制御配線SL3の電位がハイレベルになるものとする。  FIG. 10 is a timing chart showing temporal changes in the potential of the first detection control line SL1, the second detection control line SL2, the third detection control line SL3, and the current flowing through the detection output line RL1. is there. As shown in FIG. 10, when the read timing control signal is sequentially supplied to the detection control lines SL1, SL2, and SL3, the potential of the detection control line SL1 becomes high level during the period from time t1 to time t2. It is assumed that the potential of the detection control line SL2 becomes high level during the period from t2 to t3, and the potential of the detection control line SL3 becomes high level during the period from time t3 to t4.

このように、時刻t1に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになると、要素回路PX11(詳細には1行目に属する全ての要素回路)の読出回路RDcにおける第6読出用薄膜トランジスタTr6がオン状態になり、検出出力配線RL1には、第5読出用薄膜トランジスタTr5のゲート電圧(第1ホール電圧読出端子Po1の電圧)−電流変換作用によって生じた電流、つまりホール電圧Vに応じた電流Iが流れることになる。このように検出出力配線RL1に流れる電流Iを測定することにより、要素回路PX11の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを間接的に測定することができる。
なお、図9では図示していないが、他の列にも検出出力配線が設けられているので、例えば1行2列目の要素回路PX12の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを測定するには、2列目に設けられた検出出力配線RL2に流れる電流Iを測定すれば良い。
Thus, when the potential of the detection control wiring SL1 becomes high level at time t1, the sixth readout thin film transistor Tr6 in the readout circuit RDc of the element circuit PX11 (specifically, all element circuits belonging to the first row) is turned on. to become, the detection output wiring RL1, the gate voltage of the fifth readout TFT Tr5 (voltage of the first Hall voltage reading terminal Po1) - current produced by the current conversion action, i.e. current I H corresponding to the Hall voltage V H Will flow. Thus, by measuring the current I H flowing through the detection output wiring RL1, the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX11 can be indirectly measured.
Although not shown in FIG. 9, since detection output wiring is provided in other columns, for example, the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX12 in the first row and the second column. Is measured by measuring the current I H flowing through the detection output wiring RL2 provided in the second column.

同様に、時刻t2に検出制御配線SL2の電位がハイレベルになると、要素回路PX21(詳細には2行目に属する全ての要素回路)の読出回路RDcにおける第6読出用薄膜トランジスタTr6がオン状態になり、検出出力配線RL1にはホール電圧Vに応じた電流Iが流れることになる。このように検出出力配線RL1に流れる電流Iを測定することにより、要素回路PX21の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを間接的に測定することができる。なお、例えば2行2列目の要素回路PX22の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを測定するには、2列目に設けられた検出出力配線RL2に流れる電流Iを測定すれば良い。 Similarly, when the potential of the detection control wiring SL2 becomes high level at time t2, the sixth readout thin film transistor Tr6 in the readout circuit RDc of the element circuit PX21 (specifically, all element circuits belonging to the second row) is turned on. Thus, the current I H corresponding to the Hall voltage V H flows through the detection output wiring RL1. Thus, by measuring the current I H flowing through the detection output wiring RL1, the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX21 can be indirectly measured. For example, in order to measure the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX22 in the second row and the second column, the current I H flowing through the detection output wiring RL2 provided in the second column is measured. Just do it.

同様に、時刻t3に検出制御配線SL3の電位がハイレベルになると、要素回路PX31(詳細には3行目に属する全ての要素回路)の読出回路RDcにおける第6読出用薄膜トランジスタTr6がオン状態になり、検出出力配線RL1にはホール電圧Vに応じた電流Iが流れることになる。このように検出出力配線RL1流れる電流Iを測定することにより、要素回路PX31の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを間接的に測定することができる。なお、例えば3行2列目の要素回路PX32の薄膜ホール効果素子THDにて発生するホール電圧Vを測定するには、2列目に設けられた検出出力配線RL2に流れる電流Iを測定すれば良い。
以上のような読出動作をm行目まで繰り返し、それらの測定結果を基に磁束密度Bを算出することにより、図4に示すような全ての要素回路PX11〜PXmnによる磁場の測定結果が得られる。
Similarly, when the potential of the detection control line SL3 becomes high level at time t3, the sixth readout thin film transistor Tr6 in the readout circuit RDc of the element circuit PX31 (specifically, all element circuits belonging to the third row) is turned on. Thus, the current I H corresponding to the Hall voltage V H flows through the detection output wiring RL1. Thus, by measuring the current I H flowing through the detection output wiring RL1, the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX31 can be indirectly measured. For example, in order to measure the Hall voltage V H generated in the thin film Hall effect element THD of the element circuit PX32 in the third row and the second column, the current I H flowing through the detection output wiring RL2 provided in the second column is measured. Just do it.
Repeating the above-described read operation until m-th row, obtained by calculating the magnetic flux density B z based on the measurement results, the magnetic field measurements of by all elements circuit PX11~PXmn as shown in FIG. 4 It is done.

第2及び第3実施形態のように電圧読出方式を採用した場合、微小なホール電圧Vを精度良く読み出すことが困難な場合もあるが、第4実施形態のような電流読出方式によれば、トランジスタの電圧電流変換作用によってホール電圧Vに応じた電流に変換して読み出すことができるため、精度良くホール電圧Vを測定することが可能となる。 When the voltage reading method is employed as in the second and third embodiments, it may be difficult to accurately read the minute Hall voltage V H , but according to the current reading method as in the fourth embodiment. Since the transistor can be converted into a current corresponding to the Hall voltage V H by the voltage-current conversion action of the transistor and read out, the Hall voltage V H can be measured with high accuracy.

〔第5実施形態:電圧駆動方式の具体例〕
次に、第5実施形態に係る磁場センサ5について説明する。第5実施形態は、薄膜ホール効果素子THDを電圧駆動する駆動回路DVの具体例に関するものである。
[Fifth Embodiment: Specific Example of Voltage Drive Method]
Next, the magnetic field sensor 5 according to the fifth embodiment will be described. The fifth embodiment relates to a specific example of a drive circuit DV that drives the thin film Hall effect element THD with voltage.

図11に、第5実施形態に係る磁場センサ5の回路構成図を示す。なお、上述したように、第5実施形態は第1実施形態の駆動回路DVの内部構成の具体例を示すものであるため、図1と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。また、各要素回路PX11〜PXmnの回路構成は全て共通であるため、図11では1行1列目の要素回路PX11を代表的に図示し、第1実施形態と区別するために駆動回路の符号をDVaとしている。   In FIG. 11, the circuit block diagram of the magnetic field sensor 5 which concerns on 5th Embodiment is shown. As described above, since the fifth embodiment shows a specific example of the internal configuration of the drive circuit DV of the first embodiment, the same components as those in FIG. Omitted. Further, since the circuit configurations of the element circuits PX11 to PXmn are all common, the element circuit PX11 in the first row and the first column is representatively shown in FIG. 11, and the reference numerals of the drive circuits are used to distinguish them from the first embodiment. Is DVa.

この図11に示すように、第5実施形態に係る磁場センサ5は、マトリクスの各列毎に、1列に属する要素回路の駆動回路DVaと共通接続された駆動電位配線DL1〜DLn及び共通電位配線CL1〜CLnが設けられており、要素回路PX11(他の要素回路も共通)の駆動回路DVaは、薄膜ホール効果素子THDに設けられた第1電圧電流供給端子Pi1と駆動電位配線DL1とを接続する第1接続配線L1と、薄膜ホール効果素子THDに設けられた第2電圧電流供給端子Pi2と共通電位配線CL1とを接続する第2接続配線L2とから構成されている。
なお、図11では、1列目の駆動電位配線DL1及び共通電位配線CL1のみを図示しており、駆動電位配線DL1〜DLnは電源(VDD)と接続され、共通電位配線CL1〜CLmはグランド(GND)と接続されている。
As shown in FIG. 11, the magnetic field sensor 5 according to the fifth embodiment includes, for each column of the matrix, the drive potential lines DL1 to DLn and the common potential that are commonly connected to the drive circuit DVa of the element circuit belonging to one column. Wiring lines CL1 to CLn are provided, and the driving circuit DVa of the element circuit PX11 (common to other element circuits) includes a first voltage / current supply terminal Pi1 and a driving potential wiring DL1 provided in the thin film Hall effect element THD. The first connection wiring L1 to be connected and the second connection wiring L2 for connecting the second voltage / current supply terminal Pi2 provided in the thin film Hall effect element THD and the common potential wiring CL1 are configured.
Note that FIG. 11 shows only the driving potential wiring DL1 and the common potential wiring CL1 in the first column, the driving potential wirings DL1 to DLn are connected to the power supply (VDD), and the common potential wirings CL1 to CLm are grounded ( GND).

このような構成とすることにより、薄膜ホール効果素子THDの第1電圧電流供給端子Pi1と第2電圧電流供給端子Pi2との端子間に、駆動電位配線DL1と共通電位配線CL1との電位差に相当する電圧が印加され、その印加電圧に応じた電流がポリシリコン半導体層11に流れ、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生する。 By adopting such a configuration, it corresponds to the potential difference between the drive potential wiring DL1 and the common potential wiring CL1 between the first voltage current supply terminal Pi1 and the second voltage current supply terminal Pi2 of the thin film Hall effect element THD. A voltage corresponding to the applied voltage flows through the polysilicon semiconductor layer 11, and the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2 are in accordance with the magnetic field to be measured. Hall voltage VH is generated.

第1実施形態において図3を用いて説明したように、磁束密度はB=(1/d)・(V/v)で表され、何らかの方法で電子の速さvがわかれば、ポリシリコン半導体層11の設計寸法d(幅)及びホール電圧の測定値Vから磁束密度Bを求めることができる。ここで、薄膜ホール効果素子THDへの印加電圧をV、ポリシリコン半導体層11のキャリア(電子)移動度をμ、ポリシリコン半導体層11の長さをLとすると、電子の速さは、v=μ・E=μ・(V/L)で表されるため、磁束密度は、B=(L/d)・(1/μ)・(V/V)となる。すなわち、ポリシリコン半導体層11の設計寸法d、Lと、材料定数(キャリア移動度)μと、印加電圧Vと、第2〜第4実施形態のいずれかを用いて得られるホール電圧の測定値Vとから磁束密度Bを求めることができる。 As described with reference to FIG. 3 in the first embodiment, the magnetic flux density is represented by B z = (1 / d) · (V H / v x ), and if the electron velocity v x is known by some method. it can be obtained a magnetic flux density B z from the measured value V H of the design size d (width) and the Hall voltage of the polysilicon semiconductor layer 11. Here, when the applied voltage to the thin film Hall effect element THD is V x , the carrier (electron) mobility of the polysilicon semiconductor layer 11 is μ, and the length of the polysilicon semiconductor layer 11 is L, the speed of electrons is Since v x = μ · E y = μ · (V x / L), the magnetic flux density is B z = (L / d) · (1 / μ) · (V H / V x ). . Specifically, the design dimensions d and L of the polysilicon semiconductor layer 11, the material constant (carrier mobility) μ, the applied voltage V x, and the Hall voltage obtained using any of the second to fourth embodiments are measured. it can be obtained a magnetic flux density B z and a value V H.

〔第6実施形態:電流駆動方式の具体例1〕
次に、第6実施形態に係る磁場センサ6について説明する。第6実施形態は、薄膜ホール効果素子THDを電流駆動する駆動回路DVの具体例に関するものである。
[Sixth Embodiment: Specific Example 1 of Current Driving Method]
Next, the magnetic field sensor 6 according to the sixth embodiment will be described. The sixth embodiment relates to a specific example of a drive circuit DV that drives a thin film Hall effect element THD with current.

図12に、第6実施形態に係る磁場センサ6の回路構成図を示す。なお、上述したように、第6実施形態は第1実施形態の駆動回路DVの内部構成の具体例を示すものであるため、図1と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。また、各要素回路PX11〜PXmnの回路構成は全て共通であるため、図12では1行1列目の要素回路PX11を代表的に図示し、第1実施形態と区別するために駆動回路の符号をDVbとしている。   FIG. 12 shows a circuit configuration diagram of the magnetic field sensor 6 according to the sixth embodiment. As described above, since the sixth embodiment shows a specific example of the internal configuration of the drive circuit DV of the first embodiment, the same components as in FIG. Omitted. Further, since the circuit configurations of the element circuits PX11 to PXmn are all common, the element circuit PX11 in the first row and the first column is representatively shown in FIG. 12, and the reference numerals of the drive circuits are used to distinguish them from the first embodiment. Is DVb.

この図12に示すように、第6実施形態に係る磁場センサ6は、マトリクスの各列毎に、1列に属する要素回路の駆動回路DVbと共通接続された電流供給配線IL1〜ILn及び共通電位配線CL1〜CLnと、電流供給配線IL1〜ILnに駆動用の電流を供給する電流源CS1〜CSnとが設けられており、要素回路PX11(他の要素回路も共通)の駆動回路DVbは、薄膜ホール効果素子THDに設けられた第2電圧電流供給端子Pi2と共通電位配線CL1とを接続する第2接続配線L2と、第1駆動用薄膜トランジスタTd1とから構成されている。
なお、図12では、1列目の電流供給配線IL1、共通電位配線CL1及び電流源CS1のみを図示しており、共通電位配線CL1〜CLmはグランド(GND)と接続されている。
As shown in FIG. 12, the magnetic field sensor 6 according to the sixth embodiment includes, for each column of the matrix, current supply wirings IL1 to ILn and a common potential that are commonly connected to the drive circuit DVb of the element circuit belonging to one column. Wiring lines CL1 to CLn and current sources CS1 to CSn for supplying driving current to the current supply wirings IL1 to ILn are provided, and the driving circuit DVb of the element circuit PX11 (common to other element circuits) is a thin film. It is composed of a second connection line L2 connecting the second voltage / current supply terminal Pi2 provided in the Hall effect element THD and the common potential line CL1, and a first driving thin film transistor Td1.
In FIG. 12, only the current supply wiring IL1, the common potential wiring CL1, and the current source CS1 in the first column are illustrated, and the common potential wirings CL1 to CLm are connected to the ground (GND).

第1駆動用薄膜トランジスタTd1は、n型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が検出制御配線SL1と接続され、ドレイン端子が電流供給配線IL1と接続され、ソース端子が薄膜ホール効果素子THDに設けられた第1電圧電流供給端子Pi1と接続されている。  The first driving thin film transistor Td1 is an n-type MOS transistor, and has a gate terminal connected to the detection control wiring SL1, a drain terminal connected to the current supply wiring IL1, and a source terminal provided to the thin film Hall effect element THD. The first voltage / current supply terminal Pi1 is connected.

このような構成とすることにより、検出制御配線SL1の電位がハイレベルになった場合に、第1駆動用薄膜トランジスタTd1がオン状態となり、薄膜ホール効果素子THDの第1電圧電流供給端子Pi1と第2電圧電流供給端子Pi2との端子間(つまりポリシリコン半導体層11)に電流が流れ、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生する。 With this configuration, when the potential of the detection control line SL1 becomes high level, the first driving thin film transistor Td1 is turned on, and the first voltage / current supply terminal Pi1 of the thin film Hall effect element THD A current flows between the terminals of the two voltage current supply terminals Pi2 (that is, the polysilicon semiconductor layer 11), and according to the magnetic field to be measured between the terminals of the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2. Hall voltage VH is generated.

第1実施形態において図3を用いて説明したように、磁束密度はB=(1/d)・(V/v)で表され、何らかの方法で電子の速さvがわかれば、ポリシリコン半導体層11の設計寸法d(幅)及びホール電圧の測定値Vから磁束密度Bを求めることができる。ここで、ポリシリコン半導体層11のキャリア(電子)密度をn、キャリアの電荷をq、厚さをtとすると、薄膜ホール効果素子THDに流れる電流は、I=q・d・t・n・vで表されるため、磁束密度は、B=q・t・n・(V/I)となる。すなわち、物理定数qと、ポリシリコン半導体層11の設計寸法tと、材料定数(キャリア密度)nと、印加電流Iと、第2〜第4実施形態のいずれかを用いて得られるホール電圧の測定値Vとから磁束密度Bを求めることができる。 As described with reference to FIG. 3 in the first embodiment, the magnetic flux density is represented by B z = (1 / d) · (V H / v x ), and if the electron velocity v x is known by some method. it can be obtained a magnetic flux density B z from the measured value V H of the design size d (width) and the Hall voltage of the polysilicon semiconductor layer 11. Here, when the carrier (electron) density of the polysilicon semiconductor layer 11 is n, the carrier charge is q, and the thickness is t, the current flowing through the thin film Hall effect element THD is I x = q · d · t · n. Since it is represented by v x , the magnetic flux density is B z = q · t · n · (V H / I x ). That is, the physical constant q, the design dimension t of the polysilicon semiconductor layer 11, the material constant (carrier density) n, the applied current Ix, and the Hall voltage obtained using any of the second to fourth embodiments. it can be from the measurement values V H Request flux density B z.

第5実施形態では、材料定数(キャリア移動度)μが必要であるが、このキャリア移動度μはプロセス条件やデバイス(薄膜ホール効果素子THD)間でばらつきが大きいため、磁束密度Bを精度良く求めることができない虞がある。これに対して、本第6実施形態では、比較的プロセス条件やデバイス間のばらつきが小さい材料定数(キャリア密度)nを用いるため、磁束密度Bを精度良く求めることが可能となる。 In the fifth embodiment, a material constant (carrier mobility) μ is required. However, since the carrier mobility μ varies widely between process conditions and devices (thin film Hall effect elements THD), the magnetic flux density Bz is accurately determined. There is a possibility that it cannot be obtained well. On the other hand, in the sixth embodiment, since the material constant (carrier density) n with relatively small process conditions and variations between devices is used, the magnetic flux density Bz can be obtained with high accuracy.

〔第7実施形態:電流駆動方式の具体例2〕
次に、第7実施形態に係る磁場センサ7について説明する。第7実施形態は、薄膜ホール効果素子THDを電流駆動する駆動回路DVの具体例(薄膜ホール効果素子THDに定電流を供給する定電流回路を備えた駆動回路DV)に関するものである。
[Seventh Embodiment: Specific Example 2 of Current Driving Method]
Next, the magnetic field sensor 7 according to the seventh embodiment will be described. The seventh embodiment relates to a specific example of a drive circuit DV that drives a thin film Hall effect element THD in current (a drive circuit DV including a constant current circuit that supplies a constant current to the thin film Hall effect element THD).

図13に、第7実施形態に係る磁場センサ7の回路構成図を示す。なお、上述したように、第7実施形態は第1実施形態の駆動回路DVの内部構成の具体例を示すものであるため、図1と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。また、各要素回路PX11〜PXmnの回路構成は全て共通であるため、図13では1行1列目の要素回路PX11を代表的に図示し、第5及び第6実施形態と区別するために駆動回路の符号をDVcとしている。   FIG. 13 shows a circuit configuration diagram of the magnetic field sensor 7 according to the seventh embodiment. As described above, since the seventh embodiment shows a specific example of the internal configuration of the drive circuit DV of the first embodiment, the same components as those in FIG. Omitted. Since the circuit configurations of the element circuits PX11 to PXmn are all common, FIG. 13 representatively shows the element circuit PX11 in the first row and the first column, and is driven in order to distinguish it from the fifth and sixth embodiments. The circuit code is DVc.

この図13に示すように、第7実施形態に係る磁場センサ7は、マトリクスの各列毎に、1列に属する要素回路の駆動回路DVcと共通接続された電流供給配線IL1〜ILn、駆動電位配線DL1〜DLn及び共通電位配線CL1〜CLnと、電流供給配線IL1〜ILnに駆動用の電流を供給する電流源CS1〜CSnとが設けられていると共に、マトリクスの各行毎に、1行に属する要素回路の駆動回路DVcと共通接続された駆動制御配線SDL1〜SDLmが設けられている。また、要素回路PX11(他の要素回路も共通)の駆動回路DVcは、薄膜ホール効果素子THDに設けられた第2電圧電流供給端子Pi2と共通電位配線CL1とを接続する第2接続配線L2と、薄膜ホール効果素子THDに定電流を供給する定電流回路CCとから構成されている。
なお、図13では、1列目の電流供給配線IL1、駆動電位配線DL1共通電位配線CL1及び電流源CS1と、1行目の駆動制御配線SDL1のみを図示しており、駆動電位配線DL1〜DLnは電源(VDD)と接続され、共通電位配線CL1〜CLmはグランド(GND)と接続されている。
As shown in FIG. 13, the magnetic field sensor 7 according to the seventh embodiment includes, for each column of the matrix, current supply wirings IL1 to ILn commonly connected to the drive circuit DVc of the element circuit belonging to one column, the drive potential. Wirings DL1 to DLn, common potential wirings CL1 to CLn, and current sources CS1 to CSn for supplying a driving current to the current supply wirings IL1 to ILn are provided, and each row of the matrix belongs to one row. Drive control wirings SDL1 to SDLm commonly connected to the element circuit drive circuit DVc are provided. In addition, the drive circuit DVc of the element circuit PX11 (common to other element circuits) includes a second connection line L2 that connects the second voltage / current supply terminal Pi2 provided in the thin film Hall effect element THD and the common potential line CL1. And a constant current circuit CC for supplying a constant current to the thin film Hall effect element THD.
In FIG. 13, only the current supply wiring IL1 in the first column, the driving potential wiring DL1, the common potential wiring CL1, the current source CS1, and the driving control wiring SDL1 in the first row are illustrated, and the driving potential wirings DL1 to DLn are illustrated. Are connected to the power supply (VDD), and the common potential lines CL1 to CLm are connected to the ground (GND).

定電流回路CCは、第2駆動用薄膜トランジスタTd2、第3駆動用薄膜トランジスタTd3、第4駆動用薄膜トランジスタTd4、第5駆動用薄膜トランジスタTd5及び第1電圧記憶用キャパシタCs1から構成されている。  The constant current circuit CC includes a second driving thin film transistor Td2, a third driving thin film transistor Td3, a fourth driving thin film transistor Td4, a fifth driving thin film transistor Td5, and a first voltage storage capacitor Cs1.

第2駆動用薄膜トランジスタTd2は、n型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が駆動制御配線SDL1と接続され、ソース端子が電流供給配線IL1と接続され、ドレイン端子が第3駆動用薄膜トランジスタTd3のソース端子、第4駆動用薄膜トランジスタTd4のソース端子及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5のドレイン端子と接続されている。  The second driving thin film transistor Td2 is an n-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the drive control wiring SDL1, the source terminal is connected to the current supply wiring IL1, and the drain terminal is the source terminal of the third driving thin film transistor Td3. Are connected to the source terminal of the fourth driving thin film transistor Td4 and the drain terminal of the fifth driving thin film transistor Td5.

第3駆動用薄膜トランジスタTd3は、同じくn型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が駆動制御配線SDL1と接続され、ソース端子が第2駆動用薄膜トランジスタTd2のドレイン端子、第4駆動用薄膜トランジスタTd4のソース端子及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5のドレイン端子と接続され、ドレイン端子が第1電圧記憶用キャパシタCs1の第2端子及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5のゲート端子と接続されている。  The third driving thin film transistor Td3 is also an n-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the drive control wiring SDL1, the source terminal is the drain terminal of the second driving thin film transistor Td2, and the source terminal of the fourth driving thin film transistor Td4. The drain terminal of the fifth driving thin film transistor Td5 is connected to the second terminal of the first voltage storage capacitor Cs1 and the gate terminal of the fifth driving thin film transistor Td5.

第4駆動用薄膜トランジスタTd4は、p型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が駆動制御配線SDL1と接続され、ソース端子が第2駆動用薄膜トランジスタTd2のドレイン端子、第3駆動用薄膜トランジスタTd3のソース端子及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5のドレイン端子と接続され、ドレイン端子が薄膜ホール効果素子THDに設けられた第1電圧電流供給端子Pi1と接続されている。   The fourth driving thin film transistor Td4 is a p-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the drive control wiring SDL1, the source terminal is the drain terminal of the second driving thin film transistor Td2, the source terminal of the third driving thin film transistor Td3, and The drain terminal of the fifth driving thin film transistor Td5 is connected to the first voltage / current supply terminal Pi1 provided in the thin film Hall effect element THD.

第5駆動用薄膜トランジスタTd5は、同じくp型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が第3駆動用薄膜トランジスタTd3のドレイン端子及び第1電圧記憶用キャパシタCs1の第2端子と接続され、ソース端子が駆動電位配線DL1及び第1電圧記憶用キャパシタCs1の第1端子と接続され、ドレイン端子が第2駆動用薄膜トランジスタTd2のドレイン端子、第3駆動用薄膜トランジスタTd3のソース端子及び第4駆動用薄膜トランジスタTd4のソース端子と接続されている。   The fifth driving thin film transistor Td5 is also a p-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the drain terminal of the third driving thin film transistor Td3 and the second terminal of the first voltage storage capacitor Cs1, and the source terminal is the driving potential. The drain terminal is connected to the wiring DL1 and the first terminal of the first voltage storage capacitor Cs1, the drain terminal is the drain terminal of the second driving thin film transistor Td2, the source terminal of the third driving thin film transistor Td3, and the source terminal of the fourth driving thin film transistor Td4. Connected with.

第1電圧記憶用キャパシタCs1は、第1端子が駆動電位配線DL1及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5のソース端子と接続され、第2端子が第3駆動用薄膜トランジスタTd3のドレイン端子及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5のゲート端子と接続されている。   The first voltage storage capacitor Cs1 has a first terminal connected to the drive potential line DL1 and the source terminal of the fifth driving thin film transistor Td5, and a second terminal connected to the drain terminal of the third driving thin film transistor Td3 and the fifth driving thin film transistor. It is connected to the gate terminal of Td5.

続いて、上記のように構成された駆動回路DVcを備える磁場センサ7の動作について、図14を参照して説明する。図14は、1行目の駆動制御配線SDL1及び検出制御配線SL1、2行目の駆動制御配線SDL2及び検出制御配線SL2、3行目の駆動制御配線SDL3及び検出制御配線SL3の電位の時間的変化を表すタイミングチャートである。  Next, the operation of the magnetic field sensor 7 including the drive circuit DVc configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows the temporal relationship of the potentials of the drive control wiring SDL1 and detection control wiring SL1 in the first row, the drive control wiring SDL2 and detection control wiring SL2 in the second row, and the drive control wiring SDL3 and detection control wiring SL3 in the third row. It is a timing chart showing a change.

この図14に示すように、駆動制御配線SDL1、SDL2、SDL3に順次、駆動タイミング制御信号が供給されることにより、時刻t1からt2の期間に駆動制御配線SDL1の電位がハイレベルになり、時刻t2からt3の期間に駆動制御配線SDL2の電位がハイレベルになり、時刻t3からt4の期間に駆動制御配線SDL3の電位がハイレベルになるものとする。また、検出制御配線SL1、SL2、SL3に順次、読出タイミング制御信号が供給されることにより、時刻t5からt6の期間に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになり、時刻t6からt7の期間に検出制御配線SL2の電位がハイレベルになり、時刻t7からt8の期間に検出制御配線SL3の電位がハイレベルになるものとする。  As shown in FIG. 14, the drive timing control signal is sequentially supplied to the drive control lines SDL1, SDL2, and SDL3, so that the potential of the drive control line SDL1 becomes high level during the period from time t1 to time t2. It is assumed that the potential of the drive control line SDL2 becomes high level during the period from t2 to t3, and the potential of the drive control line SDL3 becomes high level during the period from time t3 to t4. Further, the read timing control signal is sequentially supplied to the detection control lines SL1, SL2, and SL3, so that the potential of the detection control line SL1 becomes high level during the period from time t5 to t6, and during the period from time t6 to t7. It is assumed that the potential of the detection control line SL2 becomes high level and the potential of the detection control line SL3 becomes high level during the period from time t7 to t8.

このように、時刻t1に駆動制御配線SDL1の電位がハイレベルになると、要素回路PX11(詳細には1行目に属する全ての要素回路)の駆動回路DVcにおける第2駆動用薄膜トランジスタTd2及び第3駆動用薄膜トランジスタTd3がオン状態となる一方、第4駆動用薄膜トランジスタTd4及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5はオフ状態となる。このため、駆動電位配線DL1→第1電圧記憶用キャパシタCs1→第3駆動用薄膜トランジスタTd3→第2駆動用薄膜トランジスタTd2→電流供給配線IL1の経路で電流が流れ、第5駆動用薄膜トランジスタTd5によって一定電流を流すために必要なゲート電圧が第1電圧記憶用キャパシタCs1に記憶(充電)される。  Thus, when the potential of the drive control wiring SDL1 becomes high level at time t1, the second driving thin film transistor Td2 and the third thin film transistor Td2 in the driving circuit DVc of the element circuit PX11 (specifically, all element circuits belonging to the first row) The driving thin film transistor Td3 is turned on, while the fourth driving thin film transistor Td4 and the fifth driving thin film transistor Td5 are turned off. Therefore, a current flows through a path of the driving potential wiring DL1, the first voltage storage capacitor Cs1, the third driving thin film transistor Td3, the second driving thin film transistor Td2, and the current supply wiring IL1, and the fifth driving thin film transistor Td5 supplies a constant current. Is stored (charged) in the first voltage storage capacitor Cs1.

そして、時刻t2に駆動制御配線SDL1の電位がローレベルになると、第2駆動用薄膜トランジスタTd2及び第3駆動用薄膜トランジスタTd3がオフ状態となる一方、第4駆動用薄膜トランジスタTd4はオン状態となり、第5駆動用薄膜トランジスタTd5も第1電圧記憶用キャパシタCs1に記憶されたゲート電圧によってオン状態となる。これにより、第4駆動用薄膜トランジスタTd4及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5を介して定電流が薄膜ホール効果素子THDに供給され、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生することになる。 When the potential of the drive control line SDL1 becomes low level at time t2, the second drive thin film transistor Td2 and the third drive thin film transistor Td3 are turned off, while the fourth drive thin film transistor Td4 is turned on, The driving thin film transistor Td5 is also turned on by the gate voltage stored in the first voltage storage capacitor Cs1. As a result, a constant current is supplied to the thin film Hall effect element THD via the fourth driving thin film transistor Td4 and the fifth driving thin film transistor Td5, and between the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2. In addition, a Hall voltage V H corresponding to the magnetic field to be measured is generated.

同様に、時刻t2に駆動制御配線SDL2の電位がハイレベルになると、要素回路PX21(詳細には2行目に属する全ての要素回路)の駆動回路DVcにおいて、第5駆動用薄膜トランジスタTd5によって一定電流を流すために必要なゲート電圧が第1電圧記憶用キャパシタCs1に記憶(充電)される。そして、時刻t3に駆動制御配線SDL2の電位がローレベルになると、要素回路PX21の駆動回路DVcにおいて、第4駆動用薄膜トランジスタTd4及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5を介して定電流が薄膜ホール効果素子THDに供給され、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生する。 Similarly, when the potential of the drive control wiring SDL2 becomes high level at time t2, a constant current is supplied by the fifth driving thin film transistor Td5 in the drive circuit DVc of the element circuit PX21 (specifically, all element circuits belonging to the second row). Is stored (charged) in the first voltage storage capacitor Cs1. When the potential of the drive control line SDL2 becomes low level at time t3, the constant current is passed through the fourth driving thin film transistor Td4 and the fifth driving thin film transistor Td5 in the driving circuit DVc of the element circuit PX21. And a Hall voltage V H corresponding to the magnetic field to be measured is generated between the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2.

同様に、時刻t3に駆動制御配線SDL3の電位がハイレベルになると、要素回路PX31(詳細には3行目に属する全ての要素回路)の駆動回路DVcにおいて、第5駆動用薄膜トランジスタTd5によって一定電流を流すために必要なゲート電圧が第1電圧記憶用キャパシタCs1に記憶(充電)される。そして、時刻t4に駆動制御配線SDL4の電位がローレベルになると、要素回路PX31の駆動回路DVcにおいて、第4駆動用薄膜トランジスタTd4及び第5駆動用薄膜トランジスタTd5を介して定電流が薄膜ホール効果素子THDに供給され、第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生する。 Similarly, when the potential of the drive control wiring SDL3 becomes a high level at time t3, a constant current is supplied by the fifth driving thin film transistor Td5 in the drive circuit DVc of the element circuit PX31 (specifically, all element circuits belonging to the third row). Is stored (charged) in the first voltage storage capacitor Cs1. When the potential of the drive control line SDL4 becomes low level at time t4, the constant current is supplied to the thin film Hall effect element THD via the fourth driving thin film transistor Td4 and the fifth driving thin film transistor Td5 in the driving circuit DVc of the element circuit PX31. And a Hall voltage V H corresponding to the magnetic field to be measured is generated between the first Hall voltage readout terminal Po1 and the second Hall voltage readout terminal Po2.

一方、時刻t5に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになると、第2〜第4実施形態で説明したように、読出回路RD(RDa、RDb、RDcのいずれか)によってホール電圧V、またはホール電圧Vに応じた電流が読み出される。検出制御配線SL2、検出制御配線SL3の電位がハイレベルになった場合も第2〜第4実施形態と同様である。
このように駆動回路DVcに定電流回路を設けることで、より正確に薄膜ホール効果素子THDを電流駆動することができる。
On the other hand, when the potential of the detection control line SL1 becomes high level at time t5, as described in the second to fourth embodiments, the read voltage RD (any one of RDa, RDb, and RDc) causes the Hall voltage V H or current is read in accordance with the Hall voltage V H. The case where the potentials of the detection control wiring SL2 and the detection control wiring SL3 become high level is the same as in the second to fourth embodiments.
Thus, by providing the constant current circuit in the drive circuit DVc, the thin film Hall effect element THD can be more accurately driven by current.

〔第8実施形態:周辺領域に駆動回路を設ける場合の具体例〕
次に、第8実施形態に係る磁場センサ8について説明する。第8実施形態は、薄膜ホール効果素子THDを駆動する駆動回路DVを、マトリクス状に配置された要素回路PX11〜PXmnの周辺領域に設けた場合の具体例に関するものである。
[Eighth embodiment: specific example in the case of providing a drive circuit in the peripheral region]
Next, the magnetic field sensor 8 according to the eighth embodiment will be described. The eighth embodiment relates to a specific example when the drive circuit DV for driving the thin film Hall effect element THD is provided in the peripheral region of the element circuits PX11 to PXmn arranged in a matrix.

図15に、第8実施形態に係る磁場センサ8の回路構成図を示す。なお、上述したように、第8実施形態は周辺領域に設けられた駆動回路DVの具体例を示すものであるため、図1と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。   FIG. 15 is a circuit configuration diagram of the magnetic field sensor 8 according to the eighth embodiment. As described above, since the eighth embodiment shows a specific example of the drive circuit DV provided in the peripheral region, the same components as those in FIG. .

図15に示すように、第8実施形態に係る磁場センサ8では、マトリクス状に配置された要素回路PX11〜PXmnの周辺領域において、マトリクスの各列毎に、1列に属する要素回路の薄膜ホール効果素子THDを同時に電流駆動する定電流回路を備える駆動回路DV1〜DVnが設けられている。また、周辺領域には、各駆動回路DV1〜DVnと共通接続された電流供給配線IL、駆動電位配線DL及び電流供給配線DLに駆動用の電流を供給する電流源CSとが設けられている。さらに、各駆動回路DV1〜DVnに対応して駆動制御配線SDL1〜SDLnが設けられている。一方、マトリクスを挟んだ反対側の周辺領域には、共通電位配線CLが設けられている。
なお、駆動電位配線DLは電源(VDD)と接続され、共通電位配線CLはグランド(GND)と接続されている。
As shown in FIG. 15, in the magnetic field sensor 8 according to the eighth embodiment, the thin film holes of the element circuits belonging to one column for each column of the matrix in the peripheral region of the element circuits PX11 to PXmn arranged in a matrix. Drive circuits DV1 to DVn including constant current circuits for simultaneously driving the effect elements THD are provided. In the peripheral region, a current supply line IL, a drive potential line DL, and a current source CS that supplies a drive current to the current supply line DL are provided in common with the drive circuits DV1 to DVn. Further, drive control lines SDL1 to SDLn are provided corresponding to the respective drive circuits DV1 to DVn. On the other hand, a common potential wiring CL is provided in a peripheral region on the opposite side across the matrix.
Note that the driving potential wiring DL is connected to the power supply (VDD), and the common potential wiring CL is connected to the ground (GND).

各駆動回路DV1〜DVnは、第6駆動用薄膜トランジスタTd6、第7駆動用薄膜トランジスタTd7、第8駆動用薄膜トランジスタTd8、第9駆動用薄膜トランジスタTd9及び第2電圧記憶用キャパシタCs2から成る定電流回路を備えている。各駆動回路DV1〜DVnの回路構成は全て共通であるため、以下では1列目の駆動回路DV1に代表的に用いて説明する。  Each of the driving circuits DV1 to DVn includes a constant current circuit including a sixth driving thin film transistor Td6, a seventh driving thin film transistor Td7, an eighth driving thin film transistor Td8, a ninth driving thin film transistor Td9, and a second voltage storage capacitor Cs2. ing. Since the circuit configurations of the respective drive circuits DV1 to DVn are all common, the following description will be made using the drive circuit DV1 in the first column as a representative.

駆動回路DV1において、第6駆動用薄膜トランジスタTd6は、n型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が駆動制御配線SDL1と接続され、ソース端子が電流供給配線ILと接続され、ドレイン端子が第7駆動用薄膜トランジスタTd7のソース端子、第8駆動用薄膜トランジスタTd8のソース端子及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9のドレイン端子と接続されている。  In the drive circuit DV1, the sixth driving thin film transistor Td6 is an n-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the drive control wiring SDL1, the source terminal is connected to the current supply wiring IL, and the drain terminal is used for the seventh driving. The source terminal of the thin film transistor Td7, the source terminal of the eighth driving thin film transistor Td8, and the drain terminal of the ninth driving thin film transistor Td9 are connected.

第7駆動用薄膜トランジスタTd7は、同じくn型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が駆動制御配線SDL1と接続され、ソース端子が第6駆動用薄膜トランジスタTd6のドレイン端子、第8駆動用薄膜トランジスタTd8のソース端子及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9のドレイン端子と接続され、ドレイン端子が第2電圧記憶用キャパシタCs2の第2端子及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9のゲート端子と接続されている。  The seventh driving thin film transistor Td7 is also an n-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the drive control wiring SDL1, the source terminal is the drain terminal of the sixth driving thin film transistor Td6, and the source terminal of the eighth driving thin film transistor Td8. The drain terminal of the ninth driving thin film transistor Td9 is connected to the second terminal of the second voltage storage capacitor Cs2 and the gate terminal of the ninth driving thin film transistor Td9.

第8駆動用薄膜トランジスタTd8は、p型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が駆動制御配線SDL1と接続され、ソース端子が第6駆動用薄膜トランジスタTd6のドレイン端子、第7駆動用薄膜トランジスタTd7のソース端子及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9のドレイン端子と接続され、ドレイン端子が1行1列目の要素回路PX11における薄膜ホール効果素子THDの第1電圧電流供給端子Pi1と接続されている。  The eighth driving thin film transistor Td8 is a p-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the drive control wiring SDL1, the source terminal is the drain terminal of the sixth driving thin film transistor Td6, the source terminal of the seventh driving thin film transistor Td7, and The drain terminal of the ninth driving thin film transistor Td9 is connected to the first voltage / current supply terminal Pi1 of the thin film Hall effect element THD in the element circuit PX11 in the first row and the first column.

第9駆動用薄膜トランジスタTd9は、同じくp型のMOSトランジスタであり、ゲート端子が第7駆動用薄膜トランジスタTd7のドレイン端子及び第2電圧記憶用キャパシタCs2の第2端子と接続され、ソース端子が駆動電位配線DL及び第2電圧記憶用キャパシタCs2の第1端子と接続され、ドレイン端子が第6駆動用薄膜トランジスタTd6のドレイン端子、第7駆動用薄膜トランジスタTd7のソース端子及び第8駆動用薄膜トランジスタTd8のソース端子と接続されている。  The ninth driving thin film transistor Td9 is also a p-type MOS transistor, the gate terminal is connected to the drain terminal of the seventh driving thin film transistor Td7 and the second terminal of the second voltage storage capacitor Cs2, and the source terminal is the driving potential. The wiring DL is connected to the first terminal of the second voltage storage capacitor Cs2, and the drain terminal is the drain terminal of the sixth driving thin film transistor Td6, the source terminal of the seventh driving thin film transistor Td7, and the source terminal of the eighth driving thin film transistor Td8. Connected with.

第2電圧記憶用キャパシタCs2は、第1端子が駆動電位配線DL及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9のソース端子と接続され、第2端子が第7駆動用薄膜トランジスタTd7のドレイン端子及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9のゲート端子と接続されている。また、1列目に属する要素回路PX11〜PXm1の薄膜ホール効果素子THDは直列接続されており、最終行(m行目)の要素回路PXm1の薄膜ホール効果素子THDの第2電圧電流供給端子Pi2は、共通電位配線CLと接続されている。  The second voltage storage capacitor Cs2 has a first terminal connected to the drive potential line DL and the source terminal of the ninth drive thin film transistor Td9, and a second terminal connected to the drain terminal of the seventh drive thin film transistor Td7 and the ninth drive thin film transistor. It is connected to the gate terminal of Td9. The thin film Hall effect elements THD of the element circuits PX11 to PXm1 belonging to the first column are connected in series, and the second voltage / current supply terminal Pi2 of the thin film Hall effect element THD of the element circuit PXm1 in the last row (mth row). Are connected to the common potential wiring CL.

他の列に関しても同様である。例えばn列目の駆動回路DVnは、第6駆動用薄膜トランジスタTd6、第7駆動用薄膜トランジスタTd7及び第8駆動用薄膜トランジスタTd8のゲート端子が駆動制御配線SDLnと接続され、第8駆動用薄膜トランジスタTd8のドレイン端子が1行n列目の要素回路PX1nにおける薄膜ホール効果素子THDの第1電圧電流供給端子Pi1と接続されている点を除いて1列目の駆動回路DV1の回路構成と同様である。なお、n列目に属する要素回路PX1n〜PXmnの薄膜ホール効果素子THDも直列接続されており、最終行(m行目)の要素回路PXmnの薄膜ホール効果素子THDの第2電圧電流供給端子Pi2が共通電位配線CLと接続されている点も同様である。  The same applies to the other columns. For example, the driving circuit DVn in the n-th column includes the gate terminals of the sixth driving thin film transistor Td6, the seventh driving thin film transistor Td7, and the eighth driving thin film transistor Td8 connected to the driving control line SDLn, and The circuit configuration is the same as that of the drive circuit DV1 in the first column except that the terminal is connected to the first voltage / current supply terminal Pi1 of the thin film Hall effect element THD in the element circuit PX1n in the first row and n column. The thin film Hall effect elements THD of the element circuits PX1n to PXmn belonging to the nth column are also connected in series, and the second voltage / current supply terminal Pi2 of the thin film Hall effect element THD of the element circuit PXmn in the last row (mth row). This is also the same in that is connected to the common potential line CL.

続いて、上記のように構成された磁場センサ8の動作について、図16を参照して説明する。図16は、1列目、2列目、3列目の駆動制御配線SDL1、SDL2及びSDL3と、1行目、2行目、3行目の検出制御配線SL1、SL2及びSL3の電位の時間的変化を表すタイミングチャートである。  Next, the operation of the magnetic field sensor 8 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows the potential times of the drive control lines SDL1, SDL2, and SDL3 in the first, second, and third columns, and the detection control lines SL1, SL2, and SL3 in the first, second, and third rows. It is a timing chart showing a target change.

この図16に示すように、駆動制御配線SDL1、SDL2、SDL3に順次、駆動タイミング制御信号が供給されることにより、時刻t1からt2の期間に駆動制御配線SDL1の電位がハイレベルになり、時刻t2からt3の期間に駆動制御配線SDL2の電位がハイレベルになり、時刻t3からt4の期間に駆動制御配線SDL3の電位がハイレベルになるものとする。また、検出制御配線SL1、SL2、SL3に順次、読出タイミング制御信号が供給されることにより、時刻t5からt6の期間に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになり、時刻t6からt7の期間に検出制御配線SL2の電位がハイレベルになり、時刻t7からt8の期間に検出制御配線SL3の電位がハイレベルになるものとする。  As shown in FIG. 16, the drive timing control signal is sequentially supplied to the drive control lines SDL1, SDL2, and SDL3, so that the potential of the drive control line SDL1 becomes high level during the period from time t1 to time t2. It is assumed that the potential of the drive control line SDL2 becomes high level during the period from t2 to t3, and the potential of the drive control line SDL3 becomes high level during the period from time t3 to t4. Further, the read timing control signal is sequentially supplied to the detection control lines SL1, SL2, and SL3, so that the potential of the detection control line SL1 becomes high level during the period from time t5 to t6, and during the period from time t6 to t7. It is assumed that the potential of the detection control line SL2 becomes high level and the potential of the detection control line SL3 becomes high level during the period from time t7 to t8.

このように、時刻t1に駆動制御配線SDL1の電位がハイレベルになると、1列目の駆動回路DV1における第6駆動用薄膜トランジスタTd6及び第7駆動用薄膜トランジスタTd7がオン状態となる一方、第8駆動用薄膜トランジスタTd8及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9はオフ状態となる。このため、駆動電位配線DL→第2電圧記憶用キャパシタCs2→第7駆動用薄膜トランジスタTd7→第6駆動用薄膜トランジスタTd6→電流供給配線ILの経路で電流が流れ、第9駆動用薄膜トランジスタTd9によって一定電流を流すために必要なゲート電圧が第2電圧記憶用キャパシタCs2に記憶(充電)される。  As described above, when the potential of the drive control wiring SDL1 becomes high level at time t1, the sixth driving thin film transistor Td6 and the seventh driving thin film transistor Td7 in the driving circuit DV1 in the first column are turned on, while the eighth driving is performed. The thin film transistor Td8 and the ninth driving thin film transistor Td9 are turned off. Therefore, a current flows through the path of the driving potential wiring DL → second voltage storage capacitor Cs2 → seventh driving thin film transistor Td7 → sixth driving thin film transistor Td6 → current supply wiring IL, and a constant current is generated by the ninth driving thin film transistor Td9. Is stored (charged) in the second voltage storage capacitor Cs2.

そして、時刻t2に駆動制御配線SDL1の電位がローレベルになると、第6駆動用薄膜トランジスタTd6及び第7駆動用薄膜トランジスタTd7がオフ状態となる一方、第8駆動用薄膜トランジスタTd8はオン状態となり、第9駆動用薄膜トランジスタTd9も第2電圧記憶用キャパシタCs2に記憶されたゲート電圧によってオン状態となる。これにより、第8駆動用薄膜トランジスタTd8及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9を介して定電流が、1列目に属する要素回路PX11〜PXm1における薄膜ホール効果素子THDに供給され、各薄膜ホール効果素子THDにおける第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生することになる。 When the potential of the drive control line SDL1 becomes low level at time t2, the sixth driving thin film transistor Td6 and the seventh driving thin film transistor Td7 are turned off, while the eighth driving thin film transistor Td8 is turned on, and the ninth driving thin film transistor Td8 is turned on. The driving thin film transistor Td9 is also turned on by the gate voltage stored in the second voltage storage capacitor Cs2. As a result, a constant current is supplied to the thin film Hall effect elements THD in the element circuits PX11 to PXm1 belonging to the first column via the eighth driving thin film transistor Td8 and the ninth driving thin film transistor Td9. between a first Hall voltage reading terminal Po1 terminal of the second Hall voltage reading terminal Po2, Hall voltage V H will occur in response to a magnetic field to be measured.

同様に、時刻t2に駆動制御配線SDL2の電位がハイレベルになると、2列目の駆動回路DV2において、第9駆動用薄膜トランジスタTd9によって一定電流を流すために必要なゲート電圧が第2電圧記憶用キャパシタCs2に記憶(充電)される。そして、時刻t3に駆動制御配線SDL2の電位がローレベルになると、駆動回路DV2における第8駆動用薄膜トランジスタTd8及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9を介して定電流が、2列目に属する要素回路PX12〜PXm2における薄膜ホール効果素子THDに供給され、各薄膜ホール効果素子THDにおける第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生する。 Similarly, when the potential of the drive control wiring SDL2 becomes a high level at time t2, the gate voltage necessary for flowing a constant current through the ninth driving thin film transistor Td9 in the driving circuit DV2 in the second column is the second voltage storage memory. It is stored (charged) in the capacitor Cs2. Then, when the potential of the drive control line SDL2 becomes low level at time t3, the constant current is passed through the eighth driving thin film transistor Td8 and the ninth driving thin film transistor Td9 in the driving circuit DV2, and the element circuits PX12˜ The Hall voltage V H corresponding to the magnetic field to be measured is supplied to the thin film Hall effect element THD in PXm2 and between the first Hall voltage read terminal Po1 and the second Hall voltage read terminal Po2 in each thin film Hall effect element THD. Occurs.

同様に、時刻t3に駆動制御配線SDL3の電位がハイレベルになると、3列目の駆動回路DV3において、第9駆動用薄膜トランジスタTd9によって一定電流を流すために必要なゲート電圧が第2電圧記憶用キャパシタCs2に記憶(充電)される。そして、時刻t4に駆動制御配線SDL3の電位がローレベルになると、駆動回路DV3における第8駆動用薄膜トランジスタTd8及び第9駆動用薄膜トランジスタTd9を介して定電流が、3列目に属する要素回路PX13〜PXm3における薄膜ホール効果素子THDに供給され、各薄膜ホール効果素子THDにおける第1ホール電圧読出端子Po1と第2ホール電圧読出端子Po2との端子間に、測定対象の磁場に応じたホール電圧Vが発生する。 Similarly, when the potential of the drive control wiring SDL3 becomes a high level at time t3, the gate voltage necessary for flowing a constant current through the ninth driving thin film transistor Td9 in the third row driving circuit DV3 is the second voltage storage memory. It is stored (charged) in the capacitor Cs2. Then, when the potential of the drive control wiring SDL3 becomes low level at time t4, the constant current passes through the eighth driving thin film transistor Td8 and the ninth driving thin film transistor Td9 in the driving circuit DV3, and the element circuits PX13 to The Hall voltage V H corresponding to the magnetic field to be measured is supplied to the thin film Hall effect element THD in PXm3 and between the first Hall voltage read terminal Po1 and the second Hall voltage read terminal Po2 in each thin film Hall effect element THD. Occurs.

一方、時刻t5に検出制御配線SL1の電位がハイレベルになると、第2〜第4実施形態で説明したように、読出回路RD(RDa、RDb、RDcのいずれか)によってホール電圧V、またはホール電圧Vに応じた電流が読み出される。検出制御配線SL2、検出制御配線SL3の電位がハイレベルになった場合も第2〜第4実施形態と同様である。 On the other hand, when the potential of the detection control line SL1 becomes high level at time t5, as described in the second to fourth embodiments, the read voltage RD (any one of RDa, RDb, and RDc) causes the Hall voltage V H or current is read in accordance with the Hall voltage V H. The case where the potentials of the detection control wiring SL2 and the detection control wiring SL3 become high level is the same as in the second to fourth embodiments.

このように駆動回路DV1〜DVnを要素回路内ではなく、その周辺領域に設けることにより、駆動用のICチップを別途用いる必要がなくなり、コストの削減を図ることができる。また、定電流回路を設けることで、より正確に薄膜ホール効果素子THDを電流駆動することができる。  Thus, by providing the drive circuits DV1 to DVn not in the element circuit but in the peripheral region thereof, it is not necessary to separately use an IC chip for driving, and the cost can be reduced. Further, by providing the constant current circuit, the thin film Hall effect element THD can be more accurately driven by current.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。  The preferred embodiments according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples, and the above embodiments may be combined. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

本発明の第1実施形態に係る磁場センサ1の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic field sensor 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 薄膜ホール効果素子THD及び薄膜トランジスタの構成概略図である。It is the structure schematic of thin film Hall effect element THD and a thin-film transistor. ホール効果の原理説明図である。It is a principle explanatory view of the Hall effect. 磁場センサ1を用いた磁場計測結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the magnetic field measurement result using the magnetic field sensor. 本発明の第2実施形態に係る磁場センサ2の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic field sensor 2 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 磁場センサ2における読出回路RDaの動作説明図である。6 is an operation explanatory diagram of a readout circuit RDa in the magnetic field sensor 2. FIG. 本発明の第3実施形態に係る磁場センサ3の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic field sensor 3 which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 磁場センサ3の変形例である。This is a modification of the magnetic field sensor 3. 本発明の第4実施形態に係る磁場センサ4の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic field sensor 4 which concerns on 4th Embodiment of this invention. 磁場センサ4における読出回路RDcの動作説明図である。6 is an operation explanatory diagram of a readout circuit RDc in the magnetic field sensor 4. FIG. 本発明の第5実施形態に係る磁場センサ5の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic field sensor 5 which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る磁場センサ6の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic field sensor 6 which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係る磁場センサ7の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic field sensor 7 which concerns on 7th Embodiment of this invention. 磁場センサ7の駆動回路DVcの動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of a drive circuit DVc of the magnetic field sensor 7. 本発明の第8実施形態に係る磁場センサ8の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic field sensor 8 which concerns on 8th Embodiment of this invention. 磁場センサ8の駆動回路DV1の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of a drive circuit DV1 of the magnetic field sensor 8.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3、4、5、6、7、8…磁場センサ、PX11〜PXmn…要素回路、THD…薄膜ホール効果素子、Pi1…第1電圧電流供給端子、Pi2…第2電圧電流供給端子、Po1…第1ホール電圧読出端子、Po2…第2ホール電圧読出端子、DV…駆動回路、RD…読出回路、SL1〜SLm…検出制御配線、RL1〜RLn…検出出力配線  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... Magnetic field sensor, PX11 to PXmn ... Element circuit, THD ... Thin film Hall effect element, Pi1 ... First voltage / current supply terminal, Pi2 ... Second voltage / current supply terminal , Po1... First Hall voltage readout terminal, Po2... Second Hall voltage readout terminal, DV... Drive circuit, RD... Readout circuit, SL1 to SLm ... detection control wiring, RL1 to RLn.

Claims (4)

マトリクス状に配置された複数の要素回路と、
前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線と、
前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された、第1検出出力配線および第2検出出力配線と、
前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された電流供給配線と、駆動電位配線と、共通電位配線と、前記電流供給配線に駆動用の電流を供給する電流源と、
前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された駆動制御配線と、
を備え、
前記要素回路の各々は、第1ホール電圧読出端子及び第2ホール電圧読出端子を有する薄膜ホール効果素子と、前記薄膜ホール効果素子のホール電圧を読み出す読出回路と、前記薄膜ホール効果素子を駆動する駆動回路と、を含み、
前記読出回路の各々は、第1読出用薄膜トランジスタと、第2読出用薄膜トランジスタと、を含み、
前記第1読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、
前記第1読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第1検出出力配線と接続され、
前記第1読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第1ホール読出端子と接続され、
前記第2読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、
前記第2読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2検出出力配線と接続され、
前記第2読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第2ホール読出端子と接続され、
前記駆動回路の各々は、第2駆動用薄膜トランジスタと、第3駆動用薄膜トランジスタと、第4駆動用薄膜トランジスタと、第5駆動用薄膜トランジスタと、第1電圧記憶用キャパシタと、から成る定電流回路と、第2接続配線と、を含み、
前記第2駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、
前記第2駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記電流供給配線と接続され、
前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、
前記第3駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、
前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、
前記第3駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、
前記第4駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、
前記第4駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、
前記第4駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と接続され、
前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、
前記第5駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第1電圧記憶用キャパシタの第1端子と接続され、
前記第5駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第3駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、
前記第1電圧記憶用キャパシタの第1端子は前記駆動電位配線と接続され、
前記第1電圧記憶用キャパシタの第2端子は前記第5駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、
前記第2接続配線の一端は前記薄膜ホール効果素子の第2電圧電流供給端子と接続され、
前記第2接続配線の他端は前記共通電位配線と接続されている、
磁場センサ。
A plurality of element circuits arranged in a matrix;
Detection control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix row direction;
A first detection output wiring and a second detection output wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix column direction;
A current supply wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the column direction of the matrix, a drive potential wiring, a common potential wiring, and a current source for supplying a driving current to the current supply wiring;
Drive control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix row direction;
With
Each of the element circuits drives a thin film Hall effect element having a first Hall voltage readout terminal and a second Hall voltage readout terminal, a readout circuit for reading the Hall voltage of the thin film Hall effect element, and the thin film Hall effect element. A drive circuit,
Each of the readout circuits includes a first readout thin film transistor and a second readout thin film transistor,
A gate terminal of the first readout thin film transistor is connected to the detection control wiring;
A source terminal of the first readout thin film transistor is connected to the first detection output wiring;
A drain terminal of the first readout thin film transistor is connected to the first hole readout terminal;
A gate terminal of the second readout thin film transistor is connected to the detection control wiring;
A source terminal of the second readout thin film transistor is connected to the second detection output wiring;
A drain terminal of the second readout thin film transistor is connected to the second hole readout terminal;
Each of the driving circuits includes a constant current circuit including a second driving thin film transistor, a third driving thin film transistor, a fourth driving thin film transistor, a fifth driving thin film transistor, and a first voltage storage capacitor; A second connection wiring,
A gate terminal of the second driving thin film transistor is connected to the driving control wiring;
A source terminal of the second driving thin film transistor is connected to the current supply wiring;
A drain terminal of the second driving thin film transistor is connected to a source terminal of the third driving thin film transistor;
A gate terminal of the third driving thin film transistor is connected to the driving control wiring;
A source terminal of the third driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the second driving thin film transistor;
A drain terminal of the third driving thin film transistor is connected to a gate terminal of the fifth driving thin film transistor;
A gate terminal of the fourth driving thin film transistor is connected to the driving control wiring;
A source terminal of the fourth driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the second driving thin film transistor;
A drain terminal of the fourth driving thin film transistor is connected to a first voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element;
A gate terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the third driving thin film transistor;
A source terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to a first terminal of the first voltage storage capacitor;
A drain terminal of the fifth driving thin film transistor is connected to a source terminal of the third driving thin film transistor;
A first terminal of the first voltage storage capacitor is connected to the drive potential wiring;
A second terminal of the first voltage storage capacitor is connected to a gate terminal of the fifth driving thin film transistor;
One end of the second connection wiring is connected to a second voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element,
The other end of the second connection wiring is connected to the common potential wiring;
Magnetic field sensor.
マトリクス状に配置された複数の要素回路と、
前記マトリクス状の行方向に配置された複数の前記要素回路に接続された検出制御配線と、
前記マトリクス状の列方向に配置された複数の前記要素回路に接続された、第1検出出力配線および第2検出出力配線と、
前記マトリクス状に配置された前記要素回路の周辺領域において、前記マトリクス状の列方向に配置され、前記列方向の複数の要素回路の薄膜ホール効果素子を同時に電流駆動する駆動回路と、
前記周辺領域に配置され、前記駆動回路と接続された電流供給配線と、駆動電位配線と、前記電流供給配線に駆動用の電流を供給する電流源と、各駆動回路毎に設けられた駆動制御配線と、共通電位配線と、
を備え、
前記要素回路の各々は、第1ホール電圧読出端子及び第2ホール電圧読出端子を有する前記薄膜ホール効果素子と、前記薄膜ホール効果素子のホール電圧を読み出す読出回路と、を含み、
前記読出回路の各々は、第1読出用薄膜トランジスタと、第2読出用薄膜トランジスタと、を含み、
前記第1読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、
前記第1読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第1検出出力配線と接続され、
前記第1読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第1ホール読出端子と接続され、
前記第2読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線に接続され、
前記第2読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2検出出力配線と接続され、
前記第2読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第2ホール読出端子と接続され、
前記駆動回路の各々は、第6駆動用薄膜トランジスタと、第7駆動用薄膜トランジスタと、第8駆動用薄膜トランジスタと、第9駆動用薄膜トランジスタと、第2電圧記憶用キャパシタと、から成る定電流回路を含み、
前記第6駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、
前記第6駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記電流供給配線と接続され、
前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、
前記第7駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、
前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、
前記第7駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、
前記第8駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記駆動制御配線と接続され、
前記第8駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第6駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、
前記第8駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は同列の先頭行の要素回路における前記薄膜ホール効果素子の第1電圧電流供給端子と接続され、
前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子と接続され、
前記第9駆動用薄膜トランジスタのソース端子は前記第2電圧記憶用キャパシタの第1端子と接続され、
前記第9駆動用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記第7駆動用薄膜トランジスタのソース端子と接続され、
前記第2電圧記憶用キャパシタの第1端子は前記駆動電位配線と接続され、
前記第2電圧記憶用キャパシタの第2端子は前記第9駆動用薄膜トランジスタのゲート端子と接続され、
各要素回路において同列の要素回路の薄膜ホール効果素子は直列接続されており、最終行の要素回路の薄膜ホール効果素子の第2電圧電流供給端子は前記共通電位配線と接続されている、
磁場センサ。
A plurality of element circuits arranged in a matrix;
Detection control wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix row direction;
A first detection output wiring and a second detection output wiring connected to the plurality of element circuits arranged in the matrix column direction;
A drive circuit that is arranged in the matrix column direction in the peripheral region of the element circuit arranged in the matrix and simultaneously drives the thin film Hall effect elements of the plurality of element circuits in the column direction;
A current supply wiring arranged in the peripheral region and connected to the drive circuit, a drive potential wiring, a current source for supplying a drive current to the current supply wiring, and a drive control provided for each drive circuit Wiring, common potential wiring,
With
Each of the element circuits includes the thin film Hall effect element having a first Hall voltage read terminal and a second Hall voltage read terminal, and a read circuit for reading the Hall voltage of the thin film Hall effect element,
Each of the readout circuits includes a first readout thin film transistor and a second readout thin film transistor,
A gate terminal of the first readout thin film transistor is connected to the detection control wiring;
A source terminal of the first readout thin film transistor is connected to the first detection output wiring;
A drain terminal of the first readout thin film transistor is connected to the first hole readout terminal;
A gate terminal of the second readout thin film transistor is connected to the detection control wiring;
A source terminal of the second readout thin film transistor is connected to the second detection output wiring;
A drain terminal of the second readout thin film transistor is connected to the second hole readout terminal;
Each of the driving circuits includes a constant current circuit including a sixth driving thin film transistor, a seventh driving thin film transistor, an eighth driving thin film transistor, a ninth driving thin film transistor, and a second voltage storage capacitor. ,
A gate terminal of the sixth driving thin film transistor is connected to the driving control wiring;
A source terminal of the sixth driving thin film transistor is connected to the current supply wiring;
A drain terminal of the sixth driving thin film transistor is connected to a source terminal of the seventh driving thin film transistor;
A gate terminal of the seventh driving thin film transistor is connected to the driving control wiring;
A source terminal of the seventh driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the sixth driving thin film transistor;
A drain terminal of the seventh driving thin film transistor is connected to a gate terminal of the ninth driving thin film transistor;
A gate terminal of the eighth driving thin film transistor is connected to the driving control wiring;
A source terminal of the eighth driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the sixth driving thin film transistor;
The drain terminal of the eighth driving thin film transistor is connected to the first voltage / current supply terminal of the thin film Hall effect element in the element circuit in the first row of the same column,
A gate terminal of the ninth driving thin film transistor is connected to a drain terminal of the seventh driving thin film transistor;
A source terminal of the ninth driving thin film transistor is connected to a first terminal of the second voltage storage capacitor;
A drain terminal of the ninth driving thin film transistor is connected to a source terminal of the seventh driving thin film transistor;
A first terminal of the second voltage storage capacitor is connected to the drive potential wiring;
A second terminal of the second voltage storage capacitor is connected to a gate terminal of the ninth driving thin film transistor;
In each element circuit, the thin film Hall effect elements of the element circuits in the same row are connected in series, and the second voltage current supply terminal of the thin film Hall effect element of the element circuit in the last row is connected to the common potential wiring.
Magnetic field sensor.
前記読出回路は、キャパシタをさらに含み、
前記キャパシタの第1端子は前記第1ホール読出端子と接続され、
前記キャパシタの第2端子は前記第2ホール読出端子と接続されている請求項1または2に記載の磁場センサ。
The readout circuit further includes a capacitor,
A first terminal of the capacitor is connected to the first hole readout terminal;
The magnetic field sensor according to claim 1, wherein a second terminal of the capacitor is connected to the second hall readout terminal .
前記読出回路は、第3読出用薄膜トランジスタと、第4読出用薄膜トランジスタと、をさらに含み、
前記第3読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線と接続され、
前記第3読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記薄膜ホール効果素子の前記第1ホール電圧読出端子と接続され、
前記第3読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記キャパシタの前記第1端子と接続され、
前記第4読出用薄膜トランジスタのゲート端子は前記検出制御配線と接続され、
前記第4読出用薄膜トランジスタのソース端子は前記薄膜ホール効果素子の前記第2ホール電圧読出端子と接続され、
前記第4読出用薄膜トランジスタのドレイン端子は前記キャパシタの前記第2端子と接続されている請求項3記載の磁場センサ。
The readout circuit further includes a third readout thin film transistor and a fourth readout thin film transistor,
A gate terminal of the third readout thin film transistor is connected to the detection control wiring;
A source terminal of the third readout thin film transistor is connected to the first Hall voltage readout terminal of the thin film Hall effect element;
A drain terminal of the third readout thin film transistor is connected to the first terminal of the capacitor;
A gate terminal of the fourth readout thin film transistor is connected to the detection control wiring;
A source terminal of the fourth readout thin film transistor is connected to the second Hall voltage readout terminal of the thin film Hall effect element;
4. The magnetic field sensor according to claim 3 , wherein a drain terminal of the fourth readout thin film transistor is connected to the second terminal of the capacitor .
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JP2520848B2 (en) * 1993-10-25 1996-07-31 株式会社エニックス Magnetic surface pressure input panel
JP3604472B2 (en) * 1995-10-02 2004-12-22 旭化成電子株式会社 Multi-point magnetic field measurement device
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JP3098505B2 (en) * 1998-12-22 2000-10-16 相光電子株式会社 Magnetic sensor unit and magnetic field measuring device
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