KR101021257B1 - 쌍극 대응형 자기검출장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 특히, 소자수를 줄일 수 있음과 동시에, 회로 구성을 간단하게 할 수 있는 쌍극 검출 대응형의 자기검출장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
고정저항소자(31, 32)가 직렬 접속된 제 3 직렬 회로(34)의 중간점 전위를 상기 제 1 브릿지 회로(BC3)와, 상기 제 2 브릿지 회로(BC4)의 기준 전위로 하여 공통화하고, 또한, 상기 제 1 브릿지 회로(BC3)를 구성하는 제 1 직렬 회로(26)의 제 1 출력 인출부(25)와 차동 증폭기(35) 사이의 접속, 및 상기 제 2 브릿지 회로(BC4)를 구성하는 제 2 직렬 회로(30)의 제 2 출력 인출부(29)와 차동 증폭기(35) 사이의 접속을 교대로 전환하는 제 1 스위치 회로(36)를 집적회로(22) 내에 설치하고 있다.
Description
본 발명은, 자기저항효과 소자를 구비한 자기검출장치에 관한 것으로, 특히, 쌍극 검출 대응의 자기검출장치로서 종래에 비하여 소자수를 줄일 수 있음과 동시에, 회로 구성을 간단하게 할 수 있는 자기검출장치에 관한 것이다.
도 17은 종래의 자기검출장치의 회로 구성도이다. 자기검출장치는 센서부(S)와 집적회로(IC)(1)로 구성되어 있다. 도 17에 나타내는 자기검출장치는 쌍극 검출 대응형 센서이다. 상기 센서부(S)는, 양(+)의 방향의 외부 자계에 대하여 저항값이 변화하는 GMR 소자 등의 제 1 자기저항효과 소자(2)를 구비한 제 1 브릿지 회로(BC1)와, 음(-)의 방향의 외부 자계에 대하여 저항값이 변화하는 GMR 소자 등의 제 2 자기저항효과 소자(3)를 구비한 제 2 브릿지 회로(BC2)를 가진다. 「양의 방향의 외부 자계」란 임의의 한 방향의 외부 자계를 나타내나, 도 20의 형태에서는, 제 1 자기저항효과 소자(2)의 저항값은 변동하나, 제 2 자기저항효과 소자(3)의 저항값은 변동하지 않는(즉, 고정저항으로서 작용한다) 방향의 외부 자계를 가리키고, 「음의 방향의 외부 자계」란 상기 양의 방향의 외부 자계의 반대방향의 외부 자계이고, 도 20의 형태에서는, 제 2 자기저항효과 소자(3)의 저항값은 변동하나, 제 1 자기저항효과 소자(2)의 저항값은 변동하지 않는(즉, 고정저항으로서 작용하 는) 방향의 외부 자계를 나타낸다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 각 제 1 자기저항효과 소자(2)는, 각각, 고정저항소자(4)와 직렬 회로를 구성하고, 각 직렬 회로는 병렬 접속되어 제 1 브릿지 회로(BC1)가 구성된다. 상기 제 1 브릿지 회로(BC1)를 구성하는 2개의 직렬 회로의 각 출력 인출부는, 제 1 차동 증폭기(6)에 접속되어 있다. 또, 도 17에 나타내는 바와 같이, 각 제 2 자기저항효과 소자(3)는, 각각, 고정저항소자(5)와 직렬 회로를 구성하고, 각 직렬 회로는 병렬 접속되어 제 2 브릿지 회로(BC2)가 구성된다. 상기 제 2 브릿지 회로(BC2)를 구성하는 2개의 직렬 회로의 각 출력 인출부는, 제 2 차동 증폭기(7)에 접속되어 있다.
상기 집적회로(1) 내에는, 차동 증폭기(6, 7) 외에, 슈미트 트리거형의 컴퍼레이터(12, 13), 래치(latch)회로(8, 9) 등이 설치되어 있고, 외부 자계 검출신호는 외부 출력단자(10, 11)로부터 인출된다.
도 17에 나타내는 자기검출장치에서는, 양의 방향의 외부 자계가 작용하면, 제 1 브릿지 회로(BC1)를 구성하는 제 1 자기저항효과 소자(2)의 저항값이 변동함으로써, 출력이 상기 제 1 차동 증폭기(6)에서 차동 증폭되고, 그에 의거하여 검출신호가 생성되어, 상기 검출신호가 제 1 외부 출력단자(10)로부터 출력된다. 한편, 자기검출장치에, 음의 방향의 외부 자계가 작용하면, 제 2 브릿지 회로(BC2)를 구성하는 제 2 자기저항효과 소자(3)의 저항값이 변동함으로써, 출력이 상기 제 2 차동 증폭기(7)에서 차동 증폭되고, 그에 의거하여 검출신호가 생성되어, 상기 검출신호가 제 2 외부 출력단자(11)로부터 출력된다.
이상과 같이 도 17에 나타내는 자기검출장치는, 양의 방향 및 음의 방향 중 어느 방향의 외부 자계도 검지 가능한 쌍극 검출 대응형 센서로 되어 있다.
[특허문헌 1]
일본국 특개2004-77374호 공보
[특허문헌 2]
일본국 특개2004-180286호 공보
[특허문헌 3]
일본국 특개2005-214900호 공보
[특허문헌 4]
일본국 특개2003-14833호 공보
[특허문헌 5]
일본국 특개2003-14834호 공보
[특허문헌 6]
일본국 특개2003-121268호 공보
[특허문헌 7]
일본국 특개2004-304052호 공보
그러나 도 17에 나타내는 종래의 자기검출장치에서는, 센서부(S)를 구성하는 소자수가 많이 필요하였다. 즉, 쌍극 검출 대응형 센서로 함으로써, 브릿지 회로(BC1, BC2)가 2개 필요하게 되어, 소자수가 모두 8개 필요하게 되었다.
또, 브릿지 회로(BC1, BC2)가 2개 설치됨으로써, 각각의 브릿지 회로(BC1, BC2)에 대하여 차동 증폭기(6,7), 컴퍼레이터(12, 13), 신호 라인 등이 필요하게 되어 회로 구성이 복잡화되고, 또 집적회로(1)의 소형화에도 지장을 초래한다는 문제가 있었다.
그래서 본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 것으로, 특히, 소자수를 줄일 수 있음과 동시에, 회로 구성을 간단하게 할 수 있는 쌍극 검출 대응형의 자기검출장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에서의 자기검출장치는,
제 1 직렬 회로와, 제 2 직렬 회로와, 제 3 직렬 회로를 가지고,
상기 제 1 직렬 회로를 구성하는 복수의 저항소자에는, 적어도 어느 하나에, 어느 일 방향의 외부 자계에 대하여 전기 저항이 변화하는 자기저항효과를 이용한 제 1 자기저항효과 소자가 포함되고,
상기 제 2 직렬 회로를 구성하는 복수의 저항소자에는, 적어도 어느 하나에, 상기 일 방향과는 반대방향의 외부 자계에 대하여 전기 저항이 변화하는 제 2 자기저항효과를 이용한 제 2 자기저항효과 소자가 포함되며,
상기 제 3 직렬 회로를 구성하는 복수의 저항소자는, 상기 제 1 직렬 회로를 구성하는 저항소자 및 상기 제 2 직렬 회로를 구성하는 저항소자의 각각과 브릿지 접속되는 공통의 저항소자이고,
상기 제 1 직렬 회로의 제 1 출력 인출부와 상기 제 2 직렬 회로의 제 2 출력 인출부는 한쪽씩, 제 1 접속 전환부를 거쳐 공통의 차동 출력부에 상기 제 3 직렬 회로의 제 3 출력 인출부와 함께 접속 가능하게 되어 있고,
상기 제 1 접속 전환부에서, 상기 제 1 출력 인출부와 상기 차동 출력부가 접속되었을 때, 상기 제 1 직렬 회로와 상기 제 3 직렬 회로가 병렬 접속하여 이루어지는, 상기 한 방향의 외부 자계 검출용의 제 1 브릿지 회로가 상기 차동 출력부에 접속된 상태로 전환되고, 상기 제 1 접속 전환부에서, 상기 제 2 출력 인출부와 상기 차동 출력부가 접속되었을 때, 상기 제 2 직렬 회로와 상기 제 3 직렬 회로가 병렬 접속하여 이루어지는, 상기 반대방향의 외부 자계 검출용의 제 2 브릿지 회로가 상기 차동 출력부에 접속된 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에서는, 상기 구성에 의하여 쌍극 검출 대응형의 자기검출장치에서, 종래보다도 소자수를 줄일 수 있음과 동시에, 회로 구성을 간단하게 할 수 있다. 즉, 본 발명에서는, 제 3 직렬 회로를 제 1 브릿지 회로 및 제 2 브릿지 회로의 공통 배선으로 함으로써, 종래에 비하여, 2개의 브릿지 형성에 필요한 소자수를 줄일 수 있다. 아울러, 본 발명에서는, 제 1 접속 전환부를 설치하여, 제 1 출력 인출부 및 제 2 출력 인출부의 차동 출력부에 대한 접속을 전환함으로써, 제 1 브릿지 회로가 차동 출력부에 접속된 상태와, 제 2 브릿지 회로가 차동 출력부에 접속된 상태의 2 상태를 간단한 회로 구성으로 얻을 수 있다.
또 본 발명에서는, 상기 제 1 직렬 회로는, 제 1 저항소자와, 제 2 저항소자가 상기 제 1 출력 인출부를 거쳐 직렬 접속되어, 상기 제 1 저항소자가 상기 제 1 자기저항효과 소자로 형성되고,
상기 제 2 직렬 회로는, 제 3 저항소자와, 제 4 저항소자가 상기 제 2 출력 인출부를 거쳐, 직렬 접속되어 이루어지며, 상기 제 3 저항소자가 상기 제 2 자기저항효과 소자로 형성되고,
상기 제 3 직렬 회로는, 제 5 저항소자와 제 6 저항소자가 상기 제 3 출력 인출부를 거쳐, 직렬 접속되고,
상기 제 1 저항소자와, 상기 제 6 저항소자가 병렬 접속됨과 동시에, 상기 제 2 저항소자와 상기 제 5 저항소자가 병렬 접속되어, 상기 제 1 브릿지 회로가 구성되고,
상기 제 3 저항소자와, 상기 제 5 저항소자가 병렬 접속됨과 동시에, 상기 제 4 저항소자와 상기 제 6 저항소자가 병렬 접속되어, 상기 제 2 브릿지 회로가 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또 본 발명에서는, 제 1 외부 출력단자와, 제 2 외부 출력단자와, 상기 차동 출력부와 상기 제 1 외부 출력단자 사이의 접속, 및 상기 차동 출력부와 상기 제 2 외부 출력단자 사이의 접속을 전환하는 제 2 접속 전환부를 구비하고,
상기 제 1 접속 전환부에 의하여 상기 제 1 출력 인출부와 상기 차동 출력부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 2 접속 전환부에 의하여 상기 차동 출력부와 상기 제 1 외부 출력단자 사이가 접속되고, 상기 제 1 접속 전환부에 의하여 상기 제 2 출력 인출부와 상기 차동 출력부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 2 접속 전환부에 의하여 상기 차동 출력부와 상기 제 2 외부 출력단자 사이가 접속되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 간단한 회로 구성으로, 외부 자계방향의 검지도 가능한 2 출력의 쌍극 검출 대응형 센서로 할 수 있다.
또 본 발명에서는, 입력단자 및 어스단자의 적어도 어느 한쪽의 단자와 상기 제 1 직렬 회로 사이의 접속, 및 상기 한쪽의 단자와 상기 제 2 직렬 회로 사이의 접속을 전환하는 제 3 접속 전환부를 구비하고,
상기 제 1 접속 전환부에 의하여 상기 제 1 출력 인출부와 상기 차동 출력부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 3 접속 전환부에 의하여 상기 제 1 직렬 회로와 상기 한쪽의 단자 사이가 접속되고, 상기 제 1 접속 전환부에 의하여 상기 제 2 출력 인출부와 상기 차동 출력부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 3 접속 전환부에 의하여 상기 제 2 직렬 회로와 상기 한쪽의 단자 사이가 접속되는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 제 1 직렬 회로 및 제 2 직렬 회로 중 차동 출력부에 접속되어 있지 않은 측의 직렬 회로에 전류가 흐르지 않아, 소비 전류의 저감을 도모할 수 있고, 또 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는, 쌍극 검출 대응형의 자기검출장치에서, 종래보다도 소자수를 줄일 수 있음과 동시에, 회로 구성을 간단하게 할 수 있다. 또한 소비 전류를 저감할 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 자기검출장치의 양의 방향의 외부 자계 검출회로 상태를 나타내는 회로 구성도,
도 2는 본 실시형태의 자기검출장치의 음의 방향의 외부 자계 검출회로 상태를 나타내는 회로 구성도,
도 3은 제 1 자기저항효과 소자의 히스테리시스 특성을 설명하기 위한 그래프(R-H 곡선),
도 4는 제 2 자기저항효과 소자의 히스테리시스 특성을 설명하기 위한 그래프(R-H 곡선),
도 5는 본 실시형태의 자기검출장치의 센서부의 저항 소자 형상을 나타내는 자기검출장치(20)의 부분 확대 사시도,
도 6은 도 5에 나타내는 A-A 선으로부터 두께 방향으로 상기 자기검출장치를 절단하여 화살표방향에서 본 상기 자기검출장치의 부분 단면도,
도 7은 제 1 자기저항효과 소자 및 제 2 자기저항효과 소자의 층 구조를 나타내는 부분 단면도,
도 8은 주로 고정저항소자의 층 구조를 설명하기 위한 부분 단면도,
도 9는 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례(상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 부분모식도로, 상기 전화를 닫은 상태를 나타낸다),
도 10은 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례(상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 부분모식도로, 상기 전화를 연 상태를 나타낸다),
도 11은 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례(상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 부분모식도로, 자석의 배치를 도 9와는 반대로 하여, 상기 전화를 닫은 상태를 나타낸다),
도 12는 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례(상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 부분모식도로, 자석의 배치를 도 10과는 반대로 하여, 상기 전화를 연 상태를 나타낸다),
도 13은 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례(상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 부분모식도로, 상기 전화를 연 상태를 나타낸다),
도 14는 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례(상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 부분모식도로, 제 1 부재를 턴 오버시킨 상태를 나타낸다),
도 15는 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례(상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 도 13의 부분평면도),
도 16은 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례(상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 도 15의 부분평면도),
도 17은 종래의 자기검출장치의 회로 구성도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 자기검출장치 21 : 센서부
22 : 집적회로(IC) 23 : 제 1 자기저항효과 소자(제 1 저항소자)
24 : 고정저항소자(제 2 저항소자)
25 : 제 1 출력 인출부 26 :제 1 직렬 회로
27 : 제 2 자기저항효과 소자(제 3 저항소자)
28 : 고정저항소자(제 4 저항소자)
29 : 제 2 출력 인출부 30 : 제 2 직렬 회로
31 : 고정저항소자(제 5 저항소자)
32 : 고정저항소자(제 6 저항소자)
33 : 제 3 출력 인출부 34 : 제 3 직렬 회로
35 : 차동 증폭기
36 : 제 1 스위치 회로(제 1 접속 전환부)
38 : 컴퍼레이터 39 : 입력단자
40 : 제 1 외부 출력단자 41 :제 2 외부 출력단자
42 : 어스단자 43 : 제 2 스위치 회로
46, 47 : 래치회로 48 : 제 3 스위치 회로
53 : 클럭회로 62 : 반강 자성층
63 : 고정 자성층(제 1 자성층)
64 : 비자성 중간층
65, 67 : 프리 자성층(제 2 자성층)
78, 80 : 절연층 81 : 몰드 수지
90, 100 : 폴더형 휴대전화
91, 102 : 제 1 부재 92 : 제 2 부재
94, 101 : 자석
도 1, 도 2는 본 실시형태의 자기검출장치(20)의 회로 구성도, 도 3은 제 1 자기저항효과 소자의 히스테리시스 특성을 설명하기 위한 그래프(R-H 곡선), 도 4는 제 2 자기저항효과 소자의 히스테리시스 특성을 설명하기 위한 그래프(R-H 곡선), 도 5는 본 실시형태의 자기검출장치(20)의 센서부의 저항 소자 형상을 나타내는 자기검출장치(20)의 부분 확대 사시도, 도 6은 도 5에 나타내는 A-A선으로부터 두께 방향으로 상기 자기검출장치를 절단하여 화살표 방향에서 본 상기 자기검출장치의 부분 단면도, 도 7은, 제 1 자기저항효과 소자 및 제 2 자기저항효과 소자의 층 구조를 나타내는 부분 단면도, 도 8은, 주로 고정저항소자의 층 구조를 설명하기 위한 부분 단면도, 도 9∼도 16은, 본 실시형태의 자기검출장치의 용도를 설명하기 위한 일례이고, 상기 자기검출장치를 내장한 폴더형 휴대전화의 부분 모식도나 부분 평면도이다.
도 1에 나타내는 본 실시형태의 자기검출장치(20)는, 센서부(21)와 집적회로(IC)(22)를 가지고 구성된다.
상기 센서부(21)에는, 제 1 저항소자(제 1 자기저항효과 소자)(23)와 제 2 저항소자(본 실시형태에서는 고정저항소자)(24)가 제 1 출력 인출부(접속부)(25)를 거쳐 직렬 접속된 제 1 직렬 회로(26), 제 3 저항소자(제 2 자기저항효과 소자)(27)와 제 4 저항소자(본 실시형태에서는 고정저항소자)(28)가 제 2 출력 인출부(접속부)(29)를 거쳐 직렬 접속된 제 2 직렬 회로(30), 및, 제 5 저항소자(본 실시형태에서는 고정저항소자)(31)와 제 6 저항소자(본 실시형태에서는 고정저항소자)(32)가 제 3 출력 인출부(33)를 거쳐 직렬 접속된 제 3 직렬 회로(34)가 설치된 다.
또한 상기한 바와 같이 「저항소자」의 표기는, 제 1∼제 6까지의 일련 번호로 하였다. 또한 이하에서는, 각 저항소자를, 주로 「자기저항효과 소자」 및 「고정저항소자」로서 표기하고, 「자기저항효과 소자」 및 「고정저항소자」와 구별할 필요가 없는 설명 부분에 대해서는 「저항소자」의 표기를 사용하는 것으로 하였다.
상기 제 3 직렬 회로(34)는, 공통 회로로서 상기 제 1 직렬 회로(26) 및 상기 제 2 직렬 회로(30)와 각각 브릿지 회로를 구성하고 있다. 이하에서는 상기 제 1 직렬 회로(26)와 상기 제 3 직렬 회로(34)가 병렬 접속되어 이루어지는 브릿지 회로를 제 1 브릿지 회로(BC3)와, 상기 제 2 직렬 회로(30)와 상기 제 3 직렬 회로(34)가 병렬 접속되어 이루어지는 브릿지 회로를 제 2 브릿지 회로(BC4)라 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 브릿지 회로(BC3)에서는, 제 1 저항소자(23)와, 상기 제 6 저항소자(32)가 병렬 접속됨과 동시에, 상기 제 2 저항소자(24)와 상기 제 5 저항소자(31)가 병렬 접속되어 있다. 또 상기 제 2 브릿지 회로(BC4)에서는, 상기 제 3 저항소자(27)와, 상기 제 5 저항소자(31)가 병렬 접속됨과 동시에, 상기 제 4 저항소자(28)와 상기 제 6 저항소자(32)가 병렬 접속되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이 상기 집적회로(22)에는 입력단자(전원)(39), 어스단자(42) 및 2개의 외부 출력단자(40, 41)가 설치되어 있다. 상기 입력단자(39), 어스단자(42) 및 외부 출력단자(40, 41)는 각각 도시 생략한 기기측의 단자부와 와 이어 본딩이나 다이 본딩 등으로 전기적으로 접속되어 있다.
상기 입력단자(39)에 접속된 신호 라인(50) 및 상기 어스단자(42)에 접속된 신호 라인(51)은, 상기 제 1 직렬 회로(26), 제 2 직렬 회로(30) 및 제 3 직렬 회로(34)의 양쪽 끝부에 설치된 전극의 각각에 접속되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이 집적회로(22) 내에는, 1개의 차동 증폭기(차동 출력부)(35)가 설치되고, 상기 차동 증폭기(35)의 + 입력부, - 입력부 중 어느 쪽인가에, 상기 제 3 직렬 회로(34)의 제 3 출력 인출부(33)가 접속되어 있다. 또한, 상기 제 3 출력 인출부(33)와 상기 차동 증폭기(35)의 접속은, 다음에 설명하는, 상기 제 1 직렬 회로(26)의 제 1 출력 인출부(25) 및 제 2 직렬 회로(30)의 제 2 출력 인출부(29)와 차동 증폭기(35) 사이의 접속상태와 다르게 고정되어 있다(비접속 상태로는 되지 않는다).
상기 제 1 직렬 회로(26)의 제 1 출력 인출부(25) 및 제 2 직렬 회로(30)의 제 2 출력 인출부(29)는 각각 제 1 스위치 회로(제 1 접속 전환부)(36)의 입력부에 접속되고, 상기 제 1 스위치 회로(36)의 출력부는 상기 차동 증폭기(35)의 - 입력부, + 입력부 중 어느 쪽인가[상기 제 3 출력 인출부(33)가 접속되어 있지 않은 측의 입력부]에 접속되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 차동 증폭기(35)의 출력부는 슈미트 트리거형의 컴퍼레이터(38)에 접속되고, 또한 상기 컴퍼레이터(38)의 출력부는 제 2 스위치 회로(제 2 접속 전환부)(43)의 입력부에 접속되고, 또한 상기 제 2 스위치 회로(43)의 출력부측은 2개의 래치회로(46, 47) 및 FET 회로(54, 55)를 지나 제 1 외 부 출력단자(40) 및 제 2 외부 출력단자(41)에 각각 접속된다.
또한 도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 집적회로(22) 내에는 제 3 스위치 회로(48)가 설치되어 있다. 상기 제 3 스위치 회로(48)의 출력부는, 상기 어스단자(42)에 접속된 신호 라인(51)에 접속되고, 상기 제 3 스위치 회로(48)의 입력부에는, 제 1 직렬 회로(26) 및 제 2 직렬 회로(30)의 한쪽 끝부가 접속되어 있다.
또한 도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 집적회로(22) 내에는, 인터벌 스위치 회로(52) 및 클럭회로(53)가 설치되어 있다. 상기 인터벌 스위치 회로(52)의 스위치가 오프되면 집적회로(22) 내로의 통전(通電)이 정지하도록 되어 있다. 상기 인터벌 스위치 회로(52)의 스위치의 온·오프는, 상기 클럭회로(53)로부터의 클럭신호에 연동하고 있고, 상기 인터벌 스위치 회로(52)는 통전상태를 간헐적으로 행하는 절전 기능을 가지고 있다.
상기 클럭회로(53)로부터의 클럭신호는, 제 1 스위치 회로(36), 제 2 스위치 회로(43) 및 제 3 스위치 회로(48)에도 출력된다. 상기 제 1 스위치 회로(36), 제 2 스위치 회로(43) 및 제 3 스위치 회로(48)에서는 상기 클럭신호를 받으면, 그 클럭신호를 분할하여, 매우 짧은 주기로 스위치 동작을 행하도록 제어되고 있다. 예를 들면 1 펄스의 클럭신호가 수십 msec일 때, 수십 μmsec 마다 스위치 동작을 행한다.
상기 제 1 자기저항효과 소자(23)는 양의 방향의 외부 자계(+H)의 강도 변화에 의거하여 자기저항효과를 발휘하는 자기저항효과 소자이고, 한편, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)는, 상기 양의 방향과 반대방향인 음의 방향의 외부 자계(-H) 의 자계 강도 변화에 의거하여 자기저항효과를 발휘하는 자기저항효과 소자이다.
여기서, 양의 방향의 외부 자계(+H)는 어느 한 방향을 나타내고, 본 실시형태에서는, 도시한 X1 방향을 향하는 방향이다. 이 방향의 외부 자계가 작용하면, 도 3, 도 4에서 설명하는 바와 같이, 제 1 자기저항효과 소자(23)의 저항값은 변동하나, 제 2 자기저항효과 소자(27)의 저항값은 변동하지 않는다(즉, 고정저항으로서 작용한다).
한편, 음의 방향의 외부 자계(-H)는, 상기 양의 방향과는 반대방향의 외부 자계이고, 도시한 X2 방향을 향하는 방향이다. 이 방향의 외부 자계가 작용하면, 도 3, 도 4에서 설명하는 바와 같이, 제 2 자기저항효과 소자(27)의 저항값은 변동하나, 제 1 자기저항효과 소자(23)의 저항값은 변동하지 않는다(즉, 고정저항으로서 작용한다).
상기 제 1 자기저항효과 소자(23) 및 제 2 자기저항효과 소자(27)의 층 구조 및 히스테리시스 특성에 대하여 이하에서 상세하게 설명한다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23) 및 제 2 자기저항효과 소자(27)는 모두, 밑에서부터 밑바탕층(60), 시드층(61), 반강 자성층(反强磁性層)(62), 고정 자성층(63), 비자성 중간층(64), 프리 자성층(65, 67)[제 2 자기저항효과 소자(27)의 프리 자성층을 부호 37이라 하였다] 및 보호층(66) 순으로 적층되어 있다. 상기 밑바탕층(60)은, 예를 들면, Ta, Hf, Nb, Zr, Ti, Mo, W 중 1종 또는 2종 이상의 원소 등의 비자성 재료로 형성된다. 상기 시드층(61)은, NiFeCr 또는 Cr 등으로 형성된다. 상기 반강 자성층(62)은, 원소 α(단 α는, Pt, Pd, Ir, Rh, Ru, Os 중 1종 또는 2종 이상의 원소이다)와 Mn을 함유하는 반강자성 재료, 또는, 원소 α와 원소 α'(단 원소 α'는, Ne, Ar, Kr, Xe, Be, B, C, N, Mg, Al, Si, P, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, Sn, Hf, Ta, W, Re, Au, Pb 및 희토류 원소 중 1종 또는 2종 이상의 원소이다)와 Mn을 함유하는 반강자성 재료로 형성된다. 예를 들면 상기 반강 자성층(62)은, IrMn이나 PtMn으로 형성된다. 상기 고정 자성층(63) 및 프리 자성층(65, 67)은 CoFe 합금, NiFe 합금, CoFeNi 합금 등의 자성 재료로 형성된다. 또 상기 비자성 중간층(64)은 Cu 등으로 형성된다. 또 상기 보호층(66)은 Ta 등으로 형성된다. 상기 고정 자성층(63)이나 프리 자성층(65, 67)은 적층 페리 구조(자성층/비자성층/자성층의 적층구조이고, 비자성층을 사이에 둔 2개의 자성층의 자화방향이 반평행인 구조)이어도 된다. 또 상기 고정 자성층(63)이나 프리 자성층(65, 67)은 재질이 다른 복수의 자성층의 적층구조이어도 된다.
상기 제 1 자기저항효과 소자(23) 및 제 2 자기저항효과 소자(27)에서는, 상기 반강 자성층(62)과 상기 고정 자성층(63)이 접하여 형성되어 있기 때문에 자장 중 열처리를 실시함으로써 상기 반강 자성층(62)과 상기 고정 자성층(63)의 계면에 교환 결합 자계(Hex)가 생겨, 상기 고정 자성층(63)의 자화방향은 한 방향으로 고정된다. 도 5 및 도 7에서는, 상기 고정 자성층(63)의 자화방향(63a)을 화살표방향으로 나타내고 있다. 제 1 자기저항효과 소자(23) 및 제 2 자기저항효과 소자(27)에서 상기 고정 자성층(63)의 자화방향(63a)은 모두 도시한 X1 방향(양의 방향)이다.
한편, 상기 프리 자성층(65, 67)의 자화방향은, 제 1 자기저항효과 소자(23)와 제 2 자기저항효과 소자(27)에서 다르다. 도 7에 나타내는 바와 같이 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)에서는 상기 프리 자성층(65)의 자화방향(65a)이 도시한 X2 방향(음의 방향)으로, 고정 자성층(63)의 자화방향(63a)과 같은 방향이나, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)에서는 상기 프리 자성층(67)의 자화방향(67a)이 도시한 X1 방향(양의 방향)으로, 상기 고정 자성층(63)의 자화방향(63a)과 반평행이다.
양의 방향의 외부 자계(+H)가 작용하면, 제 2 자기저항효과 소자(27)의 프리 자성층(67)의 자화(67a)는 변동하지 않지만, 제 1 자기저항효과 소자(23)의 프리 자성층(65)의 자화(65a)는 변동하여 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 저항값은 변화한다. 도 3은 제 1 자기저항효과 소자(23)의 히스테리시스 특성을 나타내는 R-H 곡선이다. 또한 도면의 그래프에서는 세로축이 저항값(R)이나, 저항 변화율(%)이어도 된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 외부 자계가 무자장상태(제로)에서 서서히 양의 방향으로 증가해가면, 프리 자성층(65)의 자화(65a)와 고정 자성층(63)의 자화(63a)의 평행상태가 무너져 반평행상태에 근접하기 때문에 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 저항값(R)은, 곡선(HR1) 상을 따라 서서히 커지고, 양의 방향의 외부 자계(+H)를 서서히 제로를 향하여 작게 해가면, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 저항값(R)은, 곡선(HR2) 상을 따라 서서히 작아진다.
이와 같이, 제 1 자기저항효과 소자(23)에는 양의 방향의 외부 자계(+H)의 자계 강도 변화에 대하여, 곡선(HR1)과 곡선(HR2)으로 둘러싸인 히스테리시스 루프(HR)가 형성된다. 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 최대 저항값과 최저 저항 값의 중간값으로, 상기 히스테리시스 루프(HR)의 퍼짐폭의 중심값이 히스테리시스 루프(HR)의 「중간점」이다. 그리고 상기 히스테리시스 루프(HR)의 중간점에서부터 외부 자계 H=0(Oe)의 라인까지의 자계의 강도로 제 1 층간 결합자계(Hin1)의 크기가 결정된다. 도 3에 나타내는 바와 같이 제 1 자기저항효과 소자(23)에서는, 상기 제 1 층간 결합자계(Hin1)가 양의 자계방향으로 시프트하고 있다.
한편, 음의 방향의 외부 자계(-H)가 미치게 되면, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 프리 자성층(65)의 자화(65a)는 변동하지 않지만, 제 2 자기저항효과 소자(27)의 프리 자성층(67)의 자화(67a)는 변동하여 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)의 저항값이 변동한다.
도 4는 제 2 자기저항효과 소자(27)의 히스테리시스 특성을 나타내는 R-H 곡선이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 외부 자계가 무자장상태(제로)에서 서서히 음의 방향으로 증가해가면, 프리 자성층(67)의 자화(67a)와 고정 자성층(63)의 자화(63a)의 반평행상태가 무너져 평행상태에 근접하기 때문에, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)의 저항값(R)은, 곡선(HR3) 상을 따라 서서히 작아지고, 한편, 음의 방향의 외부 자계(-H)를 서서히 제로를 향하여 변화시키면, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)의 저항값(R)은, 곡선(HR4) 상을 따라 서서히 커진다.
이와 같이, 제 2 자기저항효과 소자(27)에는 음의 방향의 외부 자계(-H)의 자계 강도 변화에 대하여, 곡선(HR3)과 곡선(HR4)으로 둘러싸인 히스테리시스 루프(HR)가 형성된다. 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)의 최대 저항값과 최저 저항값의 중간값으로, 상기 히스테리시스 루프(HR)의 퍼짐폭의 중심값이 히스테리시스 루프(HR)의 「중간점」이다. 그리고 상기 히스테리시스 루프(HR)의 중간점에서부터 외부 자계 H=0(Oe)의 라인까지의 자계의 강도로 제 2 층간 결합자계(Hin2)의 크기가 결정된다. 도 4에 나타내는 바와 같이 제 2 자기저항효과 소자(27)에서는, 상기 제 2 층간 결합자계(Hin2)가 음의 자계방향으로 시프트하고 있다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 제 1 층간 결합자계(Hin1)는, 양의 자계방향으로 시프트하고, 한편, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)의 제 2 층간 결합자계(Hin2)는, 음의 자계방향으로 시프트하고 있다.
도 3, 도 4에서 설명한 서로 반대부호의 층간 결합자계(Hin1, Hin2)를 얻기 위해서는, 예를 들면, 상기 비자성 중간층(64)의 표면에 대한 플라즈마 트리트먼트(PT)시의, 가스유량(가스압)이나 전력값을 적절하게 조정하면 된다. 가스유량(가스압)의 크기 및 전력값의 크기에 따라, 층간 결합자계(Hin)가 변화함을 알고 있다. 상기 가스유량(가스압)이나 전력값을 크게 할수록 층간 결합자계(Hin)를 양의 값으로부터 음의 값으로 변화시킬 수 있다. 또, 상기 층간 결합자계(Hin)의 크기는 상기 비자성 중간층(64)의 막두께라도 변화한다. 또는, 상기 층간 결합자계(Hin)의 크기는, 밑에서부터, 반강 자성층/고정 자성층/비자성 중간층/프리 자성층의 순으로 적층되어 있는 경우에, 상기 반강 자성층의 막두께를 바꾸는 것으로도 조정할 수 있다.
제 1 자기저항효과 소자(23)에서는 제 1 상기 층간 결합자계(Hin1)가 양의 값이고, 이러한 경우에는 상기 고정 자성층(63)과 상기 프리 자성층(65) 사이에는 서로의 자화를 평행으로 하려고 하는 상호작용이 일어난다. 또, 제 2 자기저항효과 소자(27)에서는 제 2 상기 층간 결합자계(Hin2)가 음의 값이고, 이러한 경우에는 상기 고정 자성층(63)과 상기 프리 자성층(67) 사이에는 서로의 자화를 반평행으로 하려고 하는 상호작용이 일어난다. 그리고, 각 자기저항효과 소자(23, 27)의 반강 자성층(62)과 고정 자성층(63)의 사이에 동일방향의 교환결합자계(Hex)를 자장 중 열처리로 생기게 함으로써, 각 자기저항효과 소자(23, 27)의 고정 자성층(63)의 자화(63a)를 동일방향으로 고정할 수 있고, 또 고정 자성층(63)과 프리 자성층(65, 67)의 사이에는 상기한 상호작용이 일어나, 도 7의 자화상태가 된다.
상기한 제 1 자기저항효과 소자(23) 및 제 2 자기저항효과 소자(27)는 거대 자기저항효과(GMR 효과)를 이용한 것이었으나, GMR 소자 이외에, 이방성 자기저항효과(AMR)를 이용한 AMR 소자나 터널 자기저항효과(TMR)를 이용한 TMR 소자이어도 된다.
한편, 제 1 자기저항효과 소자(23)에 직렬 접속되는 고정저항소자(24)는, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)와 적층 순서가 다를 뿐으로, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)와 동일한 재료층으로 형성된다. 즉, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 고정저항소자(24)는 밑에서부터 밑바탕층(60), 시드층(61), 반강 자성층(62), 제 1 자성층(63), 제 2 자성층(65), 비자성 중간층(64) 및 보호층(66)의 순으로 적층된다. 상기 제 1 자성층(63)이, 제 1 자기저항효과 소자(23)를 구성하는 고정 자성층(63)에 해당하고, 상기 제 2 자성층(65)이 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)를 구성하는 프리 자성층(65)에 해당하고 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 고정저항소자(23)에서는, 상기 반강 자성층(62) 상에 제 1 자성층(63) 및 제 2 자성 층(65)이 연속하여 적층되어 제 1 자성층(63) 및 제 2 자성층(65)의 자화는 모두, 반강 자성층(62)과의 사이에서 생기는 교환결합자계(Hex)에 의하여 고정되어 있고, 상기 제 2 자성층(65)은 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 프리 자성층(65)과 같이 외부 자계에 대하여 자화 변동하지 않는다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 고정저항소자(24)의 각 층을, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)에 대응하는 각 층과 동일한 재료로 구성함으로써, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)와 상기 고정저항소자(24)의 소자 저항을 거의 동일하게 할 수 있고, 또 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 온도 계수(TCR)와, 상기 고정저항소자(23)의 온도 계수와의 불균일을 억제할 수 있고, 이 결과, 온도 변화에 대해서도 중간점 전위의 불균일을 억제할 수 있고, 동작 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한 재료뿐 아니라 제 1 자기저항효과 소자(23)와 대응하는 각 층의 막두께도 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 각 층과 같으면 더욱 바람직하다.
도시 생략하나 상기와 같이, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)와 직렬 접속된 고정저항소자(28)는, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)와 적층 순서가 다를 뿐으로, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)와 동일한 재료층으로 형성된다.
또 제 3 직렬 회로(34)를 구성하는 고정저항소자(31, 32)는, 서로 동일한 재료층으로 형성한 소자 저항이 대략 같은 저항소자이면, 특히 층 구조에 대하여 한정하지 않는다. 즉, 고정저항소자(31, 32)는 예를 들면 시트 저항이 높은 저항재료로 형성된 단층구조로 형성되어도 되나, 제 1 직렬 회로(26) 및 제 2 직렬 회로(30)를 구성하는 각 고정저항소자(24, 28)를 형성하는 공정에서, 동시에, 고정저 항소자(31, 32)를 형성하는 것이 제조공정을 간략화할 수 있어 바람직하다. 따라서, 상기 고정저항소자(31, 32)를, 제 1 직렬 회로(26) 및 제 2 직렬 회로(30)의 고정저항소자(24, 28)와 마찬가지로, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23) 또는 제 2 자기저항효과 소자(27)와 적층 순서가 다를 뿐으로, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23) 또는 제 2 자기저항효과 소자(27)와 동일한 재료층으로 형성하는 것이 적합하다.
다음에, 외부 자계의 검출 원리에 대하여 설명한다.
우선은, 본 실시형태의 자기검출장치(20)에 외부 자계가 작용하고 있지 않은 경우에 대하여 설명한다. 이러한 경우, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23) 및 제 2 자기저항효과 소자(27)의 저항값은 함께 변화하지 않는다. 상기 클럭회로(53)로부터의 클럭신호를 제 1 스위치 회로(36), 제 2 스위치 회로(43) 및 제 3 스위치 회로(48)의 각각이 받으면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 스위치 회로(36)가 상기 제 1 직렬 회로(26)의 제 1 출력 인출부(25)와 차동 증폭기(35) 사이를 접속, 제 2 스위치 회로(43)가 상기 컴퍼레이터(38)와 제 1 외부 출력단자(40) 사이를 접속, 및, 제 3 스위치 회로(48)가 제 1 직렬 회로(26)와 어스단자(42) 사이를 접속하는 양의 방향의 외부 자계(+H) 검출회로 상태와, 도 2와 같이, 제 1 스위치 회로(36)가 상기 제 2 직렬 회로(30)의 제 2 출력 인출부(29)와 차동 증폭기(35) 사이를 접속, 제 2 스위치 회로(43)가 상기 컴퍼레이터(38)와 제 2 외부 출력단자(41) 사이를 접속, 및, 제 3 스위치 회로(48)가 제 2 직렬 회로(30)와 어스단자(42) 사이를 접속하는 음의 방향의 외부 자계(-H) 검출회로 상태로, 수십 μsec 마다 전환된다.
외부 자계가 미치고 있지 않으면, 도 1의 양의 방향의 외부 자계(+H) 검출회로 상태에서는, 제 1 브릿지 회로(BC3)의 제 1 출력 인출부(25)와 제 3 출력 인출부(33) 사이의 차동 전위, 및 도 2의 음의 방향의 외부 자계(-H) 검출회로 상태에서는, 제 2 브릿지 회로(BC4)의 제 2 출력 인출부(29)와 제 3 출력 인출부(33) 사이의 차동 전위가, 모두 대략 0이 된다. 차동 증폭기(35)로부터, 차동 전위가 0의 출력이 컴퍼레이터(38)를 향하여 출력되면, 상기 컴퍼레이터(38)에서는, 슈미트 트리거 입력에 의하여, 예를 들면 높은 레벨 신호가, 상기 래치회로(46, 47), FET 회로(54)를 지나 제 1 외부 출력단자(40) 및 제 2 외부 출력단자(41)로부터 출력되도록 제어되고 있다.
다음에, 본 실시형태의 자기검출장치(20)에 양의 방향의 외부 자계(+H)가 미치게 되면, 제 1 자기저항효과 소자(23)의 저항값이 변동하고, 상기 제 1 직렬 회로(26)의 제 1 출력 인출부(25)에서의 중간점 전위가 변동한다(도 1의 회로 구성에서 도 3에 나타내는 히스테리시스 특성을 가지고 있으면, 구체적으로는 전위가 커진다).
또한, 도 1에 나타내는 양의 방향의 외부 자계(+H) 검출회로 상태에서는, 상기 제 3 직렬 회로(34)의 제 3 출력 인출부(33)의 중간점 전위를 기준전위로 하고, 상기 제 1 직렬 회로(26)와 제 3 직렬 회로(34)로 구성되는 제 1 브릿지 회로(BC3)의 제 1 출력 인출부(25)와 제 3 출력 인출부(33)의 차동 전위를, 상기 차동 증폭기(35)에서 생성하여, 컴퍼레이터(38)를 향하여 출력한다. 상기 컴퍼레이터(38)에 서는, 상기 차동 전위를, 슈미트 트리거 입력에 의하여 펄스 파형의 신호로 정형(整形)하고, 정형된 검출신호가 래치회로(46) 및 FET 회로(54)를 지나 제 1 외부 출력단자(40)로부터 출력된다. 이때, 양의 방향의 외부 자계(+H)가 소정 이상의 크기이면 상기 검출신호는, 상기 제 1 외부 출력단자(40)로부터 낮은 레벨 신호로서 출력되도록 제어되어 있다. 또한 상기 양의 방향의 외부 자계(+H)의 크기가 어느 일정값보다도 작을 때는, 상기 컴퍼레이터(38)에서는, 높은 레벨 신호를 생성하도록 제어되어 있고, 외부 자계가 작용하고 있지 않은 경우와 변화가 없다.
한편, 양의 방향의 외부 자계(+H)가 작용하고 있는 경우에 도 2의 음의 방향의 외부 자계(-H) 검출회로 상태로 전환되어도, 제 2 자기저항효과 소자(27)는 저항 변화하지 않으므로, 외부 자계가 작용하고 있지 않은 경우와 마찬가지로, 상기 제 2 외부 출력단자(41)로부터는 높은 레벨 신호가 출력되도록 제어된다.
이와 같이, 제 1 외부 출력단자(40)에서는, 어느 일정 이상의 양의 방향의 외부 자계(+H)가 작용하면, 높은 레벨 신호에서 낮은 레벨 신호로(또는 그 반대이어도 된다) 신호 레벨이 변화하기 때문에, 이 신호 레벨의 변화에 의하여 어느 일정 이상 크기의 양의 방향의 외부 자계(+H)가 작용하고 있는 것을 검지할 수 있다.
마찬가지로, 본 실시형태의 자기검출장치(20)에 음의 방향의 외부 자계(-H)가 미치게 되면, 제 2 자기저항효과 소자(23)의 저항값이 변동하고, 상기 제 2 직렬 회로(30)의 제 2 출력 인출부(29)에서의 중간점 전위가 변동한다(도 1의 회로 구성에서 도 4에 나타내는 히스테리시스 특성을 가지고 있으면, 구체적으로는 전위가 커진다).
또한, 도 2에 나타내는 음의 방향의 외부 자계(-H) 검출회로 상태에서는, 상기 제 3 직렬 회로(34)의 제 3 출력 인출부(33)의 중간점 전위를 기준전위로 하고, 상기 제 2 직렬 회로(30)와 제 3 직렬 회로(34)로 구성되는 제 2 브릿지 회로(BC4)의 제 2 출력 인출부(29)와 제 3 출력 인출부(33) 사이의 차동 전위를 상기 차동 증폭기(35)로 생성하고, 그것을 컴퍼레이터(38)를 향하여 출력한다. 상기 컴퍼레이터(38)에서는, 상기 차동 전위를, 슈미트 트리거 입력에 의하여 펄스 파형의 신호로 정형하고, 정형된 검출신호가, 래치회로(46) 및 FET 회로(54)를 지나 제 2 외부 출력단자(41)로부터 출력된다. 이때, 음의 방향의 외부 자계(-H)가 소정 이상의 크기이면 상기 검출신호는, 상기 제 2 출력단자(41)로부터 낮은 레벨 신호로서 출력되도록 제어된다. 또한 상기 음의 방향의 외부 자계(-H)의 크기가 어느 일정값보다도 작을 때는, 상기 컴퍼레이터(38)에서는, 높은 레벨 신호를 생성하도록 제어되기 때문에, 외부 자계가 작용하고 있지 않은 경우와 변화가 없다.
한편, 음의 방향의 외부 자계(-H)가 작용하고 있는 경우에 도 1의 양의 방향의 외부 자계(+H) 검출회로 상태로 전환되어도, 제 1 자기저항효과 소자(23)는 저항 변화하지 않으므로, 외부 자계가 작용하고 있지 않은 경우와 마찬가지로, 상기 제 1 외부 출력단자(40)로부터는 높은 레벨 신호가 출력되도록 제어된다.
이와 같이, 제 2 외부 출력단자(41)에서는, 어느 일정 이상의 음의 방향의 외부 자계(-H)가 작용하면, 높은 레벨 신호에서 낮은 레벨 신호로(또는 그 반대이어도 된다) 신호 레벨이 변화하기 때문에, 이 신호 레벨의 변화에 의하여 어느 일정 이상 크기의 음의 방향의 외부 자계가 작용하고 있는 것을 검지할 수 있다.
또한 상기 음의 방향의 외부 자계(-H)의 크기가 어느 일정값보다도 작을 때는, 상기 컴퍼레이터(38)에서는, 높은 레벨 신호를 생성하기 때문에, 외부 자계가 작용하고 있지 않은 경우와 변화가 없다.
그리고 상기 제 1 외부 출력단자(40) 또는 상기 제 2 외부 출력단자(41)로부터 출력된 검출신호를, 도시 생략한 기기측의 처리회로 등으로, 예를 들면 뒤에서 설명하는 폴더형 휴대전화의 개폐 검지 신호로서 사용한다.
다음에 본 실시형태의 자기검출장치(20)의 단면형상에 대하여 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 자기검출장치(20)는, 예를 들면 규소(Si)로 형성된 기판(70) 상에, 도시 생략한 실리카(SiO2)의 밑바탕막이 일정한 두께로 형성된다.
상기 밑바탕막 상에, 집적회로(22)를 구성하는 차동 증폭기나 컴퍼레이터 등의 능동소자(71∼74)나 저항기(75, 76) 및 배선층(신호 라인)(77) 등이 형성되어 있다. 상기 배선층(77)은, 예를 들면, 알루미늄(Al)으로 형성된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 기판(70) 위 및 집적회로(22) 위는, 레지스트층 등으로 이루어지는 절연층(78)으로 덮여져 있다. 상기 절연층(78)에는, 상기 배선층(77) 상의 일부에 구멍부(78b)가 형성되고, 상기 구멍부(78b)로부터 상기 배선층(78)의 상면이 노출되어 있다.
상기 절연층(78)의 표면(78a)은 평탄화면으로 형성되고, 평탄화된 상기 절연층(78)의 표면(78a)에, 제 1 자기저항효과 소자(23), 제 2 자기저항효과 소자(27), 각 고정저항소자(24, 28, 31, 32)가 도 5에 나타내는 미언더 형상으로 형성되어 있다. 이것에 의하여, 각 소자의 소자 저항을 증대시켜 소비 전류를 저감할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 각 소자의 양쪽 끝부에는, 전극(23a, 23b, 24a, 24b, 27a, 27b, 28a, 28b, 32a, 32b, 33a, 33b)이 형성되어, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)의 전극(23b)과 상기 고정저항소자(24)의 전극(24b) 사이가 제 1 출력 인출부(25)에 의하여 접속되고, 상기 제 1 출력 인출부(25)가 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 배선층(77) 상에 전기적으로 접속되어 있다. 마찬가지로, 제 2 자기저항효과 소자(27)의 전극(27b)과 고정저항소자(28)의 전극(28b) 사이가 제 2 출력 인출부(29)에 의하여 접속되고, 상기 제 2 출력 인출부(29)가 도시 생략한 배선층에 전기적으로 접속되며, 고정저항소자(32)의 전극(32b)과 고정저항소자(31)의 전극(31b) 사이가 제 3 출력 인출부(33)에 의하여 접속되고, 상기 제 3 출력 인출부(33)가 도시 생략한 배선층에 전기적으로 접속되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 소자 위, 전극 위 및 출력 인출부 위는, 예를 들면 알루미나는 실리카로 형성된 절연층(80)으로 덮여져 있다. 그리고 상기 자기검출장치(20)는 몰드 수지(81)에 의하여 패키지화된다.
본 실시형태의 자기검출장치(20)의 특징적 부분에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 자기검출장치(20)는, 양의 방향의 외부 자계(+H)를 검출하기 위한 제 1 브릿지 회로(BC3)와 음의 방향의 외부 자계(-H)를 검출하기 위한 제 2 브릿지 회로(BC4)를 가지는 쌍극 검출 대응의 자기센서이다.
본 실시형태에서는, 고정저항소자(31, 32)가 직렬 접속된 제 3 직렬 회 로(34)의 중간점 전위를 상기 제 1 브릿지 회로(BC3)와, 상기 제 2 브릿지 회로(BC4)의 기준전위로서 공통화하고, 또한, 상기 제 1 브릿지 회로(BC3)를 구성하는 제 1 직렬 회로(26)의 제 1 출력 인출부(25)와 차동 증폭기(35) 사이의 접속, 및 상기 제 2 브릿지 회로(BC4)를 구성하는 제 2 직렬 회로(30)의 제 2 출력 인출부(29)와 차동 증폭기(35) 사이의 접속을 교대로 전환하는 제 1 스위치 회로(36)를 집적회로(22) 내에 설치하고 있다.
본 실시형태의 자기검출장치(20)는, 상기한 바와 같이, 쌍극 검출 대응의 자기검출장치(20)이나, 제 3 직렬 회로(34)를 상기 제 1 브릿지 회로(BC3)와, 상기 제 2 브릿지 회로(BC4)의 양쪽에서 공통 회로로서 사용함으로써, 종래, 자기저항효과 소자를 사용한 쌍극 검출 대응형 센서에서는, 소자수가 모두 적어도 8개 필요하였던 것을 본 실시형태에서는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이 모두 6개로 구성할 수 있어, 소자수를 줄이는 것이 가능하다.
소자수를 줄인 것의 장점으로서는, 제조 효율의 향상 이외에, 도 5, 도 6에서 나타내는 바와 같이, 한정된 소자 형성 영역 내에, 각 소자를 크게 형성할 수 있는 것을 들 수 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이 각 소자는 소자 저항을 크게 하기 위하여 미언더 형상으로 형성되나, 이때 각 소자를 종래보다 넓은 면적으로 형성할 수 있기 때문에, 각 소자의 소자 길이를 종래보다도 길게 할 수 있어 소자 저항을 적절하게 향상시킬 수 있다.
또한 본 실시형태에서는 제 3 직렬 회로(34)를 제 1 브릿지 회로(BC3) 및 제 2 브릿지 회로(BC4)의 공통 회로로 함으로써, 하나의 차동 증폭기(35)에 다이렉트 로 상기 제 3 직렬 회로(34)의 제 3 출력 인출부(33)를 접속하고, 다음에는, 제 1 스위치 회로(36)에 의하여, 제 1 직렬 회로(26)의 제 1 출력 인출부(25)와 차동 증폭기(35) 사이의 접속, 및 제 2 직렬 회로(30)의 제 2 출력 인출부(29)와 차동 증폭기(35) 사이의 접속을 전환하는 회로 구성으로 하면, 하나의 차동 증폭기(35)를 설치하는 것만으로, 제 1 브릿지 회로(BC3)와 차동 증폭기(35)가 접속된 양의 방향의 외부 자계 검출상태(도 1)와, 제 2 브릿지 회로(BC4)와 차동 증폭기(35)가 접속된 음의 방향의 외부 자계 검출상태(도 2)와의 2 검출상태를 교대로 얻을 수 있고, 간단한 회로 구성으로 적절하게, 제 1 브릿지 회로(BC3) 및 제 2 브릿지 회로(BC4)의 양쪽으로부터 상기 차동 증폭기(35)에서 차동 전위를 얻을 수 있다.
또 본 실시형태에서는 컴퍼레이터(38)도 하나로 족하여 신호 라인의 수도 줄일 수 있고, 따라서 회로 구성을 간단하게 할 수 있고, 아울러 회로를 작게 형성할 수 있다.
이상에 따라 본 실시형태에 의하면 쌍극 대응형 센서에서, 종래보다도, 소자수를 줄일 수 있음과 동시에 회로 구성을 간단하게 할 수 있다.
또 본 실시형태에서는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 차동 증폭기(35)와, 2개의 외부 출력단자(40, 41) 사이의 접속을 전환하는 제 2 스위치 회로(43)가 설치되고, 상기 제 1 스위치 회로(36)에 의하여, 제 1 브릿지 회로(BC3)의 제 1 출력 인출부(25)와 상기 차동 증폭기(35)가 접속되어 있을 때, 상기 제 2 스위치 회로(43)에서는, 상기 차동 증폭기(35)와 상기 제 1 외부 출력단자(40) 사이를 접속하고, 상기 제 1 스위치 회로(36)에 의하여, 제 2 브릿지 회로(BC4)의 제 2 출력 인출부(29)와 상기 차동 증폭기(35)가 접속되어 있을 때, 상기 제 2 스위치 회로(43)에서는, 상기 차동 증폭기(35)와 상기 제 2 외부 출력단자(41)를 접속하고 있다.
이와 같이 본 실시형태에서는 2개의 외부 출력단자(40, 41)가 설치되어, 상기 제 1 스위치 회로(36)와 상기 제 2 스위치 회로(43)를 연동시킴으로써, 상기 제 1 외부 출력단자(40)로부터는 양의 방향의 외부 자계(+H)의 검출신호을 얻을 수 있고, 상기 제 2 외부 출력단자(41)로부터는 음의 방향의 외부 자계(-H)의 검출신호를 얻을 수 있다. 이와 같이 2 출력으로 함으로써 어느 쪽의 출력단자부터의 검출신호인지에 의하여, 외부 자계의 방향도 검지하는 것이 가능하게 되어 있다.
또 본 실시형태에서는, 어스단자(42)와 제 1 직렬 회로(26) 사이의 접속, 및 상기 어스단자(42)와 상기 제 2 직렬 회로(30) 사이의 접속을 전환하는 제 3 스위치 회로(48)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 제 1 스위치 회로(36)에 의하여 상기 제 1 브릿지 회로(BC3)와 상기 차동 증폭기(35)부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 3 스위치 회로(48)에 의하여 상기 제 1 직렬 회로(26)와 상기 어스단자(42) 사이가 접속되고, 상기 제 1 스위치 회로(36)에 의하여 상기 제 2 브릿지 회로(BC4)와 상기 차동 증폭기(35) 사이가 접속되었을 때, 상기 제 3 스위치 회로(48)에 의하여 상기 제 2 직렬 회로(30)와 상기 어스단자(42) 사이가 접속된다. 이것에 의하여, 상기 제 1 브릿지 회로(BC3)와 상기 차동 증폭기(35)부 사이가 접속되었을 때, 제 2 직렬 회로(30)에 전류는 흐르지 않고, 또 상기 제 2 브릿지 회로(BC4)와 상기 차동 증폭기(35)부 사 이가 접속되었을 때, 제 1 직렬 회로(26)에 전류는 흐르지 않기 때문에, 소비 전류의 저감을 도모할 수 있고, 또 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
상기 제 3 스위치 회로(48)는, 입력단자(39)와 제 1 직렬 회로(26) 사이, 및 입력단자(39)와 제 2 직렬 회로(30) 사이에 상기 어스단자(42)측과 함께, 또는 상기 어스단자(42)측 대신 설치되어 있어도 된다.
본 실시형태에 의한 쌍극 검출 대응형의 자기검출장치(20)는, 예를 들면 폴더형 휴대전화의 개폐 검지에 사용할 수 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이 폴더형 휴대전화(90)는, 제 1 부재(91)와 제 2 부재(92)를 가지고 구성된다. 상기 제 1 부재(91)는 화면 표시측이고, 상기 제 2 부재(92)는 조작체측이다. 상기 제 1 부재(91)의 상기 제 2 부재(92)와의 대향면에는 액정 디스플레이나 리시버 등이 설치되어 있다. 상기 제 2 부재(92)의 상기 제 1 부재(91)와의 대향면에는, 각종 버튼 및 마이크 등이 설치되어 있다. 도 9는 폴더형 휴대전화(90)를 닫은 상태이고, 도 9에 나타내는 바와 같이 상기 제 1 부재(91)에는 자석(94)이 내장되고, 상기 제 2 부재(92)에는 본 실시형태의 자기검출장치(20)가 내장되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이 닫힌 상태에서, 상기 자석(94)과 자기검출장치(20)는 서로 대향한 위치에 배치되어 있다. 또는 상기 자기검출장치(20)는 상기 자석(94)과의 대향 위치보다도, 외부 자계의 진입방향과 평행한 방향으로 어긋난 위치에 배치되어도 된다.
도 9에서는, 상기 자석(94)으로부터 방출된 양의 방향의 외부 자계(+H)가, 상기 자기검출장치(20)에 전달되고, 상기 자기검출장치(20)에서는 상기 외부 자 계(+H)를 검출하고, 이것에 의하여, 폴더형 휴대전화(90)는 닫힌 상태로 있음이 검출된다.
한편, 도 10과 같이 폴더형 휴대전화(90)를 열면, 상기 제 1 부재(91)가 상기 제 2 부재(92)로부터 떨어짐에 따라, 서서히 상기 자기검출장치(20)에 전달되는 외부 자계(+H)의 크기는 작아져 가고, 결국 상기 자기검출장치(20)에 전달되는 외부 자계(+H)는 제로가 된다. 상기 자기검출장치(20)에 전달되는 외부 자계(+H)의 크기가 어느 소정의 크기 이하가 된 경우에, 상기 폴더형 휴대전화(90)가 열린 상태에 있음이 검출되고, 예를 들면, 상기 휴대전화(90) 내에 내장되는 제어부에서, 액정 디스플레이나 조작 버튼의 뒤쪽에 있는 백라이트가 빛나도록 제어되고 있다.
본 실시형태의 자기검출장치(20)는, 쌍극 대응형 센서이다. 즉, 도 9에서는, 자석(94)의 N극은 도면 왼쪽에 S극은 도면 오른쪽에 위치하지만, 도 11에 나타내는 바와 같이 극성을 반대로 한 경우(N극이 도면 오른쪽, S극이 도면 왼쪽), 상기 자기검출장치(20)에 미치게 되는 외부 자계(-H)의 방향(이하, 음의 방향이라 한다)은, 도 1의 외부 자계(+H)의 방향과 반전한다. 본 실시형태에서는, 이러한 경우에도, 도 11과 같이 폴더형 휴대전화(90)를 닫은 상태에서 도 12와 같이 상기 휴대전화(90)를 열었을 때, 연 것이 적절하게 검지되도록 되어 있다.
따라서, 외부 자계의 극성에 관계없이 자석(94)을 배치할 수 있기 때문에, 상기 자석(94)의 배치에 규제가 없어지고, 조립이 용이하게 된다.
상기한 개폐 검지 방법에서는, 외부 자계의 방향까지 인지할 수 없어도, 쌍극에서 외부 자계의 변화만을 검지할 수 있으면 되기 때문에, 예를 들면 도 1, 도 2에 나타내는 외부 출력단자(40, 41)는 어느 하나이어도 된다.
즉, 예를 들면 도 1, 도 2에 나타내는 제 2 스위치 회로(43)를 없애고, 컴퍼레이터(38)로부터 래치회로(46), FET 회로(54)를 지나 외부 출력단자(40)에 이르는 하나의 신호 라인을 형성하면, 상기 외부 출력단자(40)로부터는, 양의 방향의 외부 자계(+H) 검지신호, 음의 방향의 외부 자계(-H) 검지신호의 양쪽의 신호를 얻을 수 있다. 이때, 양쪽의 검지신호는 예를 들면 상기한 바와 같이 낮은 레벨 신호이기 때문에, 어느 쪽의 외부 자계 검지신호인지까지 판별할 수 없게 되나, 개폐 검지에서는, 외부 자계의 방향까지 인지할 수 없어도 될 요구가 있고, 따라서, 외부출력 단자를 하나만으로 하여, 회로 구성을 더욱 간단하게 하여도 된다.
또는, 이하에 설명하는 바와 같이, 턴 오버 타입의 폴더형 휴대전화(100)와 같이, 외부 자계의 방향에 의하여 다른 기능을 기동시키는 경우는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이 외부 출력단자(40, 41)를 2개 설치하여, 외부 자계의 방향까지 검지할 수 있도록 한 편이 좋다.
도 13과 같이 폴더형 휴대전화(100)를 열면, 도 10, 도 12에서 설명한 바와 같이, 자기검출장치(20)에 미치게 되는 외부 자계의 강도 변화에 의하여, 휴대전화(100)가 열린 것이 검지된다. 도 13에서의 자석(101)의 배치는 도 15에 나타내는 평면도로 나타내는 바와 같고, 상기 휴대전화(100)의 제 1 부재(102)를, 회전축을 중심으로 하여 180도 회전시키고, 도 13의 상태에서, 상기 제 1 부재(102)의 내면이었던 화면 표시면(102a)을, 도 14, 도 16에 나타내는 바와 같이, 외면을 향한다. 이때 도 16에 나타내는 바와 같이 자석(101)의 방향은, 도 15의 배치상태에서 반전 한다. 예를 들면, 제 1 부재(102)를 턴 오버시킴으로써 카메라 기능을 기동시키는 경우에는, 자기검출장치(20)는, 도 13과 같이 휴대전화(100)를 열거나 닫거나 한 것을 검지하는 개폐 검지 기능 이외에, 자석(101)의 방향이 반전한 것을 검지할 수 있어야 하나, 본 실시형태의 자기검출장치(20)에서는, 도 1, 도 2에 나타내는 회로 구성에 의하여, 양의 방향의 외부 자계(+H) 검지신호인지, 음의 방향의 외부 자계(-H) 검지신호인지를 2개의 외부 출력단자(40, 41)를 갖게 함으로써 검지 가능하게 하고 있다.
본 실시형태에서의 센서부(21)의 소자 구성은 일례이고, 이것에 한정되어야 하는 것은 아니다. 본 실시형태에서는, 제 1 브릿지 회로(BC3)에서 양의 방향의 외부 자계(+H)를 검지하고, 제 2 브릿지 회로(BC4)에서 음의 방향의 외부 자계(-H)를 검지하지만, 이와 같이 양의 방향 및 음의 방향의 외부 자계를 2개의 브릿지 회로(BC3, BC4)에서 검지함과 동시에, 각 브릿지 회로에 공유하는 직렬 회로가 존재하면 된다. 예를 들면, 본 실시형태에서의 센서부(21)의 소자 구성에서는, 제 1 브릿지 회로(BC3)와 제 2 브릿지 회로(BC4)에서 공유한 제 5, 제 6 저항소자(31, 34)는 외부 자계에 대하여 저항 변화하지 않는 고정저항이고, 제 3 출력 인출부(33)에서의 고정전위를 기준으로 하여, 제 1 브릿지 회로(BC3)의 차동 전위, 및 제 2 브릿지 회로(BC4)의 차동 전위가 생기기 때문에, 상기 차동 전위는, 도 17의 종래의 센서 구성에 비하여 작아진다.
따라서, 종래의 센서 구성의 경우에서의 차동 전위와 동등한 차동 전위를 얻기 위하여, 도 1, 도 2에 나타내는 상기 제 5 저항소자(31)를, 제 1 직렬 회로(26) 에 배치되어 있는 제 1 자기저항효과 소자(23)와 동일한 자기저항효과 소자로 형성하고, 또, 상기 제 6 저항소자(32)를, 제 2 직렬 회로(30)에 배치되어 있는 제 2 자기저항효과 소자(27)와 같은 자기저항효과 소자로 형성하여도 된다.
또는, 도 1, 도 2에 나타내는 제 1 직렬 회로(26)에 접속된 제 2 저항소자(24) 및, 제 2 직렬 회로(30)에 접속된 제 4 저항소자(28)는, 외부 자계에 대하여 저항 변화하지 않는 고정저항이었으나, 예를 들면, 제 2 저항소자(24)를, 양의 방향의 외부 자계(+H)에 대하여 전기 저항이 변화하지만, 외부 자계의 자계 강도 변화에 대한 저항값의 증감이, 상기 제 1 자기저항효과 소자(23)와는 반대 경향을 나타내는 자기저항효과 소자로 형성하고, 또, 제 4 저항소자(28)를, 음의 방향의 외부 자계(-H)에 대하여 전기 저항이 변화하지만, 외부 자계의 자계 강도 변화에 대한 저항값의 증감이, 상기 제 2 자기저항효과 소자(27)와는 반대 경향을 나타내는 자기저항효과 소자로 형성하면, 차동 전위를 크게 할 수 있고 검출 감도를 양호하게 할 수 있어 적합하다.
도 1, 도 2에 나타내는 실시형태에서는, 제 1 직렬 회로(26)와 제 3 직렬 회로(34)로 구성되는 제 1 브릿지 회로(BC3) 및 제 2 직렬 회로(30) 및 제 3 직렬 회로(34)로 구성되는 제 2 브릿지 회로(BC4)에서는, 제로의 외부 자계(무자장 상태)를 기준으로 하여 양의 방향, 및 음의 방향으로 서서히 커지면, 차동 전위의 증감 경향은, 양의 방향의 외부 자계가 작용할 때와, 음의 방향의 외부 자계가 작용할 때로 같아진다. 이와 같이 차동 전위의 증감 경향을 같게 함으로써, 상기 컴퍼레이터(38)의 슈미트 트리거 입력값을 양의 방향의 외부 자계가 작용할 때와, 음의 방 향의 외부 자계가 작용할 때로 적절하게 변경할 필요가 없어, 제어가 편하고, 또 하나의 컴퍼레이터(38)를 사용하면 충분하다.
또 본 실시형태에서는, 제 1 접속 전환부, 제 2 접속 전환부, 및 제 3 접속 전환부로서 스위치 회로(36, 43, 48)를 제시하였으나, 스위치 회로에 한정되지 않는다. 스위치기능을 가지는 능동소자 등이어도 된다.
또 자기저항효과 소자에 바이어스 자계를 부여할지의 여부는 임의이다. 상기 자기저항효과 소자를 구성하는 프리 자성층에 바이어스 자계를 공급하지 않아도 되나, 상기 바이어스 자계를 공급하는 경우에는, 예를 들면 고정 자성층과 프리 자성층의 자화를 무자장 상태에서 직교하는 관계로 제어한다.
또 본 실시형태의 자기검출장치(20)는, 폴더형 휴대전화의 개폐 검지 이외에 게임기 등의 휴대식 전자기기의 개폐 검지 등에 사용되어도 된다. 본 형태는, 상기 개폐 검지 이외에도, 쌍극 검출 대응의 자기검출장치(20)가 필요한 용도로 사용할 수 있다.
Claims (6)
- 제 1 직렬 회로와, 제 2 직렬 회로와, 제 3 직렬 회로를 가지고,상기 제 1 직렬 회로를 구성하는 복수의 저항소자에는, 적어도 어느 하나에, (+H) 방향의 외부 자계에 대하여 전기 저항이 변화하고, 상기 (+H) 방향과는 반대방향의 (-H) 방향의 외부 자계에 대하여 전기 저항이 변화하지 않는 자기저항효과를 이용한 제 1 자기저항효과 소자가 포함되고,상기 제 2 직렬 회로를 구성하는 복수의 저항소자에는, 적어도 어느 하나에, 상기 (-H) 방향의 외부 자계에 대하여 전기 저항이 변화하고, 상기 (+H) 방향의 외부 자계에 대하여 전기 저항이 변화하지 않는 자기저항효과를 이용한 제 2 자기저항효과 소자가 포함되며,상기 제 3 직렬 회로를 구성하는 복수의 저항소자는, 상기 제 1 직렬 회로를 구성하는 저항소자 및 상기 제 2 직렬 회로를 구성하는 저항소자의 각각과 브릿지 접속되는 공통의 저항소자이고,상기 제 1 직렬 회로의 제 1 출력 인출부와 상기 제 2 직렬 회로의 제 2 출력 인출부는 한쪽씩, 제 1 접속 전환부를 거쳐 공통의 차동 출력부에 상기 제 3 직렬 회로의 제 3 출력 인출부와 함께 접속 가능하게 되어 있고,상기 제 1 접속 전환부에서, 상기 제 1 출력 인출부와 상기 차동 출력부가 접속되었을 때, 상기 제 1 직렬 회로와 상기 제 3 직렬 회로가 병렬 접속하여 이루어지는, 상기 (+H) 방향의 외부 자계 검출용의 제 1 브릿지 회로가 상기 차동 출력부에 접속된 상태로 전환되고, 상기 제 1 접속 전환부에서, 상기 제 2 출력 인출부와 상기 차동 출력부가 접속되었을 때, 상기 제 2 직렬 회로와 상기 제 3 직렬 회로가 병렬 접속하여 이루어지는, 상기 (-H) 방향의 외부 자계 검출용의 제 2 브릿지 회로가 상기 차동 출력부에 접속된 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 쌍극 대응형 자기검출장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 직렬 회로는, 제 1 저항소자와, 제 2 저항소자가 상기 제 1 출력 인출부를 거쳐 직렬 접속되고, 상기 제 1 저항소자가 상기 제 1 자기저항효과 소자로 형성되고,상기 제 2 직렬 회로는, 제 3 저항소자와, 제 4 저항소자가 상기 제 2 출력 인출부를 거쳐, 직렬 접속되어 이루어지고, 상기 제 3 저항소자가 상기 제 2 자기저항효과 소자로 형성되며,상기 제 3 직렬 회로는, 제 5 저항소자와 제 6 저항소자가 상기 제 3 출력 인출부를 거쳐, 직렬 접속되고,상기 제 1 저항소자와, 상기 제 6 저항소자가 병렬 접속됨과 동시에, 상기 제 2 저항소자와 상기 제 5 저항소자가 병렬 접속되어, 상기 제 1 브릿지 회로가 구성되고,상기 제 3 저항소자와, 상기 제 5 저항소자가 병렬 접속됨과 동시에, 상기 제 4 저항소자와 상기 제 6 저항소자가 병렬 접속되어, 상기 제 2 브릿지 회로가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 쌍극 대응형 자기검출장치.
- 제 1항에 있어서,제 1 외부 출력단자와, 제 2 외부 출력단자와, 상기 차동 출력부와 상기 제 1 외부 출력단자 사이의 접속, 및 상기 차동 출력부와 상기 제 2 외부 출력단자 사이의 접속을 전환하는 제 2 접속 전환부를 구비하고,상기 제 1 접속 전환부에 의하여 상기 제 1 출력 인출부와 상기 차동 출력부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 2 접속 전환부에 의하여 상기 차동 출력부와 상기 제 1 외부 출력단자 사이가 접속되고, 상기 제 1 접속 전환부에 의하여 상기 제 2 출력 인출부와 상기 차동 출력부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 2 접속 전환부에 의하여 상기 차동 출력부와 상기 제 2 외부 출력단자 사이가 접속되며,(+H) 방향의 외부 자계가 작용하였을 때, 상기 제 1 자기저항효과 소자의 전기 저항값의 변화에 의거하여, 상기 제 1 외부 출력단자로부터 (+H)의 검출신호가 출력되고, (-H) 방향의 외부자계가 작용하였을 때, 상기 제 2 자기저항효과 소자의 전기 저항값의 변화에 의거하여, 상기 제 2 외부 출력단자로부터 (-H)의 검출신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 쌍극 대응형 자기검출장치.
- 제 1항에 있어서,입력단자 및 어스단자의 적어도 어느 한쪽의 단자와 상기 제 1 직렬 회로 사이의 접속 및 상기 한쪽의 단자와 상기 제 2 직렬 회로 사이의 접속을 전환하는 제 3 접속 전환부를 구비하고,상기 제 1 접속 전환부에 의하여 상기 제 1 출력 인출부와 상기 차동 출력부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 3 접속 전환부에 의하여 상기 제 1 직렬 회로와 상기 한쪽의 단자 사이가 접속되고, 상기 제 1 접속 전환부에 의하여 상기 제 2 출력 인출부와 상기 차동 출력부 사이가 접속되었을 때, 상기 제 3 접속 전환부에 의하여 상기 제 2 직렬 회로와 상기 한쪽의 단자 사이가 접속되는 것을 특징으로 하는 쌍극 대응형 자기검출장치.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 자기저항효과 소자의 고정 자성층과 프리 자성층 사이에 작용하는 제 1 층간 결합자계(Hin1)는, R-H 곡선 상에서 (+H)의 외부자계방향으로 시프트하고 있고, 상기 제 2 자기저항효과 소자의 고정 자성층과 프리 자성층 사이에 작용하는 제 2 층간 결합자계(Hin2)는, R-H 곡선상에서 (-H)의 외부자계방향으로 시프트하고 있는 것을 특징으로 하는 쌍극 대응형 자기검출장치.
- 제 5항에 있어서,상기 제 1 자기저항효과 소자 및 제 2 자기저항효과 소자의 고정 자성층은 모두 동일한 방향으로, (+H) 방향 또는 (-H) 방향 중 어느 한쪽 방향으로 자화 고정되어 있고, 상기 제 1 자기저항효과 소자의 프리 자성층의 자화방향은, 무자장 상태에서, (-H) 방향을 향하고 있고, 상기 제 2 자기저항효과 소자의 프리 자성층의 자화방향은, 무자장 상태에서, (+H) 방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 쌍극 대응형 자기검출장치.
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20110303 Patent event code: PR07011E01D |
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| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20140227 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150227 Year of fee payment: 5 |
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| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20150227 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151230 Year of fee payment: 6 |
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Payment date: 20151230 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
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Payment date: 20161229 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
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Payment date: 20180223 Year of fee payment: 8 |
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| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20180223 Start annual number: 8 End annual number: 8 |