JPH0249032B2 - - Google Patents
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- JPH0249032B2 JPH0249032B2 JP57176771A JP17677182A JPH0249032B2 JP H0249032 B2 JPH0249032 B2 JP H0249032B2 JP 57176771 A JP57176771 A JP 57176771A JP 17677182 A JP17677182 A JP 17677182A JP H0249032 B2 JPH0249032 B2 JP H0249032B2
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- voltage detection
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ホール素子の内部にトランジスタ
を設置してホール電圧の検出を可能にしたホール
素子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a Hall element in which a transistor is installed inside the Hall element to enable detection of Hall voltage.
従来、ホール素子では、半導体基板のエピタキ
シヤル層に形成されたオーミツクコンタクトによ
つてホール電圧を検出している。このようなホー
ル素子では、ホール電圧検出のために設置された
オーミツクコンタクトは、検出精度を高め、ホー
ル電流の電流分布を乱さないように、形状を小さ
くする等、その大きさ等に相当な精度が要求され
るが、十分な精度が得られない場合には、ホール
電流の電流分布を乱し、ホール電圧が低下し、十
分なゲインが得られない欠点がある。 Conventionally, in a Hall element, a Hall voltage is detected using an ohmic contact formed in an epitaxial layer of a semiconductor substrate. In such a Hall element, the ohmic contact installed for Hall voltage detection has a shape corresponding to its size, such as a small shape, in order to improve detection accuracy and not disturb the current distribution of Hall current. Accuracy is required, but if sufficient accuracy cannot be obtained, the current distribution of the Hall current is disturbed, the Hall voltage decreases, and there is a drawback that sufficient gain cannot be obtained.
そこで、この発明は、ホール素子のホール電圧
の検出領域にトランジスタを設置し、ホール電流
を乱すことなく、ホール電圧の取出しを高効率で
行えるようにしたホール素子の提供を目的とす
る。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a Hall element in which a transistor is installed in a Hall voltage detection region of the Hall element, and the Hall voltage can be extracted with high efficiency without disturbing the Hall current.
即ち、この発明のホール素子は、分離領域６で
区画された半導体領域（エピタキシヤル層４）に
ホール電流を流す拡散領域８，１０を一定の間隔
を置いて形成するとともに、前記半導体領域に流
れる前記ホール電流の流れ方向と直交方向にホー
ル電圧を検出する一対のホール電圧検出部１６，
１８が設定されたホール素子において、前記ホー
ル電圧検出部の前記半導体領域をベースに設定
し、かつ、前記ホール電圧検出部のそれぞれにエ
ミツタ２４，３２及びコレクタ２６，３４を形成
して成る一対のトランジスタ２０，２２を設置
し、前記エミツタ間を共通に接続して前記トラン
ジスタで差動増幅器４２を構成し、該差動増幅器
で前記ホール電圧検出部に発生した前記ホール電
圧を増幅して取り出すようにしたものである。 That is, in the Hall element of the present invention, diffusion regions 8 and 10 are formed at regular intervals to allow a Hall current to flow in the semiconductor region (epitaxial layer 4) divided by the isolation region 6, and the a pair of Hall voltage detection units 16 that detect Hall voltage in a direction perpendicular to the flow direction of the Hall current;
18, the semiconductor region of the Hall voltage detection section is set as a base, and emitters 24, 32 and collectors 26, 34 are formed in each of the Hall voltage detection sections. Transistors 20 and 22 are installed, and the emitters are connected in common, and the transistors constitute a differential amplifier 42, and the Hall voltage generated in the Hall voltage detection section is amplified and extracted by the differential amplifier. This is what I did.
以下、この発明を図面に示した実施例を参照し
て詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
第１図ないし第３図は、この発明のホール素子
の実施例を示し、第１図はその平面形状、第２図
は第１図の−線断面、第３図はホール電圧検
出回路を示す。 1 to 3 show an embodiment of the Hall element of the present invention, FIG. 1 shows its planar shape, FIG. 2 shows a cross-section taken along the - line in FIG. 1, and FIG. 3 shows a Hall voltage detection circuit. .
第１図及び第２図に示すように、Ｐ型半導体で
形成された半導体基板２の表面層には半導体領域
としてのエピタキシヤル層４が形成され、このエ
ピタキシヤル層４は、P+型の拡散を半導体基板
２に直交方向に行つて形成された分離領域６で区
画され、半導体基板２上に形成されるエピタキシ
ヤル層４の他の領域と分離されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, an epitaxial layer 4 as a semiconductor region is formed on the surface layer of a semiconductor substrate 2 made of a P type semiconductor, and this epitaxial layer 4 is made of a P + type semiconductor. It is divided by an isolation region 6 formed by performing diffusion in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 2, and is separated from other regions of the epitaxial layer 4 formed on the semiconductor substrate 2.
このように区画されたエピタキシヤル層４の長
手方向の縁部には、ホール電流供給用の拡散領域
８，１０が一定の間隔を置いて形成され、各拡散
領域８，１０には電極１２，１４が個別に形成さ
れ、また、エピタキシヤル層４の幅方向の縁部に
は、ホール電圧の検出領域としてホール電圧検出
部１６，１８が設定されている。各ホール電圧検
出部１６，１８には、その領域のエピタキシヤル
層４をベースとしたホール電圧を検出するトラン
ジスタ２０，２２がそれぞれ形成されている。即
ち、ホール電圧検出部１６には、ベースとなるエ
ピタキシヤル層４を挟んで一定の間隔でＰ型拡散
によりエミツタ２４及びコレクタ２６が形成さ
れ、同様に、ホール電圧検出部１８にも、エミツ
タ３２及びコレクタ３４が形成されている。した
がつて、トランジスタ２０，２２は、エピタキシ
ヤル層４をベースとするラテラル型のトランジス
タを構成している。そして、エミツタ２４，３２
には、エミツタ電極２８，３６、また、コレクタ
２６，３４には、コレクタ電極３０，３８が形成
されている。なお、４０は酸化膜である。 Diffusion regions 8 and 10 for supplying hole current are formed at regular intervals on the longitudinal edges of the epitaxial layer 4 partitioned in this way, and each diffusion region 8 and 10 has an electrode 12 and 14 are formed individually, and Hall voltage detection sections 16 and 18 are set at the edges of the epitaxial layer 4 in the width direction as detection regions for the Hall voltage. In each Hall voltage detection section 16, 18, a transistor 20, 22 is formed, respectively, to detect a Hall voltage based on the epitaxial layer 4 in that region. That is, in the Hall voltage detection section 16, an emitter 24 and a collector 26 are formed by P-type diffusion at regular intervals with the epitaxial layer 4 serving as a base in between, and similarly, in the Hall voltage detection section 18, an emitter 32 is formed. and a collector 34 are formed. Therefore, the transistors 20 and 22 constitute lateral type transistors having the epitaxial layer 4 as a base. And Emitsuta 24, 32
Emitter electrodes 28 and 36 are formed on the sides, and collector electrodes 30 and 38 are formed on the collectors 26 and 34, respectively. Note that 40 is an oxide film.
そして、各ホール電圧検出部１６，１８に形成
された各トランジスタ２０，２２は、第３図に示
すように、ホール電圧検出回路として差動増幅器
４２を構成している。即ち、エミツタ電極２８，
３６は共通に接続され、各エミツタ電極２８，３
６には抵抗４４が接続されているとともに、電源
端子４６を通して電源電圧Vccが加えられ、また、
各コレクタ電極３０，３８は、抵抗４８，５０を
介して配置されている。 The transistors 20 and 22 formed in each of the Hall voltage detection sections 16 and 18 constitute a differential amplifier 42 as a Hall voltage detection circuit, as shown in FIG. That is, the emitter electrode 28,
36 are commonly connected, and each emitter electrode 28, 3
A resistor 44 is connected to 6, and a power supply voltage Vcc is applied through a power supply terminal 46, and
Each collector electrode 30, 38 is arranged via a resistor 48, 50.
このように構成すると、電極１２，１４を通し
て拡散領域８，１０の間にホール電流を流すとと
もに、このホール電流に直交方向、即ち、エピタ
キシヤル層４の垂直方向に磁界を鎖交させれば、
ホール電圧検出部１６，１８間には磁界に応じた
ホール電圧が発生する。 With this configuration, if a hole current is caused to flow between the diffusion regions 8 and 10 through the electrodes 12 and 14, and a magnetic field is linked to the hole current in a direction perpendicular to it, that is, in a direction perpendicular to the epitaxial layer 4,
A Hall voltage is generated between the Hall voltage detection sections 16 and 18 according to the magnetic field.
このホール電圧は、ホール電圧検出部１６，１
８に形成されているトランジスタ２０，２２のベ
ース間に生じることになる。トランジスタ２０，
２２は直列に接続されて差動増幅器４２が構成さ
れているので、トランジスタ２０，２２のベース
間にホール電圧が加わると、各ベース入力電圧が
ホール電圧によつて相対的に変化することにな
り、この結果、ホール電圧に応じた出力がコレク
タ電極３０，３８から何等外部回路を伴うことな
く、差動増幅器４２によつて差動増幅されて取り
出されることになる。 This Hall voltage is determined by the Hall voltage detection section 16,1
This will occur between the bases of transistors 20 and 22 formed at 8. transistor 20,
22 are connected in series to form a differential amplifier 42, so when a Hall voltage is applied between the bases of transistors 20 and 22, each base input voltage changes relatively depending on the Hall voltage. As a result, an output corresponding to the Hall voltage is differentially amplified and taken out from the collector electrodes 30 and 38 by the differential amplifier 42 without any external circuitry.
このため、このホール素子では、ホール電圧検
出部１６，１８に形成されたトランジスタ２０，
２２を以て差動増幅器４２を形成することによ
り、従来のようなポイントコンタクトを形成する
必要がなく、従来のポイントコンタクトと異なつ
てホール電圧の検出がエミツタ注入による各トラ
ンジスタ２０，２２に対するベースインピーダン
スとなるため、各トランジスタ２０，２２がホー
ル電流の電流分布を乱すことがなく、トランジス
タ２０，２２で検出されたホール電圧は差動増幅
器４２によつて増幅されるので、高効率で取り出
すことができる。特に、ホール素子の内部に設置
されたトランジスタ２０，２２を以て差動増幅器
４２を構成できるので、ホール電圧の検出ととも
に、その増幅を同時に行うことができ、従来のホ
ール素子のように外部に増幅器を伴うことなく十
分な出力ゲインを得ることができ、しかも、回路
構成の簡略化とともに、高出力で省面積型のホー
ル素子を形成することができる。 Therefore, in this Hall element, the transistors 20 and 20 formed in the Hall voltage detection sections 16 and 18,
22 to form the differential amplifier 42, there is no need to form a point contact as in the conventional case, and unlike the conventional point contact, the detection of the Hall voltage becomes the base impedance for each transistor 20, 22 by emitter injection. Therefore, each transistor 20, 22 does not disturb the current distribution of the Hall current, and the Hall voltage detected by the transistors 20, 22 is amplified by the differential amplifier 42, so that it can be extracted with high efficiency. In particular, since the differential amplifier 42 can be constructed using the transistors 20 and 22 installed inside the Hall element, it is possible to detect and amplify the Hall voltage at the same time. A sufficient output gain can be obtained without any interference, and the circuit configuration can be simplified, and a high-output, area-saving Hall element can be formed.
なお、実施例では半導体基板２をＰ型半導体と
する一導電型のものについて説明したが、反対導
電型のホール素子に実施しても同様の効果が期待
できる。 Although the embodiment has been described for one conductivity type in which the semiconductor substrate 2 is a P-type semiconductor, the same effect can be expected even if it is implemented in a Hall element of the opposite conductivity type.
また、ホール電圧検出部には、ホール電圧検出
のために電界効果トランジスタを設置しても同様
の効果が期待できる。 Moreover, the same effect can be expected even if a field effect transistor is installed in the Hall voltage detection section for Hall voltage detection.
以上説明したように、この発明によれば、ホー
ル電圧の検出領域に、その領域を以て形成される
トランジスタを設置し、そのトランジスタで差動
増幅器を構成したので、従来のホール素子のよう
に、ポイントコンタクトのホール電流に影響を与
える等の不都合はなく、ホール電圧を高効率で取
り出すことができ、高利得のホール出力を得るこ
とができる。 As explained above, according to the present invention, a transistor formed by the Hall voltage detection region is installed in the Hall voltage detection region, and a differential amplifier is configured with the transistor. There is no inconvenience such as affecting the Hall current of the contact, the Hall voltage can be extracted with high efficiency, and a Hall output with high gain can be obtained.
第１図はこの発明のホール素子の実施例を示す
平面図、第２図は第１図に示したホール素子の
−線断面図、第３図はホール電圧検出回路を示
す回路図である。
４……エピタキシヤル層（半導体領域）、６…
…分離領域、８，１０……拡散領域、１６，１８
……ホール電圧検出部、２０，２２……トランジ
スタ、２４，３２……エミツタ、２６，３４……
コレクタ、４２……差動増幅器。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the Hall element of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line --, of the Hall element shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a Hall voltage detection circuit. 4...Epitaxial layer (semiconductor region), 6...
... Separation region, 8, 10 ... Diffusion region, 16, 18
... Hall voltage detection section, 20, 22 ... Transistor, 24, 32 ... Emitter, 26, 34 ...
Collector, 42...Differential amplifier.
Claims (1)
流を流す拡散領域を一定の間隔を置いて形成する
とともに、前記半導体領域に流れる前記ホール電
流の流れ方向と直交方向にホール電圧を検出する
一対のホール電圧検出部が設定されたホール素子
において、 前記ホール電圧検出部の前記半導体領域をベー
スに設定し、かつ、前記ホール電圧検出部のそれ
ぞれにエミツタ及びコレクタを形成して成る一対
のトランジスタを設置し、前記エミツタ間を共通
に接続して前記トランジスタで差動増幅器を構成
し、該差動増幅器で前記ホール電圧検出部に発生
した前記ホール電圧を増幅して取り出すようにし
たことを特徴とするホール素子。[Scope of Claims] 1. Diffusion regions for causing a hole current to flow in a semiconductor region divided by separation regions are formed at regular intervals, and a hole voltage is formed in a direction orthogonal to the flow direction of the hole current flowing in the semiconductor region. A Hall element is provided with a pair of Hall voltage detection sections for detecting, the semiconductor region of the Hall voltage detection section is set as a base, and an emitter and a collector are formed in each of the Hall voltage detection sections. A pair of transistors are installed, and the emitters are connected in common to configure a differential amplifier using the transistors, and the Hall voltage generated in the Hall voltage detection section is amplified and extracted by the differential amplifier. A Hall element characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57176771A JPS5966177A (en) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | Hall element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57176771A JPS5966177A (en) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | Hall element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5966177A JPS5966177A (en) | 1984-04-14 |
| JPH0249032B2 true JPH0249032B2 (en) | 1990-10-26 |
Family
ID=16019535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57176771A Granted JPS5966177A (en) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | Hall element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5966177A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60208894A (en) * | 1984-04-03 | 1985-10-21 | カシオ計算機株式会社 | Method of producing flexible substrate |
| DE102016118173A1 (en) * | 2016-09-26 | 2018-03-29 | Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh | TOOLING MACHINE FOR ROBOT-BASED MACHINING OF SURFACES |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS562691A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-12 | Rohm Co Ltd | Hall-effect device |
| JPS57165557A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Floor material |
-
1982
- 1982-10-07 JP JP57176771A patent/JPS5966177A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS562691A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-12 | Rohm Co Ltd | Hall-effect device |
| JPS57165557A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Floor material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5966177A (en) | 1984-04-14 |
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