[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供能够使用二方向驱动的旋转电流法来稳定地确保电磁转换特性的对称性的半导体装置。半导体装置具备设于半导体基板的磁开关。磁开关具备：水平霍尔元件，其包括第一电极对和配置于与第一电极对正交的位置的第二电极对；开关电路，其具有多个开关，能够从四个方向选择霍尔元件的驱动电流方向；SH比较器，其交替地进行对从霍尔元件传输的信号进行采样的第一动作和输出基于基准值与所采样的信号值的比较结果的信号的第二动作；锁存电路，其保持该输出信号并将其作为锁存输出信号而输出；以及控制电路，其基于锁存输出信号而选择第一动作的期间和第二动作的期间内的前述驱动电流方向。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

霍尔元件作为磁传感器能够以非接触方式检验位置或角度，因而用于各种各样的用途。作为霍尔元件的用途的一个示例，有磁开关。磁开关具有例如霍尔元件和包括放大器或比较器的外围电路，霍尔元件和外围电路集成于半导体芯片上而形成。关于磁开关，作为着眼于磁检验方法的分类，已知存在能够检验S极和N极这两极的磁场的两极磁场检验型或能够检验随着时间经过而S极和N极交替地变化的交变磁场的交变磁场检验型。

在交变检验型磁开关或两极检验型磁开关中，重要的是S极侧阈值与N极侧阈值之间的对称性。另一方面，霍尔元件本身以及配设于霍尔元件的后级的放大器和比较器所具有的偏移电压的影响而产生非对称性。

出于在施加零磁场时防止固有噪声和干扰噪声导致的输出信号的抖动的观点，有时候在磁开关设定滞后幅度。滞后幅度由作为S极侧阈值的动作点与作为N极侧阈值的复位点的差分来定义。磁偏移由动作点与复位点的平均值来定义。磁偏移用作表示磁极之间的灵敏度的对称性的尺度，理想上为零。

在动作点或复位点产生偏差的情况下，在交变磁场检验的用途中，输出脉冲信号的占空比或相位的偏差扩大。在主要使用交变检验型磁开关的BL（无刷）DC马达中，输出脉冲信号的占空比或相位的偏差成为转速波动和振动的原因，因而不优选。

另外，在两极检验型磁开关中，在未进行对组合使用的磁铁的极性管理的情况下，导致磁性体检验机构的检验距离偏差，可能产生偏移电压。作为除去偏移电压的方法之一，已知旋转电流法。提出了这样的技术：使用旋转电流法来除去霍尔元件和后级的放大器的偏移电压，并且进而除去起因于比较器的偏移电压而导致的非对称性（例如，参照专利文献1）。

专利文献1所记载的技术是使用所谓的二方向驱动的旋转电流法的技术。关于旋转电流法，除了上述的二方向驱动的旋转电流法之外，还存在四方向驱动的旋转电流法。关于二方向驱动的旋转电流法和四方向驱动的旋转电流法，各有利弊。就处理时间的高速（短时间）化的观点而言，二方向驱动的旋转电流法比四方向驱动的旋转电流法更优异。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-2851号公报。

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，就磁开关中的电磁转换特性的对称性的观点而言，如专利文献1所记载的技术那样的使用现有的二方向驱动的旋转电流法的技术比使用四方向驱动的旋转电流法的技术更差。如果具体地说明，则在使用现有的二方向驱动的旋转电流法的技术中，存在磁开关中的电磁转换特性在S极侧和N极侧未必会线对称的情况。

关于使用现有的二方向驱动的旋转电流法的技术，在霍尔元件的偏移电压的绝对值在电流驱动方向之间不同的情况下，会残留偏移电压。如果残留了偏移电压，则磁开关的电磁转换特性变得不对称。因此，在使用现有的二方向驱动的旋转电流法的技术中，可能发生无法得到对称性良好的电磁转换特性的情况。

本发明鉴于上述的情形，其目的在于提供能够使用二方向驱动的旋转电流法来稳定地确保电磁转换特性的对称性的半导体装置。

【用于解决课题的方案】