JPH02230807A - Hall element detection signal amplifier circuit - Google Patents

Hall element detection signal amplifier circuit

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JPH02230807A
JPH02230807A JP1051761A JP5176189A JPH02230807A JP H02230807 A JPH02230807 A JP H02230807A JP 1051761 A JP1051761 A JP 1051761A JP 5176189 A JP5176189 A JP 5176189A JP H02230807 A JPH02230807 A JP H02230807A
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JP
Japan
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collector
transistor
current
voltage
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP1051761A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Otani
憲司 大谷
Fumihiko Ito
文彦 伊藤
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the driving characteristic of a motor by outputting a current in response to a voltage of a Hall element detection signal inputted to a differential amplifier circuit from the collector of a 3rd transistor(TR). CONSTITUTION:A current I1 flows to a collector of a transistor(TR) Q5 in response to a voltage inputted between bases of TRs Q5, Q6. Let a base-emitter voltage of TRs Q1-Q3 be Vf, then a voltage Vf is applied between the collector and emitter of TRs Q2 because the collector and the base of the TR Q2 are connected respectively. Since the emitter-base voltage of the TR Q3 is Vf and the base of the TR Q3 is connected to the collector of the TR Q1, a voltage 2Vf is applied to the TR Q1. Since the voltage is nearly constant (Vf and 2Vf) regardless of the circuit of the next stage through which a current 12 flows, the Early's effect is not caused, and the ratio of the I1 to I2 is accurately 1:1 when the emitter area ratio of the TRs Q1, Q2 is 1:1. Thus, the drive characteristic of the motor is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 この発明は、DCモータの磁極位置などを検出するホー
ル素子の検出信号を増幅する回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application This invention relates to a circuit that amplifies a detection signal of a Hall element that detects the position of a magnetic pole of a DC motor.

(bl従来の技術 一般に、DCモータを制御する回路は、ホール素子によ
るロータの磁極検出信号を増幅する増幅回路、増幅され
た磁極検出信号から所定の駆動波形を合成する波形合成
回路、およびその波形に基づきステータのコイルを駆動
する駆動回路から構成される。
(bl Conventional Technology) Generally, a circuit that controls a DC motor includes an amplifier circuit that amplifies a rotor magnetic pole detection signal generated by a Hall element, a waveform synthesis circuit that synthesizes a predetermined drive waveform from the amplified magnetic pole detection signal, and a waveform synthesis circuit that synthesizes a predetermined drive waveform from the amplified magnetic pole detection signal. It consists of a drive circuit that drives the stator coil based on the following.

前記ホール素子の検出信号を増幅する従来の増幅回路の
例を第3図に示す。第3図においてQ7およびQ8はそ
れぞれPNP型トランジスタであり、ベース間とエミッ
タ間がそれぞれ共通接続され、Q7のベース−コレクタ
間が接続されている。またQ8のコレクタには電流源が
接続されている。このQ7およびQ8によりカレントミ
ラー回路が構成されている。Q5,Q6はともにNPN
型トランジスタであり、そのエミッタが共通接続されて
電流源に接続されている。トランジスタQ5およびQ6
のベース間には人力端子INIおよびIN2からホール
素子の検出信号が入力される。このトランジスタQ5お
よびQ6は差動増幅回路を構成している。
FIG. 3 shows an example of a conventional amplifier circuit that amplifies the detection signal of the Hall element. In FIG. 3, Q7 and Q8 are each PNP type transistors, and their bases and emitters are commonly connected, and the base and collector of Q7 are connected. Further, a current source is connected to the collector of Q8. A current mirror circuit is configured by Q7 and Q8. Both Q5 and Q6 are NPN
type transistors whose emitters are commonly connected to a current source. Transistors Q5 and Q6
A detection signal of the Hall element is inputted between the bases of , from human input terminals INI and IN2. These transistors Q5 and Q6 constitute a differential amplifier circuit.

このような回路構成によって、入力端子INI−IN2
間に入力される電圧に応じた電流がQ7のコレクタ電流
として流れ、カレントミラー比が1:1であればQ8に
同じ値のコレクタ電流が流れ、これが出力端子OUTに
出力される。
With this circuit configuration, the input terminals INI-IN2
A current corresponding to the voltage input between them flows as a collector current of Q7, and if the current mirror ratio is 1:1, a collector current of the same value flows through Q8, and this is output to the output terminal OUT.

(C)発明が解決しようとする課題 ところが、第3図に示した従来のホール素子検出信号増
幅回路においては、出力にオフセットが生じる場合があ
った。すなわち、カレントミラー回路の入力側のトラン
ジスタQ7についてはべ一スーコレクタ間が接続されて
いるため、コレクターエミソタ間電圧はベースーエミッ
タ間電圧に固定必れ大きく変動することはないが、出力
側トランジスタQ8については後段に接続される回路に
よってそのコレクターエミッタ間の印加電圧が大きく変
動する。従って、Q8のコレクターエミソタ間の印加電
圧が07のコレクターエミッタ間印加電圧に等しくなけ
れば、アーリー効果によってQ7のコレクタ電流とQ8
のコレクタ電流に差が生じ、出力電流1oにオフセット
が生じる。特に、PNP型トランジスタの場合、半導体
基板上にいわゆるラテラルPNP型トランジスタとして
設けられ、h0.特性が悪いため、その影響が大きい.
また、Q8のベース電流はQ5側へ流れるため、Q7と
Q8のエミッタ面積比が1:1であっても、出力電流I
oはQ8のベース電流分だけ減少する。特にラテラルP
NP型トランジスタの場合、電流増幅率hfaが低いの
で、その誤差は大きくなる. 第4図および第5図は入出力特性のオフセットによる影
響を示している。第4図は入力端子間にホール素子の検
出信号である正弦波電圧信号Vinが入力されたとき、
出力電流toに十方向にオフセントがかかった例を示し
ている。また、第5図はこれをDC的に表している。
(C) Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional Hall element detection signal amplification circuit shown in FIG. 3, an offset may occur in the output. In other words, since the base and collector of transistor Q7 on the input side of the current mirror circuit are connected, the collector-emitter voltage is fixed at the base-emitter voltage and does not fluctuate greatly, but the output side Regarding the transistor Q8, the voltage applied between its collector and emitter varies greatly depending on the circuit connected to the subsequent stage. Therefore, if the voltage applied between the collector and emitter of Q8 is not equal to the voltage applied between the collector and emitter of 07, the collector current of Q7 and Q8 will change due to the Early effect.
A difference occurs in the collector current of , and an offset occurs in the output current 1o. In particular, in the case of a PNP transistor, it is provided on a semiconductor substrate as a so-called lateral PNP transistor, and h0. Due to its poor characteristics, its influence is large.
Also, since the base current of Q8 flows to the Q5 side, even if the emitter area ratio of Q7 and Q8 is 1:1, the output current I
o decreases by the base current of Q8. Especially the lateral P
In the case of NP-type transistors, the current amplification factor hfa is low, so the error becomes large. 4 and 5 show the influence of offset on input/output characteristics. FIG. 4 shows that when a sine wave voltage signal Vin, which is a detection signal of the Hall element, is input between the input terminals,
An example is shown in which the output current to is offset in ten directions. Moreover, FIG. 5 represents this in terms of DC.

例えば3相のDCモータの場合、3個のホール素子を配
置し、各相ごとに第3図に示した増幅回路により磁極検
出信号を発生させ、3相分の磁極検出信号からコイルの
駆動波形を合成するが、ホール素子検出信号の増幅信号
にオフセットが含まれていると、合成後のモータ駆動用
信号にその影響が表れて、例えばトルクの変動(リップ
ル)や低下などが生じるという問題があった。
For example, in the case of a three-phase DC motor, three Hall elements are arranged, a magnetic pole detection signal is generated for each phase by the amplifier circuit shown in Figure 3, and the coil drive waveform is generated from the magnetic pole detection signal for the three phases. However, if the amplified signal of the Hall element detection signal contains an offset, the effect will appear on the motor drive signal after synthesis, causing problems such as torque fluctuations (ripples) or reductions. there were.

この発明の目的は、入力されたホール素子の起電圧信号
をオフセットのない状態で増幅し、後段へ出力すること
によりモータの駆動特性を改善するホール素子検出信号
増幅回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a Hall element detection signal amplification circuit that amplifies an input electromotive voltage signal of a Hall element without offset and outputs it to a subsequent stage to improve motor drive characteristics.

(d)課題を解決するための手段 この発明のホール素子検出信号増幅回路は、PNP型か
らなる第1〜第3のトランジスタを用い、第1および第
2のトランジスタのベース間とエミッタ間をそれぞれ共
通接続し、第2のトランジスタのベース−コレクタ間を
接続し、第2のトランジスタのコレクタに第3のトラン
ジスタのエミッタを接続し、第1のトランジスタのコレ
クタに第3のトランジスタのベースを接続してなるカレ
ントミラー回路と、 少なくとも2つのトランジスタからなり、一方のトラン
ジスタのコレクタを前記第1のトランジスタのコレクタ
に接続し、他方のトランジスタのコレクタを電源に接続
した差動増幅回路とを単一の半導体集積回路内に構成し
、 前記差動増幅回路に入力されるホール素子検出信号の電
圧に応じた電流を第3のトランジスタのコレクタより出
力させることを特徴としている。
(d) Means for Solving the Problems The Hall element detection signal amplification circuit of the present invention uses first to third transistors of PNP type, and connects between the bases and emitters of the first and second transistors, respectively. A common connection is made, the base and collector of the second transistor are connected, the emitter of the third transistor is connected to the collector of the second transistor, and the base of the third transistor is connected to the collector of the first transistor. and a differential amplifier circuit consisting of at least two transistors, in which the collector of one transistor is connected to the collector of the first transistor, and the collector of the other transistor is connected to a power supply. The third transistor is configured in a semiconductor integrated circuit, and is characterized in that the collector of the third transistor outputs a current corresponding to the voltage of the Hall element detection signal input to the differential amplifier circuit.

(e)作用 この発明の構成例を第1図に示す。第1図においてQ1
〜Q3がこの発明に係るPNP型からなる第1〜第3の
トランジスタであり、Q5およびQ6がこの発明に係る
差動増幅回路を構成している。このような回路構成であ
るため、Q5およびQ6のベース間に入力される電圧に
応じてQ5のコレクタに電流I1が流れる。ここでトラ
ンジスタQ1〜Q3においてベースーエミッタ間電圧を
Vfとすれば、Q2のコレクターベース間が接続されて
いるため、Q2のコレクターエミッタ間にはVfが印加
される。またQ3のエミフターベース間電圧がVfであ
り、Q3のベースがQ1のコレクタに接続されているた
め、Q1には2Vfが印加される。Q1およびQ2のコ
レクターエミッタ間電圧はI2が流れる次段の回路にか
かわらず近似(■fと2Vf)L,ていて、一定である
ため、前述のアーリー効果による影響をほとんど受けず
、QlとQ2のエミッタ面積比が1:1であれば■1と
12の比も正確に1:1となる。
(e) Operation An example of the structure of this invention is shown in FIG. In Figure 1, Q1
Q3 are the first to third transistors of the PNP type according to the present invention, and Q5 and Q6 constitute the differential amplifier circuit according to the present invention. Because of this circuit configuration, current I1 flows through the collector of Q5 in response to the voltage input between the bases of Q5 and Q6. Here, if the base-emitter voltage in the transistors Q1 to Q3 is Vf, Vf is applied between the collector and emitter of Q2 because the collector and base of Q2 are connected. Further, the emitter-base voltage of Q3 is Vf, and since the base of Q3 is connected to the collector of Q1, 2Vf is applied to Q1. Since the collector-emitter voltages of Q1 and Q2 are approximated (■f and 2Vf) L and constant regardless of the next stage circuit through which I2 flows, they are hardly affected by the aforementioned Early effect, and Ql and Q2 If the emitter area ratio of is 1:1, the ratio of 1 and 12 will also be exactly 1:1.

また、Q3のベース電流がI1の一部として流れるが、
Q1のベース電流はQ3により引き込まれる。従ってQ
3のベース電流がIl側に流れることによる誤差は略Q
3の電流増幅率分の1に低減される。
Also, the base current of Q3 flows as part of I1,
The base current of Q1 is drawn by Q3. Therefore Q
The error due to the base current of 3 flowing to the Il side is approximately Q
The current amplification factor is reduced to 1/3.

従って、ホール素子の起電圧に応じて流れる電流I1に
対してオフセットのない状態で電流■2が出力される。
Therefore, the current 2 is outputted without any offset from the current I1 flowing in accordance with the electromotive voltage of the Hall element.

(f)実施例 この発明の実施例であるホール素子検出信号増幅回路の
回路図を第2図に示す。図に示すようにトランジスタQ
1およびQ2のベース間とエミッタ間をそれぞれ共通接
続し、Q2のベース−コレクタ間を接続し、Q2のコレ
クタにトランジスタQ3のエミッタを接続し、Q1のコ
レクタにQ3のベースを接続することによってカレント
ミラ−回路を構成している。また、トランジスタQ5お
よびQ6のエミフタ間を共通接続するとともに電流源1
に接続し、Q5のコレクタをQ1のコレクタに接続し、
Q6のコレクタを電源に接続している。この2つのトラ
ンジスタQ5およびQ6により差動増幅回路を構成して
いる。さらに前記トランジスタQ3のコレクタに電流源
2を接続している。ここで、電流源1に流れる電流は電
流源2に流れる電流の2倍となるように電流源の回路を
構成している。
(f) Embodiment FIG. 2 shows a circuit diagram of a Hall element detection signal amplification circuit which is an embodiment of the present invention. Transistor Q as shown in the figure
By connecting the bases and emitters of transistors Q1 and Q2 in common, connecting the base and collector of Q2, connecting the emitter of transistor Q3 to the collector of Q2, and connecting the base of Q3 to the collector of Q1, the current can be established. It constitutes a mirror circuit. In addition, the emifters of transistors Q5 and Q6 are commonly connected, and the current source 1
and connect the collector of Q5 to the collector of Q1,
The collector of Q6 is connected to the power supply. These two transistors Q5 and Q6 constitute a differential amplifier circuit. Further, a current source 2 is connected to the collector of the transistor Q3. Here, the current source circuit is configured such that the current flowing through the current source 1 is twice the current flowing through the current source 2.

2つの入力端子INI−IN2間にはホール素子3が接
続され、その入力電圧Vinに応じてQ5にコレクタ電
流I1が流れる。これによりQ3にベース電流が流れ、
Q1およびQ2のベース電位が引き込まれる。Q1およ
びQ2のエミンターベース間電位は等しいため、電流I
1に等しい電流はQ2およびQ3に流れ、電流IOが出
力端子OUTから出力される。このときQ2のコレクタ
ーエミッタ間に印加される電圧はエミッターベース間電
圧Vfに等しく、Q1のコレクターエミソタ間に印加さ
れる電圧は2■『であり、一定であるため、出力端子O
UTに接続される波形合成回路などの回路構成にかかわ
らずアーリー効果による影響をほとんど受けない。また
、前述したようにQ3のペース電流は極めて小さく、Q
3のべ−ス電流が■1側に流れることによる出力電流■
0の電流低下分は極めて小さくなる。一方、差動増幅回
路を構成する2つのトランジスタQ5およびQ6は半導
体基板の上に近接配置されるため、電流増幅率などの特
性を揃えることができる.これによりホール素子3の起
電圧に応じた電流■1がオフセットのない状態でそのま
ま出力電流1oとして次段の波形合成回路へ出力される
A Hall element 3 is connected between two input terminals INI and IN2, and a collector current I1 flows through Q5 according to the input voltage Vin. This causes base current to flow through Q3,
The base potentials of Q1 and Q2 are pulled. Since the emitter-base potentials of Q1 and Q2 are equal, the current I
A current equal to 1 flows through Q2 and Q3, and a current IO is output from the output terminal OUT. At this time, the voltage applied between the collector and emitter of Q2 is equal to the emitter-base voltage Vf, and the voltage applied between the collector and emitter of Q1 is 2'' and is constant, so the output terminal O
Regardless of the circuit configuration of the waveform synthesis circuit connected to the UT, it is hardly affected by the Early effect. In addition, as mentioned above, the pace current of Q3 is extremely small,
Output current due to base current of 3 flowing to ■1 side■
The amount of current decrease at 0 becomes extremely small. On the other hand, since the two transistors Q5 and Q6 constituting the differential amplifier circuit are arranged close to each other on the semiconductor substrate, characteristics such as current amplification factor can be made the same. As a result, the current 1 corresponding to the electromotive voltage of the Hall element 3 is directly output to the next stage waveform synthesis circuit as the output current 1o without any offset.

(gl発明の効果 以上のようにこの発明によれば、差動増幅回路に接続さ
れるカレントミラー回路によるオフセットが除去される
ため、波形合成回路により適正な駆動用波形信号が合成
され、モータの回転特性が改善される。
(Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the offset caused by the current mirror circuit connected to the differential amplifier circuit is removed, so the waveform synthesis circuit synthesizes an appropriate driving waveform signal, and the motor Rotation characteristics are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の構成例を示す回路図である。第2図
はこの発明の実施例であるホール素子検出信号増幅回路
の回路図である。第3図は従来のホール素子検出信号増
幅回路の回路図である。第4図および第5図は従来の回
路により生じるオフセット例を示す図である。 Q1〜Q3一第1〜第3のトランジスタ、(Q5+Q6
)一差動増幅回路、 3一ホール素子。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of a Hall element detection signal amplification circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional Hall element detection signal amplification circuit. FIGS. 4 and 5 are diagrams showing examples of offsets caused by conventional circuits. Q1 to Q3 - first to third transistors, (Q5+Q6
) 1 differential amplifier circuit, 3 1 Hall element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)PNP型からなる第1〜第3のトランジスタを用
い、第1および第2のトランジスタのベース間とエミッ
タ間をそれぞれ共通接続し、第2のトランジスタのベー
ス−コレクタ間を接続し、第2のトランジスタのコレク
タに第3のトランジスタのエミッタを接続し、第1のト
ランジスタのコレクタに第3のトランジスタのベースを
接続してなるカレントミラー回路と、 少なくとも2つのトランジスタからなり、一方のトラン
ジスタのコレクタを前記第1のトランジスタのコレクタ
に接続し、他方のトランジスタのコレクタを電源に接続
した差動増幅回路とを単一の半導体集積回路内に構成し
、 前記差動増幅回路に入力されるホール素子検出信号の電
圧に応じた電流を第3のトランジスタのコレクタより出
力させるホール素子検出信号増幅回路。
(1) Using first to third transistors of PNP type, the bases and emitters of the first and second transistors are connected in common, the base and collector of the second transistor are connected, and the a current mirror circuit consisting of at least two transistors, in which the emitter of a third transistor is connected to the collector of the second transistor, and the base of the third transistor is connected to the collector of the first transistor; A differential amplifier circuit having a collector connected to the collector of the first transistor and a collector of the other transistor connected to a power supply is configured in a single semiconductor integrated circuit, and a hole input to the differential amplifier circuit is configured. A Hall element detection signal amplification circuit that causes a collector of a third transistor to output a current according to a voltage of an element detection signal.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5514725A (en) * 1978-07-19 1980-02-01 Hitachi Ltd Error amplifier circuit
JPS6075107A (en) * 1983-10-01 1985-04-27 Rohm Co Ltd Amplifier for hall element

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