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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-02
(45)【発行日】2024-09-10
(54)【発明の名称】磁気センサ及び磁気センサシステム
(51)【国際特許分類】
G01R 33/02 20060101AFI20240903BHJP
H10N 50/00 20230101ALI20240903BHJP
H10N 50/80 20230101ALI20240903BHJP
【ＦＩ】
G01R33/02 D
H10N50/00
H10N50/80 Z
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020216214
(22)【出願日】2020-12-25
(65)【公開番号】P2022101863
(43)【公開日】2022-07-07
【審査請求日】2023-10-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100173598
【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 桜子
(72)【発明者】
【氏名】冨田 浩幸
【審査官】青木 洋平
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－０２４４７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５２－０５２６７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１６１６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２８１３１３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ３３／０２
Ｈ１０Ｎ ５０／００
Ｈ１０Ｎ ５０／８０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子を含む感受素子部と容量素子を含む容量素子部とが直列接続され、当該感受素子部と当該容量素子部とにより発振の周波数を設定する周波数設定部と、前記周波数設定部により周波数が設定される交流電流が当該周波数設定部に流れるように電位を供給する電位供給部と、を備え、
前記電位供給部は、完全差動アンプを備え、
前記周波数設定部の一方側が、前記完全差動アンプの一方の出力に接続され、
前記周波数設定部の他方側が、前記完全差動アンプの他方の出力に接続され、
前記周波数設定部における前記感受素子部と前記容量素子部との接続点が、前記完全差動アンプの一方の入力に接続されている
磁気センサ。
【請求項2】
前記周波数設定部は、直列接続された二個の抵抗素子と並列接続され、二個の前記抵抗素子の接続点が、前記完全差動アンプの他方の入力に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項3】
磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子を含む感受素子部と容量素子を含む容量素子部とが直列接続され、当該感受素子部と当該容量素子部とにより発振の周波数を設定する周波数設定部と、当該周波数設定部により周波数が設定される交流電流が当該周波数設定部に流れるように電位を供給する電位供給部と、を備える磁気センサと、前記磁気センサに流れる交流電流の周波数に基づいて、前記感受素子が感受する磁界又は磁界の変化を算出する磁界算出部と、を備え、
前記磁気センサにおいて、前記電位供給部は、完全差動アンプを備え、
前記周波数設定部の一方側が、前記完全差動アンプの一方の出力に接続され、
前記周波数設定部の他方側が、前記完全差動アンプの他方の出力に接続され、
前記周波数設定部における前記感受素子部と前記容量素子部との接続点が、前記完全差動アンプの一方の入力に接続されている
磁気センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気センサ及び磁気センサシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
公報記載の従来技術として、非磁性基板上に形成された硬磁性体膜からなる薄膜磁石と、前記薄膜磁石の上を覆う絶縁層と、前記絶縁層上に形成された一軸異方性を付与された一個または複数個の長方形状の軟磁性体膜からなる感磁部とを備えた磁気インピーダンス効果素子が存在する（特許文献１参照）。
【0003】
また、公報記載の従来技術として、アモルファス磁性体線と、当該アモルファス磁性体線の長手方向に直接高周波電流を流し、その磁性体線内および周囲に当該磁性体線を中心とした同心円状の交番磁界を発生させておき、当該アモルファス磁性体線の長手方向の外部磁界に基づく上記交番磁界の変化を電気信号に変換する変換回路とを備えた磁界センサが存在する（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００８－２４９４０６号公報
【文献】特開平６－２８１７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
磁界を感受する感受素子として磁気インピーダンス効果素子を用いた磁気センサは、感受素子に交流電流を供給し、感受素子におけるインピーダンスの変化から磁気を検出する。この際、感受素子におけるインピーダンスの変化は、感受素子の電圧振幅の変化によって検出されていた。
本発明は、磁気インピーダンス効果を利用した感受素子に流れる交流電流の周波数の変化により磁気が検出できる磁気センサなどを提供する。
本発明は、磁気インピーダンス効果を利用した感受素子に流れる交流電流の周波数の変化により磁気が検出できる磁気センサなどを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明が適用される磁気センサは、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子を含む感受素子部と容量素子を含む容量素子部とが直列接続され、感受素子部と容量素子部とにより発振の周波数を設定する周波数設定部と、周波数設定部により周波数が設定される交流電流が周波数設定部に流れるように電位を供給する電位供給部と、を備え、電位供給部は、完全差動アンプを備え、周波数設定部の一方側が、完全差動アンプの一方の出力に接続され、周波数設定部の他方側が、完全差動アンプの他方の出力に接続され、周波数設定部における感受素子部と容量素子部との接続点が、完全差動アンプの一方の入力に接続されている。
【0008】
そして、周波数設定部は、直列接続された二個の抵抗素子と並列接続され、二個の抵抗素子の接続点が、完全差動アンプの他方の入力に接続されていることを特徴とすることができる。
【0009】
本発明が適用される磁気センサシステムは、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子を含む感受素子部と容量素子を含む容量素子部とが直列接続され、感受素子部と容量素子部とにより発振の周波数を設定する周波数設定部と、周波数設定部により周波数が設定される交流電流が周波数設定部に流れるように電位を供給する電位供給部と、を備える磁気センサと、磁気センサに流れる交流電流の周波数に基づいて、感受素子が感受する磁界又は磁界の変化を算出する磁界算出部と、を備え、磁気センサにおいて、電位供給部は、完全差動アンプを備え、周波数設定部の一方側が、完全差動アンプの一方の出力に接続され、周波数設定部の他方側が、完全差動アンプの他方の出力に接続され、周波数設定部における感受素子部と容量素子部との接続点が、完全差動アンプの一方の入力に接続されている。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、磁気インピーダンス効果を利用した感受素子に流れる交流電流の周波数の変化により磁気が検出できる磁気センサなどが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１の実施の形態が適用される磁気センサシステムを説明する図である。
【図2】感受素子の一例を説明する図である。（ａ）は、感受素子の平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＢ－ＩＩＢ線での感受素子の断面図である。
【図3】感受素子の感受部の長手方向に印加された磁界と感受素子のインピーダンスとの関係を説明する図である。
【図4】第１の実施の形態が適用される磁気センサを説明する図である。（ａ）は、論理記号で示す等価回路、（ｂ）は、トランジスタで示す等価回路、（ｃ）は、（ｂ）を変形した等価回路である。
【図5】第１の実施の形態が適用される磁気センサの動作を説明するタイミングチャートである。（ａ）は、図４（ｃ）に示した磁気センサの等価回路、（ｂ）は、接地電位を基準としたα点、β点及びγ点の各電位のタイミングチャート、（ｃ）は、γ点の電位を基準としたα点、β点の各電位のタイミングチャート、（ｄ）は、α点の電位を基準としたβ点、γ点の各電位のタイミングチャートである。
【図6】図５（ｂ）に示したタイミングチャートを詳細に説明する図である。（ａ）は、図４（ｃ）に示した磁気センサの等価回路、（ｂ）は、接地電位を基準としたα点、β点及びγ点の各電位のタイミングチャートである。
【図7】第２の実施の形態が適用される磁気センサを説明する図である。（ａ）は、論理記号で示す等価回路、（ｂ）は、トランジスタで示す等価回路、（ｃ）は、磁気センサの動作を説明するタイミングチャートである。
【図8】図６（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態が適用される磁気センサにおいて、β点から取り出した差動信号Ｄ－とγ点とから取り出した差動信号Ｄ＋とを伝送させる場合のコモンモードノイズを説明する図である。（ａ）は、β点から取り出した差動信号Ｄ－、（ｂ）は、γ点から取り出した差動信号Ｄ＋、（ｃ）は、差動信号が伝送される際に発生するコモンモードノイズである。
【図9】第３の実施の形態が適用される磁気センサの論理記号で示す等価回路である。
【図10】完全差動アンプをトランジスタで示す等価回路の一例である。
【図11】第３の実施の形態が適用される磁気センサの動作を説明するタイミングチャートである。（ａ）は、β点、γ点、α点の各電位のタイミングチャート、図１１（ｂ）は、感受素子に印加される電圧のタイミングチャートである。
【図12】第３の実施の形態が適用される磁気センサからの差動信号Ｄ＋、Ｄ－の一例を説明する図である。（ａ）は、外部から永久磁石を近づけない場合、（ｂ）は、外部から永久磁石を近づけた場合である。
【図13】第３の実施の形態が適用される磁気センサの変形例の磁気センサを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
（磁気センサシステム１００）
図１は、第１の実施の形態が適用される磁気センサシステム１００を説明する図である。磁気センサシステム１００は、磁気センサ１１０と、磁気センサ１１０に流れる交流電流の周波数を測定する周波数測定部１２０と、周波数測定部１２０により測定された周波数に基づいて、後述する感受素子１で感受される磁界又は磁界の変化を算出する磁界算出部１３０とを備える。
［第１の実施の形態］
（磁気センサシステム１００）
図１は、第１の実施の形態が適用される磁気センサシステム１００を説明する図である。磁気センサシステム１００は、磁気センサ１１０と、磁気センサ１１０に流れる交流電流の周波数を測定する周波数測定部１２０と、周波数測定部１２０により測定された周波数に基づいて、後述する感受素子１で感受される磁界又は磁界の変化を算出する磁界算出部１３０とを備える。
【0013】
図１に示すように、磁気センサ１１０は、周波数設定部１０と周波数設定部１０に電圧を供給する電位供給部２０とを備える。周波数設定部１０は、所謂磁気インピーダンス効果を用いた感受素子１を含む感受素子部１１と、容量素子２を含む容量素子部１２とを備える。なお、容量素子２は、電荷を蓄積する素子であって、コンデンサ又はキャパシタと呼ばれることがある。
感受素子部１１と容量素子部１２とは直列接続されている。周波数設定部１０において、感受素子部１１を介して容量素子部１２における容量素子２が充放電を繰り返すことにより、感受素子部１１における感受素子１に交流電流が流れる。この際、感受素子１は、磁界又は磁界の変化によって、インピーダンス（以下では、インピーダンスＺと表示する。）が変化する。よって、周波数設定部１０において、容量素子２が充放電を繰り返す周期が変化する。つまり、感受素子１に流れる交流電流の周波数が変化する。
感受素子部１１と容量素子部１２とは直列接続されている。周波数設定部１０において、感受素子部１１を介して容量素子部１２における容量素子２が充放電を繰り返すことにより、感受素子部１１における感受素子１に交流電流が流れる。この際、感受素子１は、磁界又は磁界の変化によって、インピーダンス（以下では、インピーダンスＺと表示する。）が変化する。よって、周波数設定部１０において、容量素子２が充放電を繰り返す周期が変化する。つまり、感受素子１に流れる交流電流の周波数が変化する。
【0014】
感受素子部１１は、感受素子１に加え、他の電子素子、例えば抵抗素子やインダクタンス素子を直列接続又は並列接続で含んでいてもよい。容量素子部１２は、容量素子２に加え、他の電子素子、例えば抵抗素子やインダクタンス素子を直列接続又は並列接続で含んでもよい。以下では、説明の簡単化のために、感受素子部１１は感受素子１で構成され、容量素子部１２は、容量素子２で構成されているとして説明する。そして、感受素子部１１を感受素子１、容量素子部１２を容量素子２と表記する。つまり、感受素子１は、感受素子部１１であり、容量素子２は容量素子部１２である。そして、図１では、感受素子部１１を１１（１）と表記し、容量素子部１２を１２（２）と表記する。
【0015】
周波数測定部１２０は、例えば水晶振動子等を用いた周波数カウンタにより構成される。そして、周波数測定部１２０は、磁気センサ１１０から発振された交流電流の周波数を測定し、磁界算出部１３０に出力する。
【0016】
磁界算出部１３０は、周波数測定部１２０から取得した周波数に基づいて、感受素子１が感受する磁界又は磁界の変化を算出する。磁界算出部１３０は、感受素子１のインピーダンスと感受される磁界の強さとの関係を記憶している。よって、磁界算出部１３０は、周波数測定部１２０にて測定された周波数から感受素子１のインピーダンスを算出し、インピーダンスに基づいて感受素子１で感受される磁界または磁界の変化を算出する。
【0017】
（感受素子１の構成）
図２は、感受素子１の一例を説明する図である。図２（ａ）は、感受素子１の平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＢ－ＩＩＢ線での感受素子１の断面図である。図２（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向とし、紙面の表面方向をｚ方向とする。図２（ｂ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｚ方向とし、紙面の裏面方向をｙ方向とする。
図２は、感受素子１の一例を説明する図である。図２（ａ）は、感受素子１の平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＢ－ＩＩＢ線での感受素子１の断面図である。図２（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向とし、紙面の表面方向をｚ方向とする。図２（ｂ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｚ方向とし、紙面の裏面方向をｙ方向とする。
【0018】
図２（ｂ）に示すように、感受素子１は、非磁性体の基板５０上に設けられた硬磁性体（硬磁性体層５０３）で構成された薄膜磁石６０と、薄膜磁石６０に対向して積層され、磁場を感受する感受回路７０と、ヨーク８０とを備える。
なお、感受素子１の断面構造については、後に詳述する。
なお、感受素子１の断面構造については、後に詳述する。
【0019】
ここで磁性体における軟磁性体とは、外部磁界によって容易に磁化されるが、外部磁界を取り除くと速やかに磁化がないか又は磁化が小さい状態に戻る、いわゆる保磁力の小さい材料である。磁性体における硬磁性体とは、外部磁界によって磁化されると、外部磁界を取り除いても磁化された状態が保持される、いわゆる保磁力の大きい材料である。
【0020】
なお、本明細書においては、感受素子１を構成する要素（薄膜磁石６０など）を二桁の数字で表し、要素に加工される層（硬磁性体層５０３など）を５００番台の数字で表す。そして、要素に対して、要素に加工される層を（ ）内に表記する。例えば薄膜磁石６０の場合、薄膜磁石６０（硬磁性体層５０３）と表記する。図においては、６０（５０３）と表記する。また、要素に加工される層に対して、要素を（ ）内に表記する。例えば、硬磁性体層５０３の場合、硬磁性体層５０３（薄膜磁石６０）と表記する。他の場合も同様である。
【0021】
図２（ａ）により、感受素子１の平面構造を説明する。感受素子１は、一例として四角形の平面形状を有する。ここでは、感受素子１の最上部に形成された感受回路７０及びヨーク８０を説明する。感受素子１の平面形状は、数ｍｍ角である。なお、感受素子１の大きさは、他の値であってもよい。
【0022】
感受回路７０は、軟磁性体（軟磁性体層５０５）で構成された複数の感受部７１と、感受部７１間をつづら折りに直列接続する接続部７２と、直列接続された感受部７１の一方の端部と他方の端部に設けられた端子部７３とを備える。
感受部７１は、平面形状が長手方向と短手方向とを有する短冊状である。図２（ａ）に示す感受部７１は、ｘ方向を長手方向、ｙ方向を短手方向とする。そして、図２（ａ）では、４個の感受部７１がｙ方向に並列配置されている。感受部７１が、磁気インピーダンス効果を示す。よって、感受素子１を磁気インピーダンス素子と表記することがある。
感受部７１は、平面形状が長手方向と短手方向とを有する短冊状である。図２（ａ）に示す感受部７１は、ｘ方向を長手方向、ｙ方向を短手方向とする。そして、図２（ａ）では、４個の感受部７１がｙ方向に並列配置されている。感受部７１が、磁気インピーダンス効果を示す。よって、感受素子１を磁気インピーダンス素子と表記することがある。
【0023】
各感受部７１は、例えば長手方向の長さが１ｍｍ～１０ｍｍ、短手方向の幅が５０μｍ～１５０μｍである。厚さ（軟磁性体層５０５の厚さ）が０．５μｍ～５μｍである。隣接する感受部７１の間隔は、５０μｍ～１５０μｍである。そして、感受部７１の数は、図８（ａ）では４個を示すが、これ以外であってもよい。感受部７１の数は、例えば２０である。
なお、それぞれの感受部７１の大きさ（長さ、面積、厚さ等）、感受部７１の数、感受部７１同士の間隔等は、感受、つまり計測したい磁界の大きさなどによって設定されればよい。なお、感受部７１は、１個でもよい。
なお、それぞれの感受部７１の大きさ（長さ、面積、厚さ等）、感受部７１の数、感受部７１同士の間隔等は、感受、つまり計測したい磁界の大きさなどによって設定されればよい。なお、感受部７１は、１個でもよい。
【0024】
接続部７２は、隣接する感受部７１の端部間に設けられ、複数の感受部７１を直列接続する。つまり、接続部７２は、隣接する感受部７１をつづら折り（ミアンダ状）に接続されるように設けられている。図２（ａ）に示す４個の感受部７１を備える感受素子１では、接続部７２は３個である。接続部７２の数は、感受部７１の数によって異なる。例えば、感受部７１が６個であれば、接続部７２は５個である。また、感受部７１が１個であれば、接続部７２を備えない。なお、接続部７２の幅は、感受回路７０に流す電流などによって設定すればよい。例えば、接続部７２の幅は、感受部７１と同じであってもよい。
【0025】
端子部７３は、直列接続された感受部７１の一方の端部と他方の端部に設けられている。図２（ａ）においては、紙面の下側の端部に端子部７３ａが設けられ、紙面の上側の端部に端子部７３ｂが設けられている。端子部７３ａ、７３ｂをそれぞれ区別しないときは、端子部７３と表記する。端子部７３は、電線を接続しうる大きさであればよい。なお、図２（ａ）に示す感受素子１では、感受部７１が４個であるため、端子部７３ａ、７３ｂは、紙面の左側に設けられている。感受部７１の数が奇数の場合には、２個の端子部７３ａ、７３ｂを紙面の左右に分けて設ければよい。
【0026】
以上説明したように、感受回路７０は、感受部７１が接続部７２によってつづら折りに直列接続され、両端部に設けられた端子部７３ａ、７３ｂから電流が流れるように構成されている。よって、感受回路７０と表記する。
【0027】
さらに、感受素子１は、感受部７１の長手方向の端部に対向して設けられたヨーク８０を備える。ここでは、感受部７１の長手方向の両端部に対向してそれぞれが設けられた２個のヨーク８０ａ、８０ｂを備える。なお、ヨーク８０ａ、８０ｂをそれぞれ区別しない場合には、ヨーク８０と表記する。ヨーク８０は、感受部７１の長手方向の端部に磁力線を誘導する。このため、ヨーク８０は磁力線が透過しやすい軟磁性体で構成されている。この例では、感受部７１及びヨーク８０は、同じ軟磁性体層５０５で構成されている。なお、感受部７１の長手方向に磁力線が十分透過する場合には、ヨーク８０を備えなくてもよい。
【0028】
次に、図２（ｂ）により、感受素子１の断面構造を説明する。感受素子１は、非磁性体の基板５０上に、密着層５０１、制御層５０２、硬磁性体層５０３（薄膜磁石６０）、誘電体層５０４、軟磁性体層５０５（感受部７１及びヨーク８０）が、この順に配置されて構成されている。
【0029】
基板５０は、非磁性体からなる基板であって、例えばガラス、サファイアといった電気絶縁性の酸化物基板、シリコン等の半導体基板、又は、アルミニウム、ステンレススティール、ニッケルリンメッキを施した金属等の金属基板などである。
密着層５０１は、基板５０に対する制御層５０２の密着性を向上させるための層である。密着層５０１としては、Ｃｒ又はＮｉを含む合金を用いるのがよい。Ｃｒ又はＮｉを含む合金としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＴａ、ＮｉＴａ等が挙げられる。密着層５０１の厚さは、例えば５ｎｍ～５０ｎｍである。なお、基板５０に対する制御層５０２の密着性に問題がなければ、密着層５０１を設けることを要しない。なお、本明細書においては、Ｃｒ又はＮｉを含む合金の組成比を示さない。以下同様である。
密着層５０１は、基板５０に対する制御層５０２の密着性を向上させるための層である。密着層５０１としては、Ｃｒ又はＮｉを含む合金を用いるのがよい。Ｃｒ又はＮｉを含む合金としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＴａ、ＮｉＴａ等が挙げられる。密着層５０１の厚さは、例えば５ｎｍ～５０ｎｍである。なお、基板５０に対する制御層５０２の密着性に問題がなければ、密着層５０１を設けることを要しない。なお、本明細書においては、Ｃｒ又はＮｉを含む合金の組成比を示さない。以下同様である。
【0030】
制御層５０２は、硬磁性体層５０３で構成される薄膜磁石６０の磁気異方性が膜の面内方向に発現しやすいように制御する層である。制御層５０２としては、Ｃｒ、Ｍｏ若しくはＷ又はそれらを含む合金（以下では、制御層５０２を構成するＣｒ等を含む合金と表記する。）を用いるのがよい。制御層５０２を構成するＣｒ等を含む合金としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶ、ＣｒＷ等が挙げられる。制御層５０２の厚さは、例えば１０ｎｍ～３００ｎｍである。
【0031】
薄膜磁石６０を構成する硬磁性体層５０３は、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ又はＰｔのいずれか一方又は両方を含む合金（以下では、薄膜磁石６０を構成するＣｏ合金と表記する。）を用いることがよい。薄膜磁石６０を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＰｔＢ等が挙げられる。なお、Ｆｅが含まれていてもよい。硬磁性体層５０３の厚さは、例えば１μｍ～３μｍである。
【0032】
制御層５０２を構成するＣｒ等を含む合金は、ｂｃｃ（body-centered cubic（体心立方格子））構造を有する。よって、薄膜磁石６０を構成する硬磁性体（硬磁性体層５０３）は、ｂｃｃ構造のＣｒ等を含む合金で構成された制御層５０２上において結晶成長しやすいｈｃｐ（hexagonal close-packed（六方最密充填））構造であるとよい。ｂｃｃ構造上にｈｃｐ構造の硬磁性体層５０３を結晶成長させると、ｈｃｐ構造のｃ軸が面内に向くように配向しやすい。よって、硬磁性体層５０３によって構成される薄膜磁石６０が面内方向に磁気異方性を有するようになりやすい。なお、硬磁性体層５０３は結晶方位の異なる集合からなる多結晶であり、各結晶が面内方向に磁気異方性を有する。この磁気異方性は結晶磁気異方性に由来するものである。
【0033】
なお、制御層５０２を構成するＣｒ等を含む合金及び薄膜磁石６０を構成するＣｏ合金の結晶成長を促進するために、１００℃～６００℃に加熱するとよい。この加熱により、制御層５０２を構成するＣｒ等を含む合金が結晶成長しやすくなり、ｈｃｐ構造を持つ硬磁性体層５０３が面内に磁化容易軸を持つように結晶配向されやすくなる。つまり、硬磁性体層５０３の面内に磁気異方性が付与されやすくなる。
【0034】
誘電体層５０４は、非磁性の誘電体で構成され、薄膜磁石６０と感受回路７０との間を電気的に絶縁する。誘電体層５０４を構成する誘電体としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の酸化物、又は、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ等の窒化物等が挙げられる。また、誘電体層５０４の厚さは、例えば０．１μｍ～３０μｍである。
【0035】
感受回路７０における感受部７１は、長手方向に交差する方向、例えば直交する短手方向（幅方向）に一軸磁気異方性が付与されている。なお、長手方向に交差する方向とは、長手方向に対して４５°を超え、且つ９０°以下の角度を有すればよい。
感受部７１を構成する軟磁性体層５０５としては、Ｃｏを主成分とした合金に高融点金属Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等を添加したアモルファス合金（以下では、感受部７１を構成するＣｏ合金と表記する。）を用いるのがよい。感受部７１を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＦｅＴａ、ＣｏＷＺｒ等が挙げられる。感受部７１を構成する軟磁性体の厚さは、例えば０．２μｍ～２μｍである。
感受部７１を構成する軟磁性体層５０５としては、Ｃｏを主成分とした合金に高融点金属Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等を添加したアモルファス合金（以下では、感受部７１を構成するＣｏ合金と表記する。）を用いるのがよい。感受部７１を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＦｅＴａ、ＣｏＷＺｒ等が挙げられる。感受部７１を構成する軟磁性体の厚さは、例えば０．２μｍ～２μｍである。
【0036】
感受回路７０における接続部７２及び端子部７３は、導電性に優れた導電体層５０６で構成されている。例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ等が用いられるが特に限定されるものではない。なお、接続部７２と端子部７３とを異なる導体層で構成してもよい。また、接続部７２及び端子部７３を、感受部７１と一体に形成してもよい。このようにすることで、感受部７１と、接続部７２及び端子部７３とを別途形成することを要しない。
【0037】
密着層５０１、制御層５０２、硬磁性体層５０３、及び誘電体層５０４は、平面形状が四角形（図２（ａ）参照）になるように加工されている。そして、露出した側面のうち、ｘ方向の対向する二つの側面において、薄膜磁石６０がＮ極（図２（ｂ）における（Ｎ））及びＳ極（図２（ｂ）における（Ｓ））となっている。なお、薄膜磁石６０のＮ極とＳ極とを結ぶ線が、感受回路７０における感受部７１の長手方向（ここでは、ｘ方向）に向くようになっている。ここで、長手方向に向くとは、Ｎ極とＳ極とを結ぶ線と長手方向とがなす角度が４５°未満であることをいう。なお、Ｎ極とＳ極とを結ぶ線と長手方向とがなす角度は、小さいほどよい。
【0038】
感受素子１において、薄膜磁石６０のＮ極から出た磁力線は、一旦感受素子１の外部に出る。そして、一部の磁力線が、ヨーク８０ａを介して感受部７１を透過し、ヨーク８０ｂを介して再び外部に出る。そして、感受部７１を透過した磁力線が感受部７１を透過しない磁力線とともに薄膜磁石６０のＳ極に戻る。つまり、薄膜磁石６０は、感受部７１の長手方向に磁界を印加する。
なお、薄膜磁石６０のＮ極とＳ極とをまとめて両磁極と表記し、Ｎ極とＳ極とを区別しない場合は磁極と表記する。
なお、薄膜磁石６０のＮ極とＳ極とをまとめて両磁極と表記し、Ｎ極とＳ極とを区別しない場合は磁極と表記する。
【0039】
なお、図２（ａ）に示すように、ヨーク８０（ヨーク８０ａ、８０ｂ）は、基板５０の表面側から見た形状が、感受回路７０に近づくにつれて狭くなっていくように構成されている。これは、感受部７１における磁束密度を高める（磁力線を集める）ためである。つまり、感受部７１における磁界を強くして感度のさらなる向上を図っている。なお、ヨーク８０（ヨーク８０ａ、８０ｂ）の感受回路７０に対向する部分の幅を狭くしなくてもよい。
ここで、ヨーク８０（ヨーク８０ａ、８０ｂ）と感受回路７０との間隔は、例えば１μｍ～１００μｍであればよい。
ここで、ヨーク８０（ヨーク８０ａ、８０ｂ）と感受回路７０との間隔は、例えば１μｍ～１００μｍであればよい。
【0040】
上記においては、感受部７１は、一層の軟磁性体層５０５で構成されているとしたが、軟磁性体層５０５を上層軟磁性体層と下層軟磁性体層との二層とし、上層軟磁性体層と下層軟磁性体層との間に、上層軟磁性体層と下層軟磁性体層とを反強磁性結合（ＡＦＣ：Anti-Ferro-Coupling）させる反強磁性結合層を設けてもよい。このような反強磁性結合層としては、Ｒｕなどが挙げられる。反強磁性結合層を設けることで、反磁界が抑制され、感受素子１の感度が向上する。
【0041】
また、感受部７１を構成する上層軟磁性体層と下層軟磁性体層との間に、感受部７１の電気抵抗を低減する導電体層を設けてもよい。導電体層としては、導電性が高い金属または合金を用いることが好ましく、導電性が高く且つ非磁性の金属または合金を用いることがより好ましい。このような導電体としては、アルミニウム、銅、銀等の金属が挙げられる。導電体層の厚さは、例えば、１０ｎｍ～５００ｎｍである。導電体層を設けることで、感受回路７０に流す交流電流の周波数を高くできる。
【0042】
さらにまた、感受部７１を構成する上層軟磁性体層と下層軟磁性体層との間に、上層軟磁性体層及び下層軟磁性体層に還流磁区の発生を抑制する磁区抑制層を設けてもよい。このような磁区抑制層としては、Ｒｕ、ＳｉＯ２等の非磁性体や、ＣｒＴｉ、ＡｌＴｉ、ＣｒＢ、ＣｒＴａ、ＣｏＷ等の非磁性アモルファス金属が挙げられる。感受部７１における還流磁区の発生を抑制することにより、磁壁の移動に基づく、所謂バルクハウゼン効果によるノイズの発生が抑制される。
【0043】
なお、感受部７１を構成する軟磁性体層５０５を二層を超える多層とし、それぞれの層の間に、反強磁性結合層、導電体層又は磁区抑制層を設けてもよい。また、上記の反強磁性結合層、導電体層及び磁区抑制層の二つ又はすべてを組み合わせて用いてもよい。
【0044】
以上においては、感受素子１は、感受回路７０に加え、薄膜磁石６０及びヨーク８０を備えるとした。薄膜磁石６０は、感受回路７０における感受部７１に後述するバイアス磁界Ｈｂを印加するために設けられている。バイアス磁界Ｈｂを、感受素子１の外部から印加する場合には、感受素子１は、薄膜磁石６０を備えることを要しない。この場合には、薄膜磁石６０のために設けられた密着層５０１、制御層５０２、硬磁性体層５０３、及び誘電体層５０４を備えることを要しない。つまり、感受素子１は、基板５０上に、感受回路７０を設けて構成すればよい。この場合、ヨーク８０は、設けられてもよく、設けられなくてもよい。
【0045】
基板５０上に感受回路７０を設ける場合、基板５０が、シリコン等の半導体基板、又は、アルミニウム、ステンレススティール、ニッケルリンメッキを施した金属等の金属基板などであると、導電性が高い。このような場合には、感受回路７０が設けられる側の基板５０の表面に、基板５０と感受回路７０とを電気的に絶縁する絶縁体層を設けるとよい。このような絶縁体層を構成する絶縁体としては、誘電体層５０４を構成する誘電体と同様のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の酸化物、又は、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ等の窒化物等が挙げられる。
【0046】
本明細書における感受素子１は、図２（ａ）、（ｂ）に示した薄膜磁石６０を備えるものの他、基板５０上に感受回路７０が設けられたものであってもよい。さらに、感受素子１は、感受回路７０のみであってもよい。
【0047】
（感受素子１の作用）
続いて、感受素子１の作用について説明する。
図３は、感受素子１の感受部７１の長手方向（図２（ａ）のｘ方向）に印加された磁界Ｈと感受素子１のインピーダンスＺとの関係を説明する図である。図３において、横軸が磁界Ｈ、縦軸がインピーダンスＺである。なお、インピーダンスＺは、図２（ａ）に示す感受回路７０の端子部７３ａ、７３ｂ間に交流電流を流して測定される。よって、インピーダンスＺは感受回路７０のインピーダンスであるが、感受素子１のインピーダンスと表記する。
続いて、感受素子１の作用について説明する。
図３は、感受素子１の感受部７１の長手方向（図２（ａ）のｘ方向）に印加された磁界Ｈと感受素子１のインピーダンスＺとの関係を説明する図である。図３において、横軸が磁界Ｈ、縦軸がインピーダンスＺである。なお、インピーダンスＺは、図２（ａ）に示す感受回路７０の端子部７３ａ、７３ｂ間に交流電流を流して測定される。よって、インピーダンスＺは感受回路７０のインピーダンスであるが、感受素子１のインピーダンスと表記する。
【0048】
図３に示すように、感受素子１のインピーダンスＺは、感受部７１の長手方向に印加する磁界Ｈが大きくなるにしたがい大きくなる。そして、印加する磁界Ｈが感受部７１の異方性磁界Ｈｋより小さい範囲において、磁界Ｈの変化量ΔＨに対してインピーダンスＺの変化量ΔＺが急峻な部分（ΔＺ／ΔＨが大きい）を用いると、磁界Ｈの微弱な変化をインピーダンスＺの変化量ΔＺとして取り出すことができる。図３では、ΔＺ／ΔＨが大きい磁界Ｈの中心を磁界Ｈｂとして示している。つまり、磁界Ｈｂの近傍（図３で矢印で示す範囲）における磁界Ｈの変化量（ΔＨ）が高精度に測定できる。ここで、インピーダンスＺの変化量ΔＺが最も急峻な（ΔＺ／ΔＨが最も大きい）部分、つまり磁界Ｈｂにおける単位磁界当たりのインピーダンスの変化量Ｚｍａｘを、磁界ＨｂでのインピーダンスＺ（インピーダンスＺｂと表記する。）で割ったもの（Ｚｍａｘ／Ｚｂ）が感度である。感度が高いほど、磁気インピーダンス効果が大きく、磁界又は磁界の変化を計測しやすい。そして、感度は、感受回路７０に流される交流電流の周波数が高いほど、高くなる。磁界Ｈｂは、バイアス磁界と呼ばれることがある。以下では、磁界Ｈｂをバイアス磁界Ｈｂと表記する。
【0049】
感受素子１は、図２（ｂ）に示した薄膜磁石６０によって、予めバイアス磁界Ｈｂが印加された状態となっている。
【0050】
（磁気センサ１１０）
図４は、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０を説明する図である。図４（ａ）は、論理記号で示す等価回路、図４（ｂ）は、トランジスタで示す等価回路、図４（ｃ）は、図４（ｂ）を変形した等価回路である。
図４は、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０を説明する図である。図４（ａ）は、論理記号で示す等価回路、図４（ｂ）は、トランジスタで示す等価回路、図４（ｃ）は、図４（ｂ）を変形した等価回路である。
【0051】
図４（ａ）に示すように、磁気センサ１１０は、周波数設定部１０と、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を備える電位供給部２０とを備える。前述したように、ここでは、周波数設定部１０は、感受素子１と容量素子２とが直列接続されているとして説明する。以下において、感受素子１を感受素子１（Ｚ）、容量素子２（Ｃ）と表記する場合がある。また、図４（ａ）では、感受素子１を１（Ｚ）、容量素子２を２（Ｃ）と表記する。以下同様とする。なお、インバータＩＮＶ１が第１のインバータの一例であり、インバータＩＮＶ２が第２のインバータの一例である。
【0052】
インバータＩＮＶ１は、入力端子ＩＮ１、出力端子ＯＵＴ１を備える。インバータＩＮＶ２は、入力端子ＩＮ２、出力端子ＯＵＴ２を備える。以下では、入力端子を入力、出力端子を出力と表記する。
インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、入力信号の論理レベルを反転して出力信号とする素子である。つまり、インバータＩＮＶ１は、入力ＩＮ１に論理レベル“Ｈ”が入力されると、出力ＯＵＴ１より反転した論理レベル“Ｌ”を出力し、入力ＩＮ１に論理レベル“Ｌ”が入力されると、出力ＯＵＴ１より反転した論理レベル“Ｈ”を出力する。なお、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２をそれぞれ区別しない場合は、インバータＩＮＶと表記する。また、インバータＩＮＶの出力が反転することをスイッチングすると表記することがある。
インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、入力信号の論理レベルを反転して出力信号とする素子である。つまり、インバータＩＮＶ１は、入力ＩＮ１に論理レベル“Ｈ”が入力されると、出力ＯＵＴ１より反転した論理レベル“Ｌ”を出力し、入力ＩＮ１に論理レベル“Ｌ”が入力されると、出力ＯＵＴ１より反転した論理レベル“Ｈ”を出力する。なお、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２をそれぞれ区別しない場合は、インバータＩＮＶと表記する。また、インバータＩＮＶの出力が反転することをスイッチングすると表記することがある。
【0053】
ここで、感受素子１（Ｚ）の一方の端子部７３（例えば、端子部７３ａ（図２（ａ）参照））と容量素子２（Ｃ）の一方の端子とが接続された接続点をα点、感受素子１（Ｚ）の他方の端子部７３（例えば、端子部７３ｂ（図２（ａ）参照））をβ点、容量素子２（Ｃ）の他方の端子をγ点とする。なお、端子とは、図２（ａ）に示した配線を接続するために設けられたパッド状のものの他、回路基板などに設けられて、容量素子２が搭載される配線パターンなどを含む。また、端子を省略して、容量素子２の一方、容量素子２の他方と表記したり、容量素子２の一方側、容量素子２の他方側と表記したりすることがある。他の場合も同様である。
【0054】
インバータＩＮＶ１とインバータＩＮＶ２とは、直列接続されている。つまり、インバータＩＮＶ１の出力ＯＵＴ１とインバータＩＮＶ２の入力ＩＮ２とが接続されている。そして、周波数設定部１０のβ点が、インバータＩＮＶ１の出力ＯＵＴ１とインバータＩＮＶ２の入力ＩＮ２との接続点に接続されている。つまり、β点、出力ＯＵＴ１及びＩＮ２は、同じ電位である。よって、β点（出力ＯＵＴ１）、β点（入力ＩＮ２）などと表記し、同じ電位であることを示すことがある。そして、周波数設定部１０のα点がインバータＩＮＶ１の入力ＩＮ１に接続され、周波数設定部１０のγ点がインバータＩＮＶ２の出力ＯＵＴ２に接続されている。つまり、α点及びＩＮ１は同じ電位であり、γ点及びＯＵＴ２は同じ電位である。よって、α点（入力ＩＮ１）、γ点（出力ＯＵＴ２）と表記して同じ電位であることを示すことがある。
【0055】
図４（ｂ）では、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を、一例としてＣＭＯＳ構成のインバータとして示している。ここで、インバータＩＮＶ１は、ｐチャネルのトランジスタｐＴｒ１とｎチャネルのトランジスタｎＴｒ１とを備える。同様に、インバータＩＮＶ２は、ｐチャネルのトランジスタｐＴｒ２とｎチャネルのトランジスタｎＴｒ２とを備える。そして、インバータＩＮＶ１において、トランジスタｐＴｒ１のゲートとトランジスタｎＴｒ１のゲートとが接続されて入力ＩＮ１となっている。また、トランジスタｐＴｒ１のドレインとトランジスタｎＴｒ１のドレインとが接続されて出力ＯＵＴ１となっている。同様に、インバータＩＮＶ２において、トランジスタｐＴｒ２のゲートとトランジスタｎＴｒ２のゲートとが接続され、入力ＩＮ２となっている。また、トランジスタｐＴｒ２のドレインとトランジスタｎＴｒ２のドレインとが接続されて出力ＯＵＴ２となっている。そして、トランジスタｎＴｒ１のソースとトランジスタｎＴｒ２のソースとに基準電位である接地電位ＧＮＤが供給され、トランジスタｐＴｒ１のソースとトランジスタｐＴｒ２のソースとに電源電位ＶＣＣが供給される。ここで、接地電位ＧＮＤが論理レベル“Ｌ”であり、電源電位ＶＣＣが論理レベル“Ｈ”である。
【0056】
インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２の動作をインバータＩＮＶ１で説明する。
インバータＩＮＶ１の入力ＩＮ１が接地電位ＧＮＤ（論理レベル“Ｌ”）であると、トランジスタｐＴｒ１がオンに、トランジスタｎＴｒ１がオフになり、出力ＯＵＴ１が電源電位ＶＣＣ（論理レベル“Ｈ”）になる。逆に、インバータＩＮＶ１の入力ＩＮ１が電源電位ＶＣＣ（論理レベル“Ｈ”）であると、トランジスタｐＴｒ１がオフに、トランジスタｎＴｒ１がオンになり、出力ＯＵＴ１が接地電位ＧＮＤ（論理レベル“Ｌ”）になる。そして、入力ＩＮ１が、接地電位ＧＮＤ側からしきい電圧Ｖｔｈを超えて電源電位ＶＣＣ側に移行する際、入力ＩＮ１がしきい電圧Ｖｔｈに達した時点で、出力ＯＵＴ１が電源電位ＶＣＣ（論理レベル“Ｈ”）から接地電位ＧＮＤ（論理レベル“Ｌ”）に反転する。逆に、入力ＩＮ１が、電源電位ＶＣＣ側からしきい電圧Ｖｔｈを下回って接地電位ＧＮＤ側に移行する際、入力ＩＮ１がしきい電圧Ｖｔｈに達した時点で、出力ＯＵＴ１が接地電位ＧＮＤ（論理レベル“Ｌ”）から電源電位ＶＣＣ（論理レベル“Ｈ”）に反転する。
インバータＩＮＶ１の入力ＩＮ１が接地電位ＧＮＤ（論理レベル“Ｌ”）であると、トランジスタｐＴｒ１がオンに、トランジスタｎＴｒ１がオフになり、出力ＯＵＴ１が電源電位ＶＣＣ（論理レベル“Ｈ”）になる。逆に、インバータＩＮＶ１の入力ＩＮ１が電源電位ＶＣＣ（論理レベル“Ｈ”）であると、トランジスタｐＴｒ１がオフに、トランジスタｎＴｒ１がオンになり、出力ＯＵＴ１が接地電位ＧＮＤ（論理レベル“Ｌ”）になる。そして、入力ＩＮ１が、接地電位ＧＮＤ側からしきい電圧Ｖｔｈを超えて電源電位ＶＣＣ側に移行する際、入力ＩＮ１がしきい電圧Ｖｔｈに達した時点で、出力ＯＵＴ１が電源電位ＶＣＣ（論理レベル“Ｈ”）から接地電位ＧＮＤ（論理レベル“Ｌ”）に反転する。逆に、入力ＩＮ１が、電源電位ＶＣＣ側からしきい電圧Ｖｔｈを下回って接地電位ＧＮＤ側に移行する際、入力ＩＮ１がしきい電圧Ｖｔｈに達した時点で、出力ＯＵＴ１が接地電位ＧＮＤ（論理レベル“Ｌ”）から電源電位ＶＣＣ（論理レベル“Ｈ”）に反転する。
【0057】
図４（ｃ）では、図４（ｂ）の等価回路を変形して、周波数設定部１０が図の中央になるように示している。素子間の接続関係は、図４（ｂ）と図４（ｃ）とで同じである。図４（ｃ）から分かるように、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、フルブリッジを構成する。
【0058】
（磁気センサ１１０の動作）
図５は、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０の動作を説明するタイミングチャートである。図５（ａ）は、図４（ｃ）に示した磁気センサ１１０の等価回路、図５（ｂ）は、接地電位ＧＮＤを基準としたα点、β点及びγ点の各電位のタイミングチャート、図５（ｃ）は、γ点の電位を基準としたα点、β点の各電位のタイミングチャート、図５（ｄ）は、α点の電位を基準としたβ点、γ点の各電位のタイミングチャートである。なお、図５（ｄ）に示す、α点の電位を基準としたβ点の電位は、感受素子１（Ｚ）に印加される電圧に該当する。なお、電位とは接地電位ＧＮＤを基準とした電圧であり、電圧とは２点間の電位差であるが、電位と電圧との両者を区別しない場合がある。
図５は、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０の動作を説明するタイミングチャートである。図５（ａ）は、図４（ｃ）に示した磁気センサ１１０の等価回路、図５（ｂ）は、接地電位ＧＮＤを基準としたα点、β点及びγ点の各電位のタイミングチャート、図５（ｃ）は、γ点の電位を基準としたα点、β点の各電位のタイミングチャート、図５（ｄ）は、α点の電位を基準としたβ点、γ点の各電位のタイミングチャートである。なお、図５（ｄ）に示す、α点の電位を基準としたβ点の電位は、感受素子１（Ｚ）に印加される電圧に該当する。なお、電位とは接地電位ＧＮＤを基準とした電圧であり、電圧とは２点間の電位差であるが、電位と電圧との両者を区別しない場合がある。
【0059】
図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）では、横軸が時間、縦軸が電圧である。そして、横軸において時刻ｔ１～ｔ６として、この順に時間が経過するとする。ここでは、接地電位ＧＮＤを“０Ｖ”、電源電位ＶＣＣを“５Ｖ”とする。ここで、しきい電圧Ｖｔｈは、接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）と電源電位ＶＣＣ（５Ｖ）との間の“２．５Ｖ”とする。電位とは接地電位ＧＮＤを基準とした電圧であり、電圧とは２点間の電位差であるが、両者を区別しない場合がある。
【0060】
図５（ｂ）において、図５（ａ）を参照して、接地電位ＧＮＤを基準にしたβ点の電位、γ点の電位及びα点の電位を説明する。
時刻ｔ１において、α点（入力ＩＮ１）が０Ｖ側からしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）になると、インバータＩＮＶ１が反転してβ点（出力ＯＵＴ１）が５Ｖから０Ｖに移行する。これにより、インバータＩＮＶ２のβ点（入力ＩＮ２）が５Ｖから０Ｖに移行するので、インバータＩＮＶ２が反転してγ点（出力ＯＵＴ２）が０Ｖから５Ｖに移行する。インバータＩＮＶ１が反転する直前において、α点は、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）であった。よって、インバータＩＮＶ２が反転してγ点（出力ＯＵＴ２）が０Ｖから５Ｖに移行すると、α点は、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）に５Ｖが加えられた７．５Ｖに移行する。
時刻ｔ１において、α点（入力ＩＮ１）が０Ｖ側からしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）になると、インバータＩＮＶ１が反転してβ点（出力ＯＵＴ１）が５Ｖから０Ｖに移行する。これにより、インバータＩＮＶ２のβ点（入力ＩＮ２）が５Ｖから０Ｖに移行するので、インバータＩＮＶ２が反転してγ点（出力ＯＵＴ２）が０Ｖから５Ｖに移行する。インバータＩＮＶ１が反転する直前において、α点は、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）であった。よって、インバータＩＮＶ２が反転してγ点（出力ＯＵＴ２）が０Ｖから５Ｖに移行すると、α点は、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）に５Ｖが加えられた７．５Ｖに移行する。
【0061】
この後、７．５Ｖのα点から０Ｖのβ点に向かって、容量素子２（Ｃ）に蓄積された電荷が感受素子１（Ｚ）を介して流れる。これにより、α点の電位は、徐々に下降する。この下降する割合である時定数は、感受素子１のインピーダンスＺと容量素子２の容量Ｃとによって決まる。この時定数は、理論的には、感受素子１のインピーダンスＺと容量素子２の容量Ｃとによって決まる。
【0062】
そして、時刻ｔ２において、α点（入力ＩＮ１）が７．５Ｖから下降してしきい電圧Ｖｔｈになると、インバータＩＮＶ１が反転してβ点（出力ＯＵＴ１）が０Ｖから５Ｖに移行する。これにより、インバータＩＮＶ２のβ点（入力ＩＮ２）が０Ｖから５Ｖに移行するので、インバータＩＮＶ２が反転してγ点（出力ＯＵＴ２）が５Ｖから０Ｖに移行する。インバータＩＮＶ１が反転する直前において、α点は、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）であった。よって、インバータＩＮＶ２が反転してγ点（出力ＯＵＴ２）が５Ｖから０Ｖに移行すると、α点は、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）から５Ｖが減じられた－２．５Ｖに移行する。
【0063】
この後、５Ｖのβ点から－２．５Ｖのα点に向かって、感受素子１（Ｚ）を介して容量素子２（Ｃ）に電荷を蓄積するように電流が流れることで、α点の電位が徐々に上昇する。
【0064】
そして、時刻ｔ３において、α点（入力ＩＮ１）が－２．５Ｖから上昇してしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）になると、インバータＩＮＶ１が反転してβ点（出力ＯＵＴ１）が５Ｖから０Ｖに移行する。これにより、インバータＩＮＶ２のβ点（入力ＩＮ２）が５Ｖから０Ｖに移行するので、インバータＩＮＶ２が反転してγ点（出力ＯＵＴ２）が０Ｖから５Ｖに移行する。インバータＩＮＶ１が反転する直前において、α点は、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）であった。よって、インバータＩＮＶ２が反転してγ点（出力ＯＵＴ２）が５Ｖに移行すると、α点は、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）に５Ｖが加えられた７．５Ｖに移行する。つまり、時刻ｔ３は、時刻ｔ１と同様である。
この後、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの電位変化が繰り返される。
この後、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの電位変化が繰り返される。
【0065】
図５（ｃ）において、図５（ａ）を参照して、γ点を基準にしたα点の電圧及びβ点の電圧を説明する。なお、図５（ｃ）では、α点の電圧を実線で、β点の電圧を破線で示している。α点の電圧及びβ点の電圧は、それぞれ図５（ｂ）におけるα点の電位及びβ点の電位とγ点の電位との差から得られる。
β点は、時刻ｔ１で５Ｖから－５Ｖに移行し、時刻ｔ２で－５Ｖから５Ｖに移行する。そして、時刻ｔ３で時刻ｔ１と同様に５Ｖから－５Ｖに移行する。つまり、β点とγ点との電位差は、常に±５Ｖである。
β点は、時刻ｔ１で５Ｖから－５Ｖに移行し、時刻ｔ２で－５Ｖから５Ｖに移行する。そして、時刻ｔ３で時刻ｔ１と同様に５Ｖから－５Ｖに移行する。つまり、β点とγ点との電位差は、常に±５Ｖである。
【0066】
一方、α点は、時刻ｔ１でしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）となり、時刻ｔ２で負側にしきい電圧Ｖｔｈずれた電圧（－２．５Ｖ）に移行し、時刻ｔ３でしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）に戻る。
そして、α点及びβ点とも、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの電圧変化が繰り返される。
そして、α点及びβ点とも、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの電圧変化が繰り返される。
【0067】
図５（ｄ）において、図５（ａ）を参照して、α点を基準にしたβ点の電圧及びγ点の電圧を説明する。なお、図５（ｄ）では、β点の電圧を実線で、γ点の電圧を破線で示している。β点の電圧及びγ点の電圧は、それぞれ図５（ｂ）におけるβ点の電位及びγ点の電位とα点の電位との差から得られる。なお、β点の電圧は、図５（ａ）から分かるように、α点とβ点との間、つまり感受素子１（Ｚ）に印加される電圧である。
【0068】
γ点は、α点とγ点との電位差であるので、図５（ｃ）に示したα点の電圧を正負逆にしたものである。
β点は、時刻ｔ１で、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）から、負側においてしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）と電源電位ＶＣＣ（５Ｖ）とを足した－７．５Ｖに移行する。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、徐々に電圧が上昇し、時刻ｔ２で、負側においてしきい電圧Ｖｔｈ（－２．５Ｖ）に至る。そして、時刻ｔ２において、－２．５Ｖからしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）と電源電位ＶＣＣ（５Ｖ）とを足した７．５Ｖに移行する。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、徐々に電圧が下降し、時刻ｔ３で、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）に至る。そして、時刻ｔ３において、２．５Ｖから負側においてしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）と電源電位ＶＣＣ（５Ｖ）とを足した－７．５Ｖに移行する。
そして、β点は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの電圧変化が繰り返される。
β点は、時刻ｔ１で、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）から、負側においてしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）と電源電位ＶＣＣ（５Ｖ）とを足した－７．５Ｖに移行する。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、徐々に電圧が上昇し、時刻ｔ２で、負側においてしきい電圧Ｖｔｈ（－２．５Ｖ）に至る。そして、時刻ｔ２において、－２．５Ｖからしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）と電源電位ＶＣＣ（５Ｖ）とを足した７．５Ｖに移行する。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、徐々に電圧が下降し、時刻ｔ３で、しきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）に至る。そして、時刻ｔ３において、２．５Ｖから負側においてしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）と電源電位ＶＣＣ（５Ｖ）とを足した－７．５Ｖに移行する。
そして、β点は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの電圧変化が繰り返される。
【0069】
上記したように、感受素子１（Ｚ）には、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間を１周期とする交流電圧が印加され、交流電流が流れる。交流電流の周波数は、感受素子１のインピーダンスＺと容量素子２の容量Ｃとで決まる。そこで、感受素子１を含む感受素子部１１と容量素子２を含む容量素子部１２とをまとめて周波数設定部１０と表記する。そして、感受素子１のインピーダンスＺは、図３に示したように、磁界Ｈにより変化する。よって、周波数測定部１２０により、磁気センサ１１０に流れる交流電流の周波数、又は周波数の変化を測定することにより、感受素子１が感受した磁界又は磁界の変化が計測される。つまり、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２で構成されたフルブリッジは、交流電流を発生する発振回路として構成される。
【0070】
そして、図５（ｄ）に示したように、感受素子１（Ｚ）には、７．５Ｖ（電源電位ＶＣＣ＋しきい電圧Ｖｔｈ）と２．５Ｖ（しきい電圧Ｖｔｈ）とが加えられた１０Ｖの電圧が印加される。つまり、感受素子１（Ｚ）には、電源電位ＶＣＣの２倍の電圧が印加される。よって、感受素子１に電源電位ＶＣＣが印加される場合に比べ、インピーダンスＺの変化率が２倍になり、磁界又は磁界の変化の計測の誤差が１／２になる。
【0071】
図６は、図５（ｂ）に示したタイミングチャートを詳細に説明する図である。図６（ａ）は、図４（ｃ）に示した磁気センサ１１０の等価回路、図６（ｂ）は、接地電位ＧＮＤを基準としたα点、β点及びγ点の各電位のタイミングチャートである。図６（ｂ）は、図５（ｂ）をより詳細に説明する。図６（ｂ）では、横軸が時間、縦軸が電位である。横軸において時刻ｔ１～ｔ３として、この順に時間が経過するとする。また、図５（ｂ）と同様に、接地電位ＧＮＤを“０Ｖ”、電源電位ＶＣＣを“５Ｖ”とし、しきい電圧Ｖｔｈを“２．５Ｖ”とする。
【0072】
図６（ｂ）では、時刻ｔ１は、β点（出力ＯＵＴ１）が５Ｖから０Ｖに移行する時刻、時刻ｔ２は、β点（出力ＯＵＴ１）が０Ｖから５Ｖに移行する時刻、そして、時刻ｔ３は、β点（出力ＯＵＴ１）が５Ｖから０Ｖに移行する時刻とする。
【0073】
以下では、時刻ｔ２によりインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２の動作を説明する。
図５（ｂ）においては、α点（入力ＩＮ１）が７．５Ｖから下降してしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）になると、インバータＩＮＶ１が反転して、β点（出力ＯＵＴ１）が０Ｖから５Ｖに移行するとして説明した。しかし、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、反転に際して入力に対応した出力が得られるまでに遅延が生じる。これを、遅延時間ｔｄと表記する。ここでは、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、同じ遅延時間ｔｄを有しているとする。すると、時刻ｔ２の直前において、入力ＩＮ１がしきい電圧Ｖｔｈに達しても、出力ＯＵＴ１は、遅延時間ｔｄ後である時刻ｔ２において０Ｖから５Ｖに移行する。同様に、インバータＩＮＶ１が反転してβ点（入力ＩＮ２）が０Ｖから上昇してしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）に移行しても、インバータＩＮＶ２の出力ＯＵＴ２は、時刻ｔ２から遅延時間ｔｄ後に５Ｖから０Ｖに移行する。つまり、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を備える磁気センサ１１０では、半周期に２×ｔｄの遅延時間を有することになる。感受素子１の感度は、流す交流電流の周波数が高いほど高い。しかし、この遅延時間により、交流電流の周波数を高く設定しにくい。
図５（ｂ）においては、α点（入力ＩＮ１）が７．５Ｖから下降してしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）になると、インバータＩＮＶ１が反転して、β点（出力ＯＵＴ１）が０Ｖから５Ｖに移行するとして説明した。しかし、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、反転に際して入力に対応した出力が得られるまでに遅延が生じる。これを、遅延時間ｔｄと表記する。ここでは、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、同じ遅延時間ｔｄを有しているとする。すると、時刻ｔ２の直前において、入力ＩＮ１がしきい電圧Ｖｔｈに達しても、出力ＯＵＴ１は、遅延時間ｔｄ後である時刻ｔ２において０Ｖから５Ｖに移行する。同様に、インバータＩＮＶ１が反転してβ点（入力ＩＮ２）が０Ｖから上昇してしきい電圧Ｖｔｈ（２．５Ｖ）に移行しても、インバータＩＮＶ２の出力ＯＵＴ２は、時刻ｔ２から遅延時間ｔｄ後に５Ｖから０Ｖに移行する。つまり、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を備える磁気センサ１１０では、半周期に２×ｔｄの遅延時間を有することになる。感受素子１の感度は、流す交流電流の周波数が高いほど高い。しかし、この遅延時間により、交流電流の周波数を高く設定しにくい。
【0074】
上記では、インバータＩＮＶ１は、トランジスタｐＴｒ１、ｎＴｒ１のみを備え、インバータＩＮＶ２は、トランジスタｐＴｒ２、ｎＴｒ２のみを備えているとして説明した。しかし、実際に利用できるインバータは、駆動能力を高めるためのバッファなどを備えて構成されている。よって、バッファなどにより、信号が伝播される段数が多くなると、さらに遅延時間が大きくなる。このようなインバータを磁気センサ１１０の電位供給部２０に用いると、交流電流の周波数を高くしづらい。
【0075】
そこで、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２には、ゲート容量が小さく、駆動能力が高く、遅延時間が短いインバータを用いることがよい。特に、遅延時間を短くするために、信号が伝播される段数が少ないことがよい。このようなインバータとして、バッファを備えない、アンバッファタイプのインバータがよい。このようなインバータとして、電源電位が１．６５Ｖ～５．５Ｖ、電源電位ＶＣＣが５Ｖで負荷容量５０ｐＦの場合に伝播遅延時間ｔｄが１．７ｎｓ（Typ）、３ｎｓ（Max）、電力消費容量Ｃｐｄが７ｐＦ、出力電流が３２ｍＡのインバータが挙げられる。
【0076】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０では、電位供給部２０は、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を備えていた。第２の実施の形態が適用される磁気センサ１１１は、一個のシュミットトリガインバータＩＮＶ３を備える。このようにすることで、インバータの数が少なくて済む。なお、シュミットトリガインバータは、シュミットインバータ、又はシュミットトリガタイプのインバータなどと呼ばれることがある。
第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０では、電位供給部２０は、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を備えていた。第２の実施の形態が適用される磁気センサ１１１は、一個のシュミットトリガインバータＩＮＶ３を備える。このようにすることで、インバータの数が少なくて済む。なお、シュミットトリガインバータは、シュミットインバータ、又はシュミットトリガタイプのインバータなどと呼ばれることがある。
【0077】
（磁気センサ１１１）
図７は、第２の実施の形態が適用される磁気センサ１１１を説明する図である。図７（ａ）は、論理記号で示す等価回路、図７（ｂ）は、トランジスタで示す等価回路、図７（ｃ）は、磁気センサ１１１の動作を説明するタイミングチャートである。図７（ｃ）では、接地電位ＧＮＤを基準としたα点、β点の電位を示す。なお、α点を実線で、β点を破線で示す。図７（ｃ）において、横軸が時間、縦軸が電圧である。横軸において時刻ｔ１～ｔ３として、この順に時間が経過するとする。
図７は、第２の実施の形態が適用される磁気センサ１１１を説明する図である。図７（ａ）は、論理記号で示す等価回路、図７（ｂ）は、トランジスタで示す等価回路、図７（ｃ）は、磁気センサ１１１の動作を説明するタイミングチャートである。図７（ｃ）では、接地電位ＧＮＤを基準としたα点、β点の電位を示す。なお、α点を実線で、β点を破線で示す。図７（ｃ）において、横軸が時間、縦軸が電圧である。横軸において時刻ｔ１～ｔ３として、この順に時間が経過するとする。
【0078】
図７（ａ）に示すように、磁気センサ１１１は、周波数設定部１０と、一個のシュミットトリガインバータＩＮＶ３を備える電位供給部２１とを備える。周波数設定部１０は、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０と同様であって、感受素子１と容量素子２とが直列接続されているとして説明する。
【0079】
電位供給部２０のシュミットトリガインバータＩＮＶ３は、入力ＩＮ３、出力ＯＵＴ３を備える。周波数設定部１０のα点とシュミットトリガインバータＩＮＶ３の入力ＩＮ３とが接続されている。周波数設定部１０のβ点がシュミットトリガインバータＩＮＶ３の出力ＯＵＴ３に接続されている。そして、周波数設定部１０のγ点が接地され、接地電位ＧＮＤが供給されている。
【0080】
図７（ｂ）では、シュミットトリガインバータＩＮＶ３を、疑似的にＣＭＯＳ構成のインバータとして示している。ここで、シュミットトリガインバータＩＮＶ３は、ｐチャネルのトランジスタｐＴｒ３とｎチャネルのトランジスタｎＴｒ３とを備える。そして、シュミットトリガインバータＩＮＶ３において、トランジスタｐＴｒ３のゲートとトランジスタｎＴｒ３のゲートとが接続され、入力ＩＮ３となっている。また、トランジスタｐＴｒ３のドレインとトランジスタｎＴｒ３のドレインとが接続され、出力ＯＵＴ３となっている。そして、トランジスタｎＴｒ３のソースに、接地電位ＧＮＤが供給され、トランジスタｐＴｒ３のソースに、電源電位ＶＣＣが供給されている。
【0081】
図７（ｃ）に示すタイミングチャートにより、磁気センサ１１１の動作を説明する。ここでは、接地電位ＧＮＤを“０Ｖ”、電源電位ＶＣＣを“５Ｖ”とする。なお、シュミットトリガインバータＩＮＶ３の出力ＯＵＴ３が、接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）である場合を論理レベル“Ｌ”、電源電位ＶＣＣ（５Ｖ）である場合を論理レベル“Ｈ”とする。シュミットトリガインバータＩＮＶ３は、出力ＯＵＴ３の電位が上昇する（“Ｌ”から“Ｈ”になる）ときと、下降する（“Ｈ”から“Ｌ”になる）ときとで異なるしきい電圧を有している。出力ＯＵＴ３の電位が上昇する（“Ｌ”から“Ｈ”になる）ときをしきい電圧ＶＬ、出力ＯＵＴ３の電位が下降する（“Ｈ”から“Ｌ”になる）ときをしきい電圧ＶＨとする。例えば、しきい電圧ＶＬは１．４Ｖ、しきい電圧ＶＨは２．４Ｖである。
【0082】
時刻ｔ１で、α点（入力ＩＮ３）の電位が５Ｖ（電源電位ＶＣＣ）側から下降して、しきい電圧ＶＬに達すると、シュミットトリガインバータＩＮＶ３は反転して、β点（出力ＯＵＴ３）が０Ｖから５Ｖに上昇する。すると、５Ｖのβ点（出力ＯＵＴ３）側から感受素子１（Ｚ）を介して容量素子２（Ｃ）に電流が流れ、容量素子２（Ｃ）が充電されていく。これにより、α点（入力端子ＩＮ３）の電位が徐々に上昇する。
【0083】
時刻ｔ２で、α点（入力ＩＮ３）がしきい電圧ＶＨに達すると、シュミットトリガインバータＩＮＶ３は反転して、β点（出力ＯＵＴ３）が５Ｖから０Ｖに移行する。すると、α点の電位よりβ点の電位が低くなるため、容量素子２（Ｃ）に蓄積されていた電荷が感受素子１（Ｚ）を介して放電される。これにより、α点（入力ＩＮ３）の電位が徐々に低下する。
そして、時刻ｔ３において、α点（入力ＩＮ３）の電位が、しきい電圧ＶＬに達すると、シュミットトリガインバータＩＮＶ３が反転して、β点（出力ＯＵＴ３）が０Ｖから５Ｖに移行する。つまり、時刻ｔ３は、時刻ｔ１と同様である。
この後、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの電位変化が繰り返される。
そして、時刻ｔ３において、α点（入力ＩＮ３）の電位が、しきい電圧ＶＬに達すると、シュミットトリガインバータＩＮＶ３が反転して、β点（出力ＯＵＴ３）が０Ｖから５Ｖに移行する。つまり、時刻ｔ３は、時刻ｔ１と同様である。
この後、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの電位変化が繰り返される。
【0084】
感受素子１（Ｚ）には、α点とβ点との電位差が印加される。つまり、図７（ｃ）において、時刻ｔ１から時刻ｔ３との間において、矢印で示す電圧が印加される。すなわち、感受素子１（Ｚ）には、交流電圧が印加され、交流電流が流れる。つまり、電位供給部２１が一個のインバータ（シュミットトリガインバータＩＮＶ３）のみで構成されたハーフブリッジであっても、感受素子１（Ｚ）に交流電流を流す発振回路となる。
【0085】
しかし、電位供給部２１が一個のインバータ（シュミットトリガインバータＩＮＶ３）で構成されたハーフブリッジでは、感受素子１（Ｚ）に印加される電圧は、図７（ｃ）に示したように、電源電位ＶＣＣに比べて小さい。
【0086】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０では、電位供給部２０は、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を用いて構成されていた。前述したように、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２が順に反転する。このため、一個のインバータＩＮＶの反転に伴う遅延時間をｔｄとすると、磁気センサ１１０には二個のインバータＩＮＶ（インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２）が含まれるために、半周期に２倍の遅延時間（２×ｔｄ）が含まれる。このような遅延時間は、磁気センサ１１０における交流電流の周波数を高く設定しづらくする。
第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０では、電位供給部２０は、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を用いて構成されていた。前述したように、二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２が順に反転する。このため、一個のインバータＩＮＶの反転に伴う遅延時間をｔｄとすると、磁気センサ１１０には二個のインバータＩＮＶ（インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２）が含まれるために、半周期に２倍の遅延時間（２×ｔｄ）が含まれる。このような遅延時間は、磁気センサ１１０における交流電流の周波数を高く設定しづらくする。
【0087】
図８は、図６（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０において、β点から取り出した差動信号Ｄ－とγ点とから取り出した差動信号Ｄ＋とを伝送させる場合のコモンモードノイズを説明する図である。図８（ａ）は、β点から取り出した差動信号Ｄ－、図８（ｂ）は、γ点から取り出した差動信号Ｄ＋、図８（ｃ）は、差動信号Ｄ＋、Ｄ－が伝送される際に発生するコモンモードノイズである。
【0088】
図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、差動信号Ｄ－に対して、差動信号Ｄ＋には、インバータＩＮＶが反転する毎に生じる遅延時間ｔｄの２倍（２×ｔｄ）の遅延、所謂スキューが生じる。すると、磁気センサ１１０において、２倍の遅延時間ｔｄが生じると、感受素子１（Ｚ）と容量素子２（Ｃ）で決まる理論上の周波数にならない。このため、磁気センサ１１０は、感度が低下する。また、図８（ｃ）に示すように、このスキューによりコモンモードノイズが発生する。
【0089】
また、インバータＩＮＶ３は、電源電位ＶＣＣの変動によりしきい電圧ＶＨ、ＶＬが変動しやすい。しきい電圧ＶＨ、ＶＬが変動すると、交流電流の周波数が変動してしまう。
【0090】
そこで、第３の実施の形態が適用される磁気センサ１１２では、差動信号Ｄ＋、Ｄ－にスキューが生じないようにしている。つまり、完全差動により差動信号Ｄ＋、Ｄ－を伝送させる。このようにすれば、差動信号Ｄ＋、Ｄ－の伝送においてスキューの発生が抑制されるため、電磁波が互いに打ち消しあって、コモンモードノイズの発生が抑制される。この際、差動信号Ｄ＋、Ｄ－の伝送にツイストペアケーブルを用いれば、よりコモンモードノイズの発生が抑制される。
【0091】
（磁気センサ１１２）
そこで、第３の実施の形態が適用される磁気センサ１１２では、二個のインバータＩＮＶが順に動作するのではなく、差動信号Ｄ＋、Ｄ－を出力する二個の出力段が同時に動作するようにしている。なお、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０では、二個のインバータが順に動作していた。二個の出力段が同時に動作することで、磁気センサ１１２では、遅延時間ｔｄが２倍にならず、交流電流の周波数を高く設定しやすい。
そこで、第３の実施の形態が適用される磁気センサ１１２では、二個のインバータＩＮＶが順に動作するのではなく、差動信号Ｄ＋、Ｄ－を出力する二個の出力段が同時に動作するようにしている。なお、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０では、二個のインバータが順に動作していた。二個の出力段が同時に動作することで、磁気センサ１１２では、遅延時間ｔｄが２倍にならず、交流電流の周波数を高く設定しやすい。
【0092】
図９は、第３の実施の形態が適用される磁気センサ１１２の論理記号で示す等価回路である。
磁気センサ１１２は、電位供給部２２に完全差動アンプＵと、抵抗Ｒ１、Ｒ２とを備える。周波数設定部１０は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。
磁気センサ１１２は、電位供給部２２に完全差動アンプＵと、抵抗Ｒ１、Ｒ２とを備える。周波数設定部１０は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。
【0093】
完全差動アンプＵは、二つの差動入力ＩＮ＋、ＩＮ－と、二つの差動出力ＯＵＴ＋、ＯＵＴ－とを備える。そして、電源電位ＶＣＣ、ＶＥＥが供給される。そして、図９に示すように、周波数設定部１０のα点が完全差動アンプＵの差動入力ＩＮ＋に接続され、β点が完全差動アンプＵの差動出力ＯＵＴ－に接続され、γ点が完全差動アンプＵの差動出力ＯＵＴ＋に接続されている。そして、差動出力ＯＵＴ－から差動信号Ｄ－が出力され、差動出力ＯＵＴ＋から差動信号Ｄ＋が出力される。
【0094】
そして、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とは、直列接続されるとともに、周波数設定部１０に並列接続されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２が直列接続された接続点であるδ点が差動入力ＩＮ－に接続されている。なお、抵抗Ｒ１の抵抗Ｒ２に接続されていない側が周波数設定部１０のβ点に接続され、抵抗Ｒ２の抵抗Ｒ１に接続されていない側が周波数設定部１０のγ点に接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗値は、同じであってもよい。ここでは、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２のそれぞれの抵抗値は、同じであるとする。なお、抵抗Ｒ１、Ｒ２は、抵抗素子の一例である。
【0095】
図９に示すように、完全差動アンプＵは、フィードバック抵抗を入れず、オープンループゲインにより使用されている。よって、差動入力ＩＮ＋と差動入力ＩＮ－との間にわずかな電位差が生じただけでも、完全差動アンプＵは、飽和してスイッチ的な動作を行う。以下に説明するように、磁気センサ１１２は、完全差動アンプＵのスイッチ的な動作に基づいて動作する。
【0096】
磁気センサ１１２において、β点、差動出力ＯＵＴ－及び差動信号Ｄ－は、同じ電位である。よって、適宜、β点（差動信号Ｄ－）、差動信号Ｄ－（差動出力ＯＵＴ－、β点）などと表記し、同じ電位であることを示すことがある。また、γ点、差動出力ＯＵＴ＋及び差動信号Ｄ＋は、同じ電位である。よって、適宜、γ点（差動信号Ｄ＋）、差動信号Ｄ＋（差動出力ＯＵＴ＋、γ点）などと表記し、同じ電位であることを示すことがある。そして、α点及び差動入力ＩＮ＋は、同じ電位である。よって、適宜、α点（差動入力ＩＮ＋）又は差動入力ＩＮ＋（α点）と表記し、同じ電位であることを示すことがある。さらに、δ点及び差動入力ＩＮ－は、同じ電位である。よって、δ点（差動入力ＩＮ－）又は差動入力ＩＮ－（δ点）と表記し、同じ電位であることを示すことがある。
【0097】
（完全差動アンプＵ）
図１０は、完全差動アンプＵをトランジスタで示す等価回路の一例である。ここでは、コモンモード電圧Ｖｏｃｍを設定する回路を簡略化のために省略している。
完全差動アンプＵは、差動入力ＩＮ＋、ＩＮ－がそれぞれのベースに接続されるｎｐｎトランジスタＱ１、Ｑ２と、直列接続されたｐｎｐトランジスタＱ３とｎｐｎトランジスタＱ５と、直列接続されたｐｎｐトランジスタＱ４とｎｐｎトランジスタＱ６とを備える。そして、完全差動アンプＵは、定電流源Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を備える。
ｎｐｎトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタは、共通に定電流源Ｉ１の一方の側に接続されている。定電流源Ｉ１の他方の側は、電源電位ＶＥＥに接続されている。ｎｐｎトランジスタＱ１のコレクタは、ｐｎｐトランジスタＱ３のエミッタに接続され、ｎｐｎトランジスタＱ２のコレクタは、ｐｎｐトランジスタＱ４のエミッタに接続されている。
図１０は、完全差動アンプＵをトランジスタで示す等価回路の一例である。ここでは、コモンモード電圧Ｖｏｃｍを設定する回路を簡略化のために省略している。
完全差動アンプＵは、差動入力ＩＮ＋、ＩＮ－がそれぞれのベースに接続されるｎｐｎトランジスタＱ１、Ｑ２と、直列接続されたｐｎｐトランジスタＱ３とｎｐｎトランジスタＱ５と、直列接続されたｐｎｐトランジスタＱ４とｎｐｎトランジスタＱ６とを備える。そして、完全差動アンプＵは、定電流源Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を備える。
ｎｐｎトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタは、共通に定電流源Ｉ１の一方の側に接続されている。定電流源Ｉ１の他方の側は、電源電位ＶＥＥに接続されている。ｎｐｎトランジスタＱ１のコレクタは、ｐｎｐトランジスタＱ３のエミッタに接続され、ｎｐｎトランジスタＱ２のコレクタは、ｐｎｐトランジスタＱ４のエミッタに接続されている。
【0098】
ｐｎｐトランジスタＱ３のエミッタは、定電流源Ｉ２の一方の側に接続され、ｐｎｐトランジスタＱ４のエミッタは、定電流源Ｉ３の一方の側に接続されている。定電流源Ｉ２の他方の側及び定電流源Ｉ３の他方の側は、電源電位ＶＣＣに接続されている。ｐｎｐトランジスタＱ３とｐｎｐトランジスタＱ４とは、ベースが共通に接続され、ｎｐｎトランジスタＱ５とｎｐｎトランジスタＱ６とは、ベースが共通に接続されている。ｎｐｎトランジスタＱ５、Ｑ６のエミッタは、電源電位ＶＥＥに接続されている。ｐｎｐトランジスタＱ３のコレクタとｎｐｎトランジスタＱ５のコレクタとが差動出力ＯＵＴ－に接続され、ｐｎｐトランジスタＱ４のコレクタとｎｐｎトランジスタＱ６のコレクタとが差動出力ＯＵＴ＋に接続されている。
【0099】
上述したように、ここでは、コモンモード電圧Ｖｏｃｍを設定する回路の記載を省略した。コモンモード電圧Ｖｏｃｍを設定する回路は、差動出力ＯＵＴ＋と差動出力ＯＵＴ－の中点がコモンモード電圧Ｖｏｃｍとなるように、ｎｐｎトランジスタＱ５、Ｑ６を制御する。以下では、コモンモード電圧Ｖｏｃｍは、０Ｖに設定されているとして説明する。なお、コモンモード電圧Ｖｏｃｍを別の電位に設定してもよい。
【0100】
ｎｐｎトランジスタＱ１とｎｐｎトランジスタＱ２とは、差動入力ペアを構成し、入力ＩＮ＋、ＩＮ－からの信号が同時に入力される。そして、ｎｐｎトランジスタＱ１とｎｐｎトランジスタＱ２との両方から取られた電流により、ｐｎｐトランジスタＱ３及びｎｐｎトランジスタＱ５の高インピーダンスなコレクタと、ｐｎｐトランジスタＱ４及びｎｐｎトランジスタＱ６の高インピーダンスなコレクタとから電圧を生成して、差動出力ＯＵＴ－、ＯＵＴ＋に出力する。
【0101】
（磁気センサ１１２の動作）
次に、磁気センサ１１２の動作を説明する。
図１１は、第３の実施の形態が適用される磁気センサ１１２の動作を説明するタイミングチャートである。図１１（ａ）は、β点（差動信号Ｄ－）、γ点（差動信号Ｄ＋）、α点（差動入力ＩＮ＋）の各電位のタイミングチャート、図１１（ｂ）は、感受素子１に印加される電圧のタイミングチャートである。図１１（ａ）において、β点（差動信号Ｄ－）の電位をβ点（Ｄ－）、γ点（差動信号Ｄ＋）の電位をγ点（Ｄ＋）、そしてα点（差動入力ＩＮ＋）の電位をα点（ＩＮ＋）と表記する。なお、β点（差動信号Ｄ－）の電位、γ点（差動信号Ｄ＋）の電位、そしてα点（差動入力ＩＮ＋）の電位は、接地電位ＧＮＤを基準とした電位である。そして、図１１（ｂ）において、感受素子１に印加される電圧を“感受素子の電圧”と表記する。そして、図１１（ａ）、図１１（ｂ）では、横軸が時間、縦軸が電圧である。そして、横軸において時刻ｔ１～ｔ６として、この順に時間が経過するとする。
次に、磁気センサ１１２の動作を説明する。
図１１は、第３の実施の形態が適用される磁気センサ１１２の動作を説明するタイミングチャートである。図１１（ａ）は、β点（差動信号Ｄ－）、γ点（差動信号Ｄ＋）、α点（差動入力ＩＮ＋）の各電位のタイミングチャート、図１１（ｂ）は、感受素子１に印加される電圧のタイミングチャートである。図１１（ａ）において、β点（差動信号Ｄ－）の電位をβ点（Ｄ－）、γ点（差動信号Ｄ＋）の電位をγ点（Ｄ＋）、そしてα点（差動入力ＩＮ＋）の電位をα点（ＩＮ＋）と表記する。なお、β点（差動信号Ｄ－）の電位、γ点（差動信号Ｄ＋）の電位、そしてα点（差動入力ＩＮ＋）の電位は、接地電位ＧＮＤを基準とした電位である。そして、図１１（ｂ）において、感受素子１に印加される電圧を“感受素子の電圧”と表記する。そして、図１１（ａ）、図１１（ｂ）では、横軸が時間、縦軸が電圧である。そして、横軸において時刻ｔ１～ｔ６として、この順に時間が経過するとする。
【0102】
ここでは、完全差動アンプＵは、差動出力ＯＵＴ＋と差動出力ＯＵＴ－とから出力される信号が、電位Ｖｐ（Ｖ）と電位－Ｖｐ（Ｖ）との間で振動するとする。なお、以下では、電位Ｖｐ（Ｖ）、電位－Ｖｐ（Ｖ）を、Ｖｐ、－Ｖｐと表記する。
図１１（ａ）に示すように、β点（差動信号Ｄ－）及びγ点（差動信号Ｄ＋）は、差動信号であるので、位相が逆になる。
図１１（ａ）に示すように、β点（差動信号Ｄ－）及びγ点（差動信号Ｄ＋）は、差動信号であるので、位相が逆になる。
【0103】
時刻ｔ１の直前において、β点（差動信号Ｄ－）がＶｐ、γ点（差動信号Ｄ＋）が－Ｖｐであるとする。この場合、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点（δ点（差動入力ＩＮ－））は、Ｖｐ＋（－Ｖｐ）となり、０Ｖになる。なお、δ点（差動入力ＩＮ－）は、β点（差動信号Ｄ－）とγ点（差動信号Ｄ＋）との中間の電位となるので、常に０Ｖである。後述するように、δ点（差動入力ＩＮ－）の電位は、しきい電圧として機能する。
【0104】
そして、時刻ｔ１において、α点（差動入力ＩＮ＋）が－Ｖｐ側からＶｐ側に移行する際に、α点（差動入力ＩＮ＋）がδ点（差動入力ＩＮ－）の０Ｖより高くなると、差動出力ＯＵＴ－がＶｐから－Ｖｐに反転し、β点（差動信号Ｄ－）がＶｐから－Ｖｐに移行する。同時に、差動出力ＯＵＴ＋が－ＶｐからＶｐに反転し、γ点（差動信号Ｄ＋）が－ＶｐからＶｐに移行する。すると、０Ｖであったα点（差動入力ＩＮ＋）は、γ点（差動信号Ｄ＋）が－ＶｐからＶｐに移行するので、２Ｖｐに移行する。この後、β点（差動信号Ｄ－）が－Ｖｐであるので、α点（差動入力ＩＮ＋）は、容量素子２（Ｃ）から感受素子１（Ｚ）を介して電荷が放電されることで、２Ｖｐから負側（－２Ｖｐ側）に向かって徐々に下降する。
【0105】
時刻ｔ２において、α点（差動入力ＩＮ＋）が２Ｖｐから負側に向かって下降する際に、α点（差動入力ＩＮ＋）がδ点（差動入力ＩＮ－）の０Ｖより低くなると、差動出力ＯＵＴ－が－ＶｐからＶｐに反転し、β点（差動信号Ｄ－）が－ＶｐからＶｐに移行する。同時に、差動出力ＯＵＴ＋がＶｐから－Ｖｐに反転し、γ点（差動信号Ｄ＋）がＶｐから－Ｖｐに移行する。すると、０Ｖであったα点（差動入力ＩＮ＋）は、γ点（差動信号Ｄ＋）がＶｐから－Ｖｐに移行するので、－２Ｖｐに移行する。この後、β点（差動信号Ｄ－）がＶｐであるので、α点（差動入力ＩＮ＋）は、容量素子２（Ｃ）に感受素子１（Ｚ）を介して電荷が充電されることで、－２Ｖｐから正側（＋２Ｖｐ側）に向かって徐々に上昇する。
【0106】
時刻ｔ３において、α点（差動入力ＩＮ＋）が－２Ｖｐから正側に向かって上昇する際に、α点（差動入力ＩＮ＋）がδ点（差動入力ＩＮ－）の０Ｖより高くなると、差動出力ＯＵＴ－がＶｐから－Ｖｐに反転し、β点（差動信号Ｄ－）がＶｐから－Ｖｐに移行する。同時に、差動出力ＯＵＴ＋が－ＶｐからＶｐに反転し、γ点（差動信号Ｄ＋）が－ＶｐからＶｐに移行する。すると、０Ｖであったα点（差動入力ＩＮ＋）は、γ点（差動信号Ｄ＋）が－ＶｐからＶｐに移行するので、２Ｖｐに移行する。この後、β点（差動信号Ｄ－）が－Ｖｐであるので、α点（差動入力ＩＮ＋）は、容量素子２（Ｃ）から感受素子１（Ｚ）を介して電荷が放電されることで、２Ｖｐから負側（－２Ｖｐ側）に向かって徐々に下降する。つまり、時刻ｔ３は、時刻ｔ１と同様である。
この後、時刻ｔ１から時刻ｔ３までを１周期とした電位変化が繰り返される。
この後、時刻ｔ１から時刻ｔ３までを１周期とした電位変化が繰り返される。
【0107】
図１１（ｂ）に示す感受素子１（Ｚ）の電圧（感受素子の電圧）は、α点（差動入力ＩＮ＋）を基準としたβ点（差動信号Ｄ－）の電圧である。よって、感受素子１（Ｚ）の電圧（感受素子の電圧）は、図１０（ａ）に示したβ点（差動信号Ｄ－）の電位からα点（差動入力ＩＮ＋）の電位を引き算したものである。なお、感受素子１（Ｚ）の電圧は、絶対値で評価し、電圧が大きくなる又は小さくなると表記する。
【0108】
時刻ｔ１において、感受素子１（Ｚ）の電圧は、０Ｖから－３Ｖｐに大きくなる。その後、感受素子１（Ｚ）を介して容量素子２（Ｃ）の電荷が放電されることで、感受素子１（Ｚ）の電圧は、－３Ｖｐから０Ｖへと徐々に小さくなる。
時刻ｔ２において、感受素子１（Ｚ）の電圧は、０Ｖから３Ｖｐに大きくなる。その後、感受素子１（Ｚ）を介して容量素子２（Ｃ）に電荷が充電されることで、感受素子１（Ｚ）の電圧は、３Ｖｐから０Ｖに向かって徐々に小さくなる。
そして、時刻ｔ３において、感受素子１（Ｚ）の電圧は、０Ｖから－３Ｖｐに大きくなる。その後、感受素子１（Ｚ）を介して容量素子２（Ｃ）の電荷が放電されることで、感受素子１（Ｚ）の電圧は、－３Ｖｐから０Ｖに向かって徐々に小さくなる。つまり、時刻ｔ３は、時刻ｔ１と同じである。
そして、時刻ｔ１から時刻ｔ３までを１周期として電圧変化が繰り返される。
時刻ｔ２において、感受素子１（Ｚ）の電圧は、０Ｖから３Ｖｐに大きくなる。その後、感受素子１（Ｚ）を介して容量素子２（Ｃ）に電荷が充電されることで、感受素子１（Ｚ）の電圧は、３Ｖｐから０Ｖに向かって徐々に小さくなる。
そして、時刻ｔ３において、感受素子１（Ｚ）の電圧は、０Ｖから－３Ｖｐに大きくなる。その後、感受素子１（Ｚ）を介して容量素子２（Ｃ）の電荷が放電されることで、感受素子１（Ｚ）の電圧は、－３Ｖｐから０Ｖに向かって徐々に小さくなる。つまり、時刻ｔ３は、時刻ｔ１と同じである。
そして、時刻ｔ１から時刻ｔ３までを１周期として電圧変化が繰り返される。
【0109】
以上説明したように、磁気センサ１１２は、差動入力ＩＮ＋（α点）の電位が差動入力ＩＮ－（δ点）の電位（ここでは、０Ｖ）より低くなると、差動出力ＯＵＴ－が－ＶｐからＶｐに反転し、差動信号Ｄ－（β点）が－ＶｐからＶｐに移行する。同時に、差動出力ＯＵＴ＋がＶｐから－Ｖｐに反転し、差動信号Ｄ＋（γ点）がＶｐから－Ｖｐに移行する。そして、差動入力ＩＮ＋（α点）の電位が差動入力ＩＮ－（δ点）の電位（ここでは、０Ｖ）より高くなると、差動出力ＯＵＴ－がＶｐから－Ｖｐに反転し、差動信号Ｄ－（β点）がＶｐから－Ｖｐに移行する。同時に、差動出力ＯＵＴ＋が－ＶｐからＶｐに反転し、差動信号Ｄ＋（γ点）が－ＶｐからＶｐに移行する。
【0110】
差動入力ＩＮ＋（α点）の電位は、容量素子２（Ｃ）の電荷が感受素子１（Ｚ）を介して充放電されることで変化する。つまり、容量素子２（Ｃ）の電荷が感受素子１（Ｚ）を介して充放電されることで、差動信号Ｄ－（β点）と差動信号Ｄ＋（γ点）とには、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間を１周期とする交流電圧が発生する。そして、この周期は、感受素子１のインピーダンスＺと容量素子２の容量Ｃとによって定められる時定数によって決まる。そして、感受素子１のインピーダンスＺは、図３に示したように、磁界Ｈにより変化する。よって、周波数測定部１２０により、磁気センサ１１０に流れる交流電流の周波数、又は周波数の変化を測定することにより、感受素子１が感受した磁界又は磁界の変化が計測される。つまり、完全差動アンプＵは、交流電流を発生する発振回路として構成される。
【0111】
そして、図１１（ｂ）に示したように、感受素子１（Ｚ）には、３Ｖｐの電圧が印加される。つまり、感受素子１（Ｚ）には、出力ＯＵＴ＋、ＯＵＴ－から出力される信号Ｖｐの３倍の電圧が印加される。よって、感受素子１に信号Ｖｐが印加される場合に比べ、インピーダンスＺの変化率が３倍になり、磁界又は磁界の変化の計測の誤差が１／３になる。
【0112】
なお、差動入力ＩＮ－（δ点）には、予め定められた電位を別の電源、例えば電池などを用いて別途供給してもよい。
【0113】
以上説明したように、完全差動アンプＵでは、図１０に示したように、ｐｎｐトランジスタＱ３とｎｐｎトランジスタＱ５で構成される出力段とｐｎｐトランジスタＱ４とｎｐｎトランジスタＱ６で構成される出力段とが同時に動作する。よって、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１１０では二個のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２が順に動作する場合に遅延時間ｔｄが２倍になることに比べ、磁気センサ１１２では、遅延時間ｔｄが生じたとしても２倍にならない。また、差動信号Ｄ＋、Ｄ－間にスキューの発生が抑制される。これにより、コモンモードノイズの発生が抑制される。
【0114】
図１２は、第３の実施の形態が適用される磁気センサ１１２からの差動信号Ｄ＋、Ｄ－の一例を説明する図である。図１２（ａ）は、外部から永久磁石を近づけない場合、図１２（ｂ）は、外部から永久磁石を近づけた場合である。図１２（ａ）、図１２（ｂ）では、差動信号Ｄ＋を実線で、差動信号Ｄ－を破線で示している。なお、図１２（ｂ）では、図１２（ａ）に示した差動信号Ｄ＋を比較のために一点鎖線（図１２（ｂ）において、（ａ）Ｄ＋として表記する。）で示している。図１２（ａ）、図１２（ｂ）において、横軸は、時間で一目盛りが２ｎｓ、縦軸は、電圧で一目盛りが２００ｍＶである。永久磁石を近づけた場合と、近づけない場合とで、磁気センサ１１２の感受素子１（Ｚ）に印加される磁界Ｈが異なる（図３参照）。すると、図３に示したように、感受素子１のインピーダンスＺが異なる。よって、永久磁石を近づけた場合と、近づけない場合とで、磁気センサ１１２の交流の周波数が異なる。
【0115】
図１２（ａ）に示すように、永久磁石を近づけない場合には、磁気センサ１１２は、４ｎｓ～５ｎｓの周期、つまり２００ＭＨｚ～２５０ＭＨｚの周波数で動作している。そして、図１２（ｂ）に示すように、永久磁石を近づけた場合には、磁気センサ１１２は、９ｎｓの周期、つまり１１１ＭＨｚの周波数で動作している。つまり、磁気センサ１１２は、磁界Ｈの変化により周波数が変化する。このように、磁気センサ１１２に流れる交流電流の周波数を測定することで、磁界又は磁界の変化が計測できる。
【0116】
なお、完全差動アンプＵの代わりに、差動伝送ドライバを用いることも考えられるが、差動伝送ドライバは、定電流出力であるため、交流電流を発生させる発振回路として構成しづらい。
【0117】
図１３は、第３の実施の形態が適用される磁気センサ１１２の変形例の磁気センサ１１２′を説明する図である。磁気センサ１１２′は、磁気センサ１１２に、完全差動アンプＵ２を設けている。なお、磁気センサ１１２の部分の完全差動アンプＵ、電源電位ＶＣＣ、ＶＥＥを、完全差動アンプＵ１、電源電位ＶＣＣ１、ＶＥＥ１とする。
【0118】
完全差動アンプＵ２において、差動入力ＩＮ＋には周波数設定部１０のβ点が接続され、差動入力ＩＮ－には周波数設定部１０のγ点が接続されている。そして、差動出力ＯＵＴ－は抵抗Ｒ３を介して同軸ケーブルに接続されている。そして、差動出力ＯＵＴ＋は抵抗Ｒ４を介して他の同軸ケーブルに接続されている。なお、抵抗Ｒ３、Ｒ４は、出力インピーダンスを設定する。そして、完全差動アンプＵ２には、電源電位ＶＣＣ２、ＶＥＥ２が接続されている。なお、電源電位ＶＣＣ１、ＶＣＣ２は同じ電圧であってもよく、電源電位ＶＥＥ１、ＶＥＥ２は同じ電圧であってもよい。
【0119】
完全差動アンプＵ２は、バッファとして機能し、完全差動アンプＵ２の川下側に設けられる回路や川下側で発生するノイズなどが、磁気センサ１１２に影響することを抑制する。
【0120】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない限りにおいては様々な変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【0121】
１…感受素子、２…容量素子、１０…周波数設定部、１１…感受素子部、１２…容量素子部、２０、２１、２２…電位供給部、５０…基板、６０…薄膜磁石、７０…感受回路、７１…感受部、７２…接続部、７３、７３ａ、７３ｂ…端子部、８０、８０ａ、８０ｂ…ヨーク、１００…磁気センサシステム、１１０、１１１、１１２、１１２′…磁気センサ、１２０…周波数測定部、１３０…磁界算出部、５０１…密着層、５０２…制御層、５０３…硬磁性体層、５０４…誘電体層、５０５…軟磁性体層、５０６…導電体層、Ｃ…容量、Ｄ＋、Ｄ－…差動信号、ＧＮＤ…接地電位、Ｈ…磁界、Ｈｂ…バイアス磁界、Ｈｋ…異方性磁界、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３…定電流源、ＩＮＶ、ＩＮＶ１、ＩＮＶ２…インバータ、ＩＮＶ３…シュミットトリガインバータ、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６…ｎｐｎトランジスタ、Ｑ３、Ｑ４…ｐｎｐトランジスタ、ＶＣＣ、ＶＣＣ１、ＶＣＣ２、ＶＥＥ、ＶＥＥ１、ＶＥＥ２…電源電位、Ｚ…インピーダンス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
