JP2013242299A - 磁気センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】TMR素子20と補正用AMR素子30とが電源Vddとグランドとの間に直列接続されている。補正用AMR素子30の抵抗値は、TMR素子20の抵抗値に含まれる外部磁場の回転角度の出力誤差を打ち消すように設定されている。補正用AMR素子30の抵抗値は、TMR素子20の抵抗値に比べて小さくなっている。電源VddからTMR素子20に与えられる電圧を大きくすることができる。TMR素子20において外部磁場の回転角度に応じた抵抗値の変化量を大きくすることができる。したがって、外部磁場の回転角度に応じた磁気センサ10の出力の変化量を大きくすることができる。磁気センサ10としての感度を上げることができる。
【選択図】図1
Description
前記磁気抵抗素子に比べて抵抗値が小さく、かつ前記外部磁場の回転角度に応じて抵抗値が変化する異方性磁気抵抗素子(30、30a〜30d)と、を備え、
前記磁気抵抗素子の抵抗値および前記異方性磁気抵抗素子の抵抗値の合成抵抗値に基づいて前記外部磁場を測定するように構成されていることを特徴としている。
図1に本発明の第1実施形態の磁気センサ10の回路構成を示す。本実施形態の磁気センサ10は、TMR素子(TMR:Tunnel Magneto-Resistance)20および補正用AMR素子(AMR:Anisotropic Magneto-Resistance)30から構成されている。TMR素子20および補正用AMR素子30は、電源Vddとグランドとの間に直列に接続されている。TMR素子20は、補正用AMR素子30に対して電源Vdd側に配置されている。
このため、誤差率(%)が小さくなるほど、測定用磁気抵抗素子を流れる電流が大きくなる。
本実施形態の磁気センサ10では、補正用AMR素子30がTMR素子20に対して電源Vdd側に配置されている。このため、補正用AMR素子30は、電源VddからTMR素子20に加わるサージ電流に対する保護素子として機能することができる。
(1)補正用AMR素子30の磁化容易軸の方向の角度を45度にする。
(2)磁化容易軸の方向の角度を45度にした補正用AMR素子30と磁化容易軸の方向の角度を135度にした補正用AMR素子30とを組み合わせて磁気センサ10を構成する。これにより、誤差補正効果を高めることができる。
上述の第1実施形態では、1つの補正用AMR素子30と1つのTMR素子20とによって磁気センサ10を構成した例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、2つの補正用AMR素子と1つのTMR素子とによって磁気センサ10を構成する例について説明する。
上述の第3実施形態では、TMR素子20および補正用AMR素子30は、同一平面上に形成されている例について説明したが、これに代えて、本第3実施形態では、TMR素子20および補正用AMR素子30を互いに異なる面上に形成した例について説明する
本実施形態では、図8に示すように、TMR素子20および補正用AMR素子30は、絶縁層25を介してTMR素子20および補正用AMR素子30が互いに対向する層に形成されている。図8では、TMR素子20は、絶縁層25に対して紙面手前側に形成され、補正用AMR素子30は、絶縁層25に対して紙面奥側に形成されている。
上述の第1実施形態では、1つの補正用AMR素子30と1つのTMR素子20とによって磁気センサ10を構成した例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、4つの補正用AMR素子と4つのTMR素子とによって磁気センサ10を構成する例について説明する。
上述の第4実施形態では、対応関係にあるTMR素子および補正用AMR素子(例えば、TMR素子20aおよび補正用AMR素子30a)をそれぞれ電源Vddとグランドとの間に直列接続した例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、対応関係にあるTMR素子および補正用AMR素子をそれぞれ電源Vddとグランドとの間に並列接続する例について説明する。
上記第1実施形態では、TMR素子20の抵抗値によって外部磁場の回転角度を測定する例について説明したが、これに代えて、本第6実施形態では、TMR素子20の抵抗値によって外部磁場の強度を測定する例について説明する。
上記第1、2実施形態では、電源Vddとグランドとの間に1つのTMR素子20を配置した例について説明したが、これに限らず、電源Vddとグランドとの間に2つ以上のTMR素子20を配置してもよい。
20 TMR素子
20a TMR素子
20b TMR素子
20c TMR素子
20d TMR素子
30 補正用AMR素子
30a 補正用AMR素子
30b 補正用AMR素子
30c 補正用AMR素子
30d 補正用AMR素子
Claims (17)
- 外部磁場に対して磁化方向が固定された磁化固定層と、前記外部磁場によって磁化方向が回転する強磁性層と、前記磁化固定層と前記強磁性層との間に挟まれて前記磁化固定層の磁化方向と前記強磁性層の磁化方向との間の角度によって抵抗値が変化する非磁性中間層とを備える磁気抵抗素子(20、20a〜20d)と、
前記磁気抵抗素子に比べて抵抗値が小さく、かつ前記外部磁場の回転角度に応じて抵抗値が変化する異方性磁気抵抗素子(30、30a〜30d)と、を備え、
前記磁気抵抗素子の抵抗値および前記異方性磁気抵抗素子の抵抗値の合成抵抗値に基づいて前記外部磁場を測定するように構成されていることを特徴とする磁気センサ。 - 前記異方性磁気抵抗素子の抵抗値が前記磁気抵抗素子の抵抗値のうち前記回転角度の出力誤差を打ち消すように設定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。
- 前記異方性磁気抵抗素子の磁化容易軸の方向と前記磁化固定層の磁化方向との間の角度を設定することにより、前記異方性磁気抵抗素子の抵抗値が前記磁気抵抗素子の抵抗値のうち前記回転角度の出力誤差を打ち消すように設定されていることを特徴とする請求項2に記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗素子および前記異方性磁気抵抗素子は、電源とグランドとの間に直列に接続されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗素子および前記異方性磁気抵抗素子は、電源とグランドとの間に並列に配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗素子および前記異方性磁気抵抗素子は、前記外部磁場の回転角度を測定することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗素子および前記異方性磁気抵抗素子は、前記外部磁場の強度を測定することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記異方性磁気抵抗素子は、Ni、Fe、Coのいずれか1つの金属、或いはNi、Fe、Coのいずれか2つ以上の金属の合金を用いて構成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗素子および前記異方性磁気抵抗素子は、同一平面上に形成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗素子および前記異方性磁気抵抗素子は、互いに異なる面上に形成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗素子は、複数個配置されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記複数個の磁気抵抗素子は、ブリッジ回路を構成していることを特徴とする請求項11に記載の磁気センサ。
- 前記異方性磁気抵抗素子は、複数個配置されていることを特徴とする請求項12に記載の磁気センサ。
- 前記複数個の異方性磁気抵抗素子は、ブリッジ回路を構成していることを特徴とする請求項13に記載の磁気センサ。
- 前記異方性磁気抵抗素子は、少なくとも2個以上配置されており、
前記磁気抵抗素子は、前記2個の異方性磁気抵抗素子の間に配置されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の磁気センサ。 - 前記磁気抵抗素子は、TMR素子であることを特徴とする請求項1ないし15のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗素子は、GMR素子であることを特徴とする請求項1ないし15のいずれか1つに記載の磁気センサ。
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