JP5265689B2 - 磁気結合型アイソレータ - Google Patents
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Description
したがって、従来では信号伝送速度を高めることが困難であった。
入力信号により外部磁界を発生させるための磁界発生部と、前記磁界発生部と電気的に絶縁されるとともに磁気的結合が可能な位置であって、前記磁界発生部に対して高さ方向に対向配置された前記外部磁界を検出して電気信号に変換するための磁気抵抗効果素子と、を有し、
前記磁気抵抗効果素子は、反強磁性層、磁化方向が固定された固定磁性層、非磁性材料層、及び磁化変動可能なフリー磁性層が順に積層された多層膜と、前記多層膜の上下に配置された電極層とを有して構成され、
前記多層膜は、幅寸法がT1、前記幅寸法T1に直交する長さ寸法がL1であり、前記長さ寸法L1が前記幅寸法T1よりも長く形成されており、
前記多層膜は、平面視にて、前記磁界発生部の幅寸法T2の中心から両側方向へ前記幅寸法T2に対して30%ずつの幅とした計60%の幅領域内に位置しており、
前記磁気抵抗効果素子に接続される非磁性の配線パターンが、前記電極層に連続して形成されており、
前記固定磁性層の磁化方向は、前記多層膜の幅方向を向き、前記外部磁界の方向と平行あるいは反平行であることを特徴とするものである。
前記第1磁界発生部と対向配置される前記磁気抵抗効果素子と、前記第2磁界発生部と対向配置される前記磁気抵抗効果素子とを備え、各磁気抵抗効果素子は、全て同じ層構成であり、
前記第1磁界発生部と対向配置される前記磁気抵抗効果素子と、前記第2磁界発生部と対向配置される前記磁気抵抗効果素子とがブリッジ回路を構成していることが好ましい。
このとき、全ての前記磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層の磁化方向が同じ方向を向いていることが好ましい。また、各磁気抵抗効果素子に接続される前記配線パターンがすべて、平面視にして重ならないように引き回されていることが好ましい。
例えば各磁気抵抗効果素子R1−R4の固定磁性層33の磁化がY1方向に固定されているとして、図4に示す夫々の外部磁界H3,H4が各磁気抵抗効果素子R1〜R4に侵入すると、第1磁気抵抗効果素子R1及び第4磁気抵抗効果素子R4のフリー磁性層35の磁化はY1方向に向けて傾く。よって第1磁気抵抗効果素子R1及び第4磁気抵抗効果素子R4の電気抵抗値は小さくなる。一方、第2磁気抵抗効果素子R2及び第3磁気抵抗効果素子R3の磁化はY2方向に向けて傾く。よって第2磁気抵抗効果素子R2及び第3磁気抵抗効果素子R3の電気抵抗値は大きくなる。これにより、第1磁気抵抗効果素子R1と第2磁気抵抗効果素子R2間の中点電位、及び第3磁気抵抗効果素子R3と第4磁気抵抗効果素子R4間の中点電位が変動し、差動出力を得ることが出来る。
実験では、図4に示すコイル片6の幅寸法T4を4μm、間隔T5を2μm、ターン数を8としたコイル2を形成した。よってコイル2の磁界発生部3,4の幅寸法T2は、46μmであった。
2 コイル
3 第1磁界発生部
4 第2磁界発生部
6 コイル片
7 送信回路
10 入力端子
11、12 グランド端子
13、14 出力端子
15 差動増幅器
16 外部出力端子
20〜27 配線パターン
30 下部電極層
31 多層膜
32 反強磁性層
33 固定磁性層
34 絶縁障壁層
35 フリー磁性層
37 絶縁層
38 ハードバイアス層
40 上部電極層
H1〜H4 外部磁界
R1〜R4 磁気抵抗効果素子
Claims (7)
- 入力信号により外部磁界を発生させるための磁界発生部と、前記磁界発生部と電気的に絶縁されるとともに磁気的結合が可能な位置であって、前記磁界発生部に対して高さ方向に対向配置された前記外部磁界を検出して電気信号に変換するための磁気抵抗効果素子と、を有し、
前記磁気抵抗効果素子は、反強磁性層、磁化方向が固定された固定磁性層、非磁性材料層、及び磁化変動可能なフリー磁性層が順に積層された多層膜と、前記多層膜の上下に配置された電極層とを有して構成され、
前記多層膜は、幅寸法がT1、前記幅寸法T1に直交する長さ寸法がL1であり、前記長さ寸法L1が前記幅寸法T1よりも長く形成されており、
前記多層膜は、平面視にて、前記磁界発生部の幅寸法T2の中心から両側方向へ前記幅寸法T2に対して30%ずつの幅とした計60%の幅領域内に位置しており、
前記磁気抵抗効果素子に接続される非磁性の配線パターンが、前記電極層に連続して形成されており、
前記固定磁性層の磁化方向は、前記多層膜の幅方向を向き、前記外部磁界の方向と平行あるいは反平行であることを特徴とする磁気結合型アイソレータ。 - 前記多層膜のアスペクト比(長さ寸法L1/幅寸法T1)は2〜30である請求項1記載の磁気結合型アイソレータ。
- 前記多層膜の幅寸法T1は10μm以下である請求項1又は2に記載の磁気結合型アイソレータ。
- 前記磁界発生部は、平面内に複数ターン巻回して形成されたコイルである請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気結合型アイソレータ。
- 前記磁界発生部は、外部磁界が互いに反対方向に発生する第1磁界発生部と第2磁界発生部とを有して構成され、
前記第1磁界発生部と対向配置される前記磁気抵抗効果素子と、前記第2磁界発生部と対向配置される前記磁気抵抗効果素子とを備え、各磁気抵抗効果素子は、全て同じ層構成であり、
前記第1磁界発生部と対向配置される前記磁気抵抗効果素子と、前記第2磁界発生部と対向配置される前記磁気抵抗効果素子とがブリッジ回路を構成している請求項1ないし4のいずれかに記載の磁気結合型アイソレータ。 - 全ての前記磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層の磁化方向が同じ方向を向いている請求項5記載の磁気結合型アイソレータ。
- 各磁気抵抗効果素子に接続される前記配線パターンがすべて、平面視にして重ならないように引き回されている請求項5又は6に記載の磁気結合型アイソレータ。
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US9495899B2 (en) | 2013-09-25 | 2016-11-15 | Qualcomm Incorporated | Contactless data communication using in-plane magnetic fields, and related systems and methods |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4596950A (en) * | 1980-12-24 | 1986-06-24 | Lgz Landis Gyr Zug Ag | Compensated transducer |
JPH0916924A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-01-17 | Victor Co Of Japan Ltd | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
JPH09231517A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気抵抗センサ |
JP2003124539A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Canon Inc | 磁気抵抗効果膜およびそれを用いたメモリ |
US20060061350A1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-23 | Nve Corporation | Inverted magnetic isolator |
JP2006514283A (ja) * | 2003-02-11 | 2006-04-27 | アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド | 集積センサ |
JP2007189039A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Alps Electric Co Ltd | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 |
WO2008050790A1 (fr) * | 2006-10-24 | 2008-05-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Elément de détection magnétique à tunnel et procédé de fabrication associé |
WO2008111336A1 (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-18 | Omron Corporation | 磁気カプラ素子および磁気結合型アイソレータ |
Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
JPS6069906A (ja) | 1983-09-27 | 1985-04-20 | Canon Inc | アイソレ−タ |
JPS6432712A (en) | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Tdk Corp | Magnetic coupler |
US6300617B1 (en) | 1998-03-04 | 2001-10-09 | Nonvolatile Electronics, Incorporated | Magnetic digital signal coupler having selected/reversal directions of magnetization |
US7054118B2 (en) * | 2002-03-28 | 2006-05-30 | Nve Corporation | Superparamagnetic field sensing devices |
US6872467B2 (en) * | 2002-11-12 | 2005-03-29 | Nve Corporation | Magnetic field sensor with augmented magnetoresistive sensing layer |
US20070242395A1 (en) * | 2004-10-15 | 2007-10-18 | Bailey William E | Methods of manipulating the relaxation rate in magnetic materials and devices for using the same |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4596950A (en) * | 1980-12-24 | 1986-06-24 | Lgz Landis Gyr Zug Ag | Compensated transducer |
JPH0916924A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-01-17 | Victor Co Of Japan Ltd | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
JPH09231517A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気抵抗センサ |
JP2003124539A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Canon Inc | 磁気抵抗効果膜およびそれを用いたメモリ |
JP2006514283A (ja) * | 2003-02-11 | 2006-04-27 | アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド | 集積センサ |
US20060061350A1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-23 | Nve Corporation | Inverted magnetic isolator |
JP2007189039A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Alps Electric Co Ltd | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 |
WO2008050790A1 (fr) * | 2006-10-24 | 2008-05-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Elément de détection magnétique à tunnel et procédé de fabrication associé |
WO2008111336A1 (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-18 | Omron Corporation | 磁気カプラ素子および磁気結合型アイソレータ |
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