JPH05249210A - Magnetic sensor - Google Patents
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- JPH05249210A JPH05249210A JP4083350A JP8335092A JPH05249210A JP H05249210 A JPH05249210 A JP H05249210A JP 4083350 A JP4083350 A JP 4083350A JP 8335092 A JP8335092 A JP 8335092A JP H05249210 A JPH05249210 A JP H05249210A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、強磁性体金属の薄膜に
より形成される磁気抵抗素子の磁気抵抗効果を利用する
磁気センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor utilizing the magnetoresistive effect of a magnetoresistive element formed of a thin film of ferromagnetic metal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、磁気センサは、近接スイッチ、位
置検出器、電子ロック装置、キーボード、薄膜磁気ヘッ
ド、圧力スイッチングセンサ、パターン認識センサ等と
して広く使用されている。そして、磁界の強さを計測す
るための磁気センサには、磁気抵抗効果を有する磁気抵
抗素子が広く使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, magnetic sensors have been widely used as proximity switches, position detectors, electronic lock devices, keyboards, thin film magnetic heads, pressure switching sensors, pattern recognition sensors and the like. A magnetoresistive element having a magnetoresistive effect is widely used as a magnetic sensor for measuring the strength of a magnetic field.
【０００３】ここで、磁気抵抗効果とは、強磁性体金属
薄膜等の素子を磁界内に置くとき、導体中の内部電気抵
抗が変化する現象をいう。磁気抵抗効果を利用する磁気
抵抗素子としては、インジウムアンチモン、ガリウム砒
素等の化合物半導体を利用したものと、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃ
ｏ、パーマロイ等の強磁性体金属で形成される磁気感応
薄膜を利用したものの２種類が使用されている。Here, the magnetoresistive effect means a phenomenon in which the internal electrical resistance in a conductor changes when an element such as a ferromagnetic metal thin film is placed in a magnetic field. As a magnetoresistive element utilizing the magnetoresistive effect, one using a compound semiconductor such as indium antimony or gallium arsenide, Ni, Ni—C
Two types are used, one using a magnetically sensitive thin film formed of a ferromagnetic metal such as o or permalloy.
【０００４】そして、一般に、半導体磁気抵抗素子では
磁界をかけるとその内部抵抗が増加する。すなわち、半
導体磁気抵抗素子は正の磁気特性をもっている。これに
対して強磁性体磁気抵抗素子では、磁界をかけるとその
内部抵抗が減少する。すなわち、強磁性体磁気抵抗素子
は負の磁気特性をもっている。In general, in a semiconductor magnetoresistive element, the internal resistance increases when a magnetic field is applied. That is, the semiconductor magnetoresistive element has a positive magnetic characteristic. On the other hand, in a ferromagnetic magnetoresistive element, its internal resistance decreases when a magnetic field is applied. That is, the ferromagnetic magnetoresistive element has a negative magnetic characteristic.
【０００５】一方、従来、強磁性体金属で形成される磁
気感応薄膜は、真空蒸着法やスパッタ法を利用して、ガ
ラス基板等の上にパーマロイ等の強磁性体金属を、厚さ
約１０００オングストロームの薄膜状に付着させること
により形成されている。強磁性体金属薄膜で形成される
磁気抵抗素子は、半導体磁気抵抗素子よりも周波数特性
が優れているため広く使用されている。磁気抵抗素子
は、上記磁気感応薄膜をエッチング加工により、つづら
折り状のパターンとすることで形成される。On the other hand, conventionally, a magnetic sensitive thin film formed of a ferromagnetic metal has a thickness of about 1000 and a ferromagnetic metal such as permalloy on a glass substrate or the like by using a vacuum deposition method or a sputtering method. It is formed by depositing a thin film of angstrom. A magnetoresistive element formed of a ferromagnetic metal thin film is widely used because it has better frequency characteristics than a semiconductor magnetoresistive element. The magnetoresistive element is formed by etching the magnetically sensitive thin film into a zigzag pattern.
【０００６】しかし、強磁性体金属薄膜のパターンで形
成される磁気抵抗素子では温度依存性が大きく、このま
までは実用上問題がある。すなわち、強磁性体金属は一
般的に温度により内部抵抗が変化する性質があり、また
磁気抵抗素子では薄膜状のパターンであるため温度変化
の影響を受けやすい。従って、磁気抵抗素子の内部抵抗
が磁界の強さのみでなく、周囲温度によっても変化して
しまう。However, the magnetoresistive element formed by the pattern of the ferromagnetic metal thin film has a large temperature dependency, and there is a practical problem as it is. That is, the ferromagnetic metal generally has a property that the internal resistance changes depending on the temperature, and the magnetoresistive element has a thin film pattern, and thus is easily affected by the temperature change. Therefore, the internal resistance of the magnetoresistive element changes not only with the strength of the magnetic field but also with the ambient temperature.
【０００７】この問題を解決する手段として、従来よ
り、２つの磁気抵抗素子を同一基板上に設け、差動的に
温度補償を行うことが行われていた。強磁性体金属薄膜
を利用する従来の磁気センサ１６の一例を図８に示す。
同一の磁気抵抗素子１１，１２は、各々約５０μの線幅
を有するパターンとして形成されている。磁気抵抗素子
１１，１２のパターンは直角の位相差をもつように形成
されている。As a means for solving this problem, conventionally, two magnetoresistive elements have been provided on the same substrate to differentially perform temperature compensation. FIG. 8 shows an example of a conventional magnetic sensor 16 using a ferromagnetic metal thin film.
The same magnetoresistive elements 11 and 12 are formed as patterns each having a line width of about 50 μ. The patterns of the magnetoresistive elements 11 and 12 are formed so as to have a quadrature phase difference.
【０００８】そして、磁気抵抗素子１１，１２は、パタ
ーンの線の長手方向に対して直角に磁界を受けた場合
に、内部抵抗値が減少する性質を有しており、パターン
の線の長手方向に磁界を受けた場合には、内部抵抗値が
変化しない。そのため、図８に示すように、磁気抵抗素
子１１のパターン線の長手方向に磁界Ａがかけられた場
合、磁気抵抗素子１２の内部抵抗値は減少するが、磁気
抵抗素子１１の内部抵抗値は磁界Ａによっては変化しな
い。The magnetoresistive elements 11 and 12 have the property that the internal resistance value decreases when a magnetic field is applied at right angles to the longitudinal direction of the pattern lines. When a magnetic field is applied to, the internal resistance value does not change. Therefore, as shown in FIG. 8, when the magnetic field A is applied in the longitudinal direction of the pattern line of the magnetoresistive element 11, the internal resistance value of the magnetoresistive element 12 decreases, but the internal resistance value of the magnetoresistive element 11 decreases. It does not change depending on the magnetic field A.
【０００９】よって、磁気抵抗素子１１の内部抵抗値の
変化は、温度変化のみを直接表わすこととなる。それに
対して、磁気抵抗素子１２の内部抵抗値は磁界Ａの強さ
及び周囲温度の両方により変化している。従って、磁気
抵抗素子１２の内部抵抗値の変化を磁気抵抗素子１１の
内部抵抗値の変化により温度補償することが可能であ
る。すなわち、この磁気抵抗素子１２の内部抵抗値の変
化により変動した直流電流が流れる磁気抵抗素子１１の
両端部端子１３，１４の直流電圧を計測することによ
り、温度補償された磁界Ａの強さを測定することができ
る。Therefore, the change in the internal resistance value of the magnetoresistive element 11 directly represents only the change in temperature. On the other hand, the internal resistance value of the magnetoresistive element 12 changes depending on both the strength of the magnetic field A and the ambient temperature. Therefore, the change in the internal resistance value of the magnetoresistive element 12 can be temperature-compensated by the change in the internal resistance value of the magnetoresistive element 11. That is, the strength of the temperature-compensated magnetic field A is measured by measuring the DC voltage at both terminals 13 and 14 of the magnetoresistive element 11 in which the DC current that fluctuates due to the change in the internal resistance value of the magnetoresistive element 12 flows. Can be measured.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように二つの磁気抵抗素子１１，１２を利用して差動的
に温度補償を行わせるためには、二つの磁気抵抗素子の
寸法を精度よく管理することが必要であった。磁気抵抗
素子１１の温度変化による内部抵抗値の変化を温度補償
するのに、二つの磁気抵抗素子１１，１２の寸法精度が
悪いと複雑な演算や定数を決定するための余分な実験等
が必要になるためである。However, in order to differentially perform temperature compensation using the two magnetoresistive elements 11 and 12 as in the conventional case, the dimensions of the two magnetoresistive elements are accurately measured. It was necessary to manage. In order to temperature-compensate the change of the internal resistance value due to the temperature change of the magnetoresistive element 11, if the dimensional accuracy of the two magnetoresistive elements 11 and 12 is poor, an extra experiment for determining a complicated calculation or a constant is required. This is because
【００１１】ここで、磁気抵抗素子の寸法等は、蒸着に
より膜厚が決まり、エッチング加工によりパターンの線
幅が決まる。このうち、ウエットエッチング加工、はエ
ッチング液の濃度や液温度等により大きく変動するもの
であり、パターンの線幅を所定の幅に精度よく加工する
のは難しかった。Here, with respect to the dimensions of the magnetoresistive element, the film thickness is determined by vapor deposition, and the line width of the pattern is determined by etching. Among them, the wet etching process greatly varies depending on the concentration of the etching liquid, the liquid temperature, etc., and it is difficult to accurately process the line width of the pattern to a predetermined width.
【００１２】従って、二つの磁気抵抗素子の加工精度を
良くすることは困難であり、また、そのために余分なコ
ストが発生していた。このことは特に、磁気センサを周
囲温度が数十度の幅で変化する環境で使用するような場
合に問題となっていた。Therefore, it is difficult to improve the processing accuracy of the two magnetoresistive elements, and for that reason, extra cost is generated. This is especially a problem when the magnetic sensor is used in an environment in which the ambient temperature changes within a range of several tens of degrees.
【００１３】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、周囲温度が変化しても十分な温
度補償を行って、磁界の強さを正確に測定可能な磁気セ
ンサを容易かつ低コストで提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a magnetic sensor capable of accurately measuring the magnetic field strength by performing sufficient temperature compensation even if the ambient temperature changes. The purpose is to provide it easily and at low cost.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の磁気センサは、強磁性体金属の蒸着薄膜よ
り構成され、磁気抵抗効果を有する磁気抵抗素子を使用
する磁気センサであって、磁気抵抗素子のパターンを構
成する線の線幅が５０μ以下であると共に、前記強磁性
体金属の蒸着薄膜により構成され、パターンを構成する
線が磁気抵抗素子のパターンを構成する線よりも狭い幅
である温度補償回路を有している。In order to achieve this object, the magnetic sensor of the present invention is a magnetic sensor using a magnetoresistive element having a magnetoresistive effect, which is composed of a vapor-deposited thin film of a ferromagnetic metal. And the line width of the line forming the pattern of the magnetoresistive element is 50 μm or less, and the line forming the pattern is composed of the vapor-deposited thin film of the ferromagnetic metal, and the line forming the pattern is more than the line forming the pattern of the magnetoresistive element. It has a narrow temperature compensation circuit.
【００１５】また、この目的を達成するために、本発明
の磁気センサは、強磁性体金属の蒸着薄膜より成り磁気
抵抗効果を有する磁気抵抗素子を使用する磁気センサで
あって、磁気抵抗素子のパターンを構成する線の線幅が
５０μ以下であると共に、前記強磁性体金属から成り、
パターンを構成する線が磁気抵抗素子のパターンを構成
する線よりも狭い幅を有する温度補償回路を有し、かつ
前記温度補償回路パターンを構成する線の線幅が６μ以
下である。In order to achieve this object, the magnetic sensor of the present invention is a magnetic sensor using a magnetoresistive element having a magnetoresistive effect, which is formed of a vapor-deposited thin film of a ferromagnetic metal, The line width of the line forming the pattern is 50 μm or less, and the line is made of the ferromagnetic metal.
The line forming the pattern has a temperature compensation circuit having a width narrower than the line forming the pattern of the magnetoresistive element, and the line width of the line forming the temperature compensation circuit pattern is 6 μm or less.
【００１６】[0016]
【作用】上記の構成よりなる本発明の磁気センサは、磁
界内に置かれると磁界の強さに応じて電気的な抵抗値が
減少する。この抵抗値の変化を測定し、磁界の強さに換
算することにより磁界の強さが測定される。In the magnetic sensor of the present invention having the above construction, when placed in a magnetic field, the electrical resistance value decreases according to the strength of the magnetic field. The strength of the magnetic field is measured by measuring the change in the resistance value and converting it into the strength of the magnetic field.
【００１７】例えば、磁気センサを回転数検出器として
使用する場合、回転体に永久磁石を取付け、永久磁石を
検出可能な位置に磁気センサを取り付ける。永久磁石の
回転に伴い、磁気センサの磁気抵抗素子の内部抵抗値が
周期的に変化する。ここで、周囲温度が変化した場合、
磁気抵抗素子の内部抵抗値も周囲温度に応じて変化す
る。一方、温度補償回路は、磁気抵抗素子を構成するパ
ターンの線幅よりも小さい線幅のパターンで構成されて
いるので、温度補償回路は、磁気抵抗素子と比べて磁界
の強さの変化の影響を受けることが少ないため、正確に
磁気抵抗素子の温度補償を行うことができる。For example, when the magnetic sensor is used as a rotation speed detector, a permanent magnet is attached to the rotating body, and the magnetic sensor is attached at a position where the permanent magnet can be detected. As the permanent magnet rotates, the internal resistance value of the magnetoresistive element of the magnetic sensor changes periodically. Here, if the ambient temperature changes,
The internal resistance value of the magnetoresistive element also changes according to the ambient temperature. On the other hand, since the temperature compensating circuit is composed of a pattern having a line width smaller than the line width of the pattern forming the magnetoresistive element, the temperature compensating circuit is affected by the change in the magnetic field strength as compared with the magnetoresistive element. Since it is less likely to be affected, the temperature of the magnetoresistive element can be accurately compensated.
【００１８】さらに、温度補償回路のパターンの線幅を
６μ以下で形成すれば、温度補償回路の内部抵抗値が磁
界の強さの影響をほとんど受けなくなり、周囲温度のみ
によって変化することになるので、この温度補償回路を
使用して容易に磁気抵抗素子の温度補償を行うことがで
きる。Further, if the line width of the pattern of the temperature compensating circuit is formed to be 6 μm or less, the internal resistance value of the temperature compensating circuit is hardly influenced by the strength of the magnetic field and changes only by the ambient temperature. By using this temperature compensation circuit, temperature compensation of the magnetoresistive element can be easily performed.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例である磁
気センサ１について図面を参照して説明する。図１に磁
気抵抗素子Ｒ１を利用した磁気センサ１の構成を示す。
磁気センサ１上には、磁気抵抗素子Ｒ１と温度補償回路
Ｒ２との２つのつづら折り状のパターンが、各々直角の
位相差をもつように形成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A magnetic sensor 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a magnetic sensor 1 using the magnetoresistive element R1.
On the magnetic sensor 1, two serpentine patterns of the magnetoresistive element R1 and the temperature compensating circuit R2 are formed so as to have a right-angled phase difference.
【００２０】ここで、磁気抵抗素子Ｒ１は、約２０μの
線幅を有するつづら折りパターンとして形成されてい
る。また、温度補償回路Ｒ２は、約４μの線幅を有する
つづら折りパターンとして形成されている。本実施例で
は、磁気抵抗素子Ｒ１および温度補償回路Ｒ２の素材で
ある強磁性体金属として、共にパーマロイ（Ｎｉ−Ｆ
ｅ，８３：１７）を使用している。Here, the magnetoresistive element R1 is formed as a serpentine pattern having a line width of about 20 μ. The temperature compensating circuit R2 is formed as a meandering pattern having a line width of about 4μ. In this embodiment, as the ferromagnetic metal that is the material of the magnetoresistive element R1 and the temperature compensating circuit R2, permalloy (Ni-F) is used.
e, 83:17).
【００２１】磁気抵抗素子Ｒ１は、パターンの線の長手
方向に対して直角に磁界を受けた場合に、抵抗値が減少
する性質を有しており、パターンの線の長手方向に磁界
を受けた場合には、抵抗値が変化しない。磁気抵抗素子
Ｒ１の両端に端子部２，３が配設され、温度補償回路Ｒ
２の両端に端子部３，４が配設されている。The magnetoresistive element R1 has a property that its resistance value decreases when it receives a magnetic field at right angles to the longitudinal direction of the pattern line, and receives the magnetic field in the longitudinal direction of the pattern line. In this case, the resistance value does not change. Terminals 2 and 3 are arranged at both ends of the magnetoresistive element R1, and the temperature compensation circuit R
Terminal portions 3 and 4 are disposed at both ends of the terminal 2.
【００２２】次に磁気センサ１の検出回路について説明
する。図２に磁気センサ１の検出回路を示す。端子２，
４の間に直流電圧Ｅがかけられている。ここで、端子部
３，４の間の直流電圧が出力１として出力され検出され
る。Next, the detection circuit of the magnetic sensor 1 will be described. FIG. 2 shows a detection circuit of the magnetic sensor 1. Terminal 2,
The DC voltage E is applied between 4 and 4. Here, the DC voltage between the terminals 3 and 4 is output as the output 1 and detected.
【００２３】例えば、磁気センサ１を回転検出器として
使用する場合について説明する。この場合、回転体に永
久磁石を取付、永久磁石を検出可能な位置に磁気センサ
１を取り付ける。永久磁石の回転に伴い、磁気センサ１
の磁気抵抗素子Ｒ１の内部抵抗値が周期的に変化する。For example, a case where the magnetic sensor 1 is used as a rotation detector will be described. In this case, a permanent magnet is attached to the rotating body, and the magnetic sensor 1 is attached to a position where the permanent magnet can be detected. As the permanent magnet rotates, the magnetic sensor 1
The internal resistance value of the magnetoresistive element R1 changes periodically.
【００２４】磁気センサ１を回転検出器として使用した
ときの出力電圧の変化を図３に示す。このように、１８
０度の周期で出力電圧が変化している。この周期をカウ
ンタによりカウントすることにより、回転体の回転数を
検出している。さらに、出力電圧と回転角度との対応を
予めＲＯＭ等に記憶させておき、出力電圧をその記憶と
対照することにより、回転角度を検出することができ
る。FIG. 3 shows changes in the output voltage when the magnetic sensor 1 is used as a rotation detector. Thus, 18
The output voltage changes at a cycle of 0 degree. The number of rotations of the rotating body is detected by counting this cycle with a counter. Further, the rotation angle can be detected by storing the correspondence between the output voltage and the rotation angle in advance in the ROM or the like and comparing the output voltage with the stored memory.
【００２５】いままで、周囲温度が変化しない場合につ
いて説明してきたが、次に、周囲温度が変化する場合に
ついて説明する。まず、温度補償回路Ｒ２について説明
する。本発明者が実験したデータを図７に示す。横軸
は、パターンを構成する線幅をミクロン単位で示し、縦
軸は、そのパターンを磁気抵抗素子Ｒ１として使用した
場合の磁気抵抗変化率を示している。磁界の強さを１０
０ガウスで実験したデータを点線１８で示し、磁界の強
さを５０ガウスで実験したデータを一点鎖線１９で示
し、磁界の強さを２５ガウスで実験したデータを実線２
０で示す。Up to now, the case where the ambient temperature does not change has been described. Next, the case where the ambient temperature changes will be described. First, the temperature compensation circuit R2 will be described. The data that the present inventor conducted an experiment are shown in FIG. The horizontal axis represents the line width of the pattern in micron units, and the vertical axis represents the magnetoresistance change rate when the pattern is used as the magnetoresistive element R1. The strength of the magnetic field is 10
The data experimented with 0 gauss is shown by a dotted line 18, the data of the magnetic field strength tested with 50 gauss is shown with a dot-dash line 19, and the data tested with the magnetic field strength of 25 gauss is shown by a solid line 2.
It is indicated by 0.
【００２６】このデータによれば、パターン幅が減少す
ると、磁気抵抗素子の磁気抵抗変化率が減少しているこ
とがわかる。従って、温度補償回路Ｒ２として、磁気抵
抗素子Ｒ１のパターン幅よりも小さい線幅のパターンを
使用すれば、温度補償回路Ｒ２の磁界の強さによる影響
が少ないので、従来の同一幅のパターンを使用していた
温度補償回路１２よりも正確に温度補償を行うことが可
能である。According to this data, it can be seen that the rate of change in magnetoresistance of the magnetoresistive element decreases as the pattern width decreases. Therefore, if a pattern having a line width smaller than the pattern width of the magnetoresistive element R1 is used as the temperature compensating circuit R2, the influence of the magnetic field strength of the temperature compensating circuit R2 is small. It is possible to perform temperature compensation more accurately than the temperature compensation circuit 12 that has been used.
【００２７】すなわち、線幅の大きいパターンを使用す
る温度補償回路の場合と比較して、線幅の小さいパター
ンを使用する温度補償回路の方が磁界の強さの影響を受
ける量が少ない分だけ、線幅の製作精度に誤差があった
場合でも、正確な温度補償を行うことができる。That is, as compared with the case of the temperature compensation circuit using a pattern with a large line width, the temperature compensation circuit using a pattern with a small line width is less affected by the strength of the magnetic field. Even if there is an error in the line width manufacturing accuracy, accurate temperature compensation can be performed.
【００２８】さらに、このデータより、磁気抵抗素子の
パターンを構成する線の線幅を６μ以下とすると磁気抵
抗変化率が著しく減少することがわかる。従って、パタ
ーン幅を６μ以下とすれば、磁気抵抗素子と同じ素材で
ある強磁性体金属薄膜を使用しても磁界の強さによって
薄膜の内部抵抗値が変化する割合が少ないことがわか
る。Further, from this data, it is understood that the rate of change in magnetoresistance is remarkably reduced when the line width of the line forming the pattern of the magnetoresistive element is 6 μm or less. Therefore, if the pattern width is set to 6 μm or less, it is understood that even if a ferromagnetic metal thin film made of the same material as the magnetoresistive element is used, the internal resistance value of the thin film changes little depending on the strength of the magnetic field.
【００２９】一方、周囲の温度変化による内部抵抗値の
変化は、パターン幅によって影響を受けないため、強磁
性体金属薄膜をパターン幅６μ以下で形成すれば、温度
補償回路として優れた性質を持つことがわかる。すなわ
ち、温度補償回路Ｒ２が磁気抵抗素子Ｒ１と同じ材質の
強磁性体金属薄膜で構成され、かつパターン幅が６μ以
下で形成されているので、製造工程におけるエッチング
工程等のばらつきによって温度補償回路Ｒ２がほとんど
影響を受けないため、常に正確な温度補償を行うことが
できる。On the other hand, the change of the internal resistance value due to the change of the ambient temperature is not affected by the pattern width. Therefore, if the ferromagnetic metal thin film is formed with a pattern width of 6 μ or less, it has excellent properties as a temperature compensation circuit. I understand. That is, since the temperature compensating circuit R2 is composed of a ferromagnetic metal thin film made of the same material as the magnetoresistive element R1 and has a pattern width of 6 μm or less, the temperature compensating circuit R2 may be different due to variations in the etching process in the manufacturing process. Is almost unaffected, so accurate temperature compensation can always be performed.
【００３０】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。図４に磁気抵抗素子Ｒ３，Ｒ４を利用した磁気セ
ンサ５の構成を示す。磁気センサ５上には、磁気抵抗素
子Ｒ３，Ｒ４の２つのつづら折り状のパターンが、各々
直角の位相差をもつように形成されている。また、温度
補償回路Ｒ５，Ｒ６の２つのつづら折り状のパターン
が、磁気抵抗素子Ｒ４と同じ方向に形成されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows the configuration of the magnetic sensor 5 using the magnetoresistive elements R3 and R4. On the magnetic sensor 5, two zigzag patterns of the magnetoresistive elements R3 and R4 are formed so as to have a right-angled phase difference. Further, two serpentine patterns of the temperature compensating circuits R5 and R6 are formed in the same direction as the magnetoresistive element R4.
【００３１】ここで、磁気抵抗素子Ｒ３，Ｒ４は、約２
０μの線幅を有するつづら折りパターンとして形成され
ている。また、温度補償回路Ｒ５，Ｒ６は、約４μの線
幅を有するつづら折りパターンとして形成されている。
本実施例では、磁気抵抗素子Ｒ３，Ｒ４および温度補償
回路Ｒ５，Ｒ６の素材である強磁性体金属として、共に
パーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ，８３：１７）を使用してい
る。Here, the magnetoresistive elements R3 and R4 have about 2
It is formed as a serpentine pattern having a line width of 0 μ. The temperature compensating circuits R5 and R6 are formed as a meandering pattern having a line width of about 4μ.
In this embodiment, permalloy (Ni-Fe, 83:17) is used as the ferromagnetic metal which is the material of the magnetoresistive elements R3, R4 and the temperature compensation circuits R5, R6.
【００３２】磁気抵抗素子Ｒ３，Ｒ４は、パターンの線
の長手方向に対して直角に磁界を受けた場合に、抵抗値
が減少する性質を有しており、パターンの線の長手方向
に磁界を受けた場合には、抵抗値が変化しない。磁気抵
抗素子Ｒ３の両端に端子部６，８が配設され、磁気抵抗
素子Ｒ４の両端に端子部８，１０が配設されている。ま
た、温度補償回路Ｒ５の両端に端子部７，９が配設さ
れ、温度補償回路Ｒ６の両端に端子部９，１７が配設さ
れている。The magnetoresistive elements R3 and R4 have the property that the resistance value decreases when a magnetic field is applied at right angles to the longitudinal direction of the pattern lines, and the magnetic field is applied in the longitudinal direction of the pattern lines. When received, the resistance value does not change. The terminal portions 6 and 8 are arranged at both ends of the magnetoresistive element R3, and the terminal portions 8 and 10 are arranged at both ends of the magnetoresistive element R4. Further, the terminal portions 7 and 9 are arranged at both ends of the temperature compensation circuit R5, and the terminal portions 9 and 17 are arranged at both ends of the temperature compensation circuit R6.
【００３３】次に磁気センサ５の検出回路について説明
する。図５に磁気センサ５の検出回路を示す。端子部
６，７と端子部１０，１７との間に直流電圧Ｅがかけら
れている。ここで、端子部８，９の間の直流電圧が出力
２として出力され、検出される。Next, the detection circuit of the magnetic sensor 5 will be described. FIG. 5 shows a detection circuit of the magnetic sensor 5. A DC voltage E is applied between the terminals 6 and 7 and the terminals 10 and 17. Here, the DC voltage between the terminals 8 and 9 is output as the output 2 and detected.
【００３４】例えば、磁気センサ５を回転検出器として
使用する場合について説明する。この場合、回転体に永
久磁石を取付け、永久磁石を検出可能な位置に磁気セン
サ５を取り付ける。永久磁石の回転に伴い、磁気センサ
５の磁気抵抗素子Ｒ３，Ｒ４の内部抵抗値が周期的に変
化する。For example, the case where the magnetic sensor 5 is used as a rotation detector will be described. In this case, a permanent magnet is attached to the rotating body, and the magnetic sensor 5 is attached to a position where the permanent magnet can be detected. As the permanent magnet rotates, the internal resistance values of the magnetoresistive elements R3 and R4 of the magnetic sensor 5 periodically change.
【００３５】磁気センサ５を回転検出器として使用した
ときの出力電圧の変化を図６に示す。このように、１８
０度の周期で出力電圧が変化している。この周期をカウ
ンタによりカウントすることにより、回転体の回転数を
検出している。磁気センサ５によれば、磁気センサ１の
場合よりも磁界感度を高くすることができる。FIG. 6 shows changes in the output voltage when the magnetic sensor 5 is used as a rotation detector. Thus, 18
The output voltage changes at a cycle of 0 degree. The number of rotations of the rotating body is detected by counting this cycle with a counter. According to the magnetic sensor 5, the magnetic field sensitivity can be made higher than that of the magnetic sensor 1.
【００３６】第二の実施例の場合でも、温度補償の方法
は第一の実施例と同じであるので、説明を省略する。Also in the case of the second embodiment, the method of temperature compensation is the same as that of the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted.
【００３７】本実施例では、強磁性体金属材料としてパ
ーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ，８３：１７）を使用している
が、合金の成分比率が変わったばあいでも同様である。
また、材料としてＮｉやＮｉ−Ｃｏを使用した場合でも
同様である。また、本実施例ではバイアス用磁石を使用
していないが、バイアス用磁石を使用したばあいでも同
様の効果が発揮される。In this embodiment, permalloy (Ni-Fe, 83:17) is used as the ferromagnetic metal material, but the same applies when the alloy component ratio is changed.
The same applies when Ni or Ni—Co is used as the material. Further, although the bias magnet is not used in this embodiment, the same effect can be obtained even when the bias magnet is used.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の磁気センサによれば、磁気抵抗素子のパターンを
構成する線の線幅が５０μ以下であると共に、磁気抵抗
素子と同じ強磁性体金属の蒸着薄膜により構成され、パ
ターンを構成する線が磁気抵抗素子のパターンを構成す
る線よりも狭い幅である温度補償回路を有しているの
で、温度補償回路の磁界の強さによる影響が少ないの
で、従来の同一幅のパターンを使用していた温度補償回
路よりも正確に温度補償を行うことができる。As is apparent from the above description, according to the magnetic sensor of the present invention, the line width of the line forming the pattern of the magnetoresistive element is 50 μm or less, and the same ferromagnetic property as the magnetoresistive element is used. Influence of the strength of the magnetic field of the temperature compensating circuit, because it has a temperature compensating circuit that is composed of a vapor-deposited thin film of body metal and the line that forms the pattern is narrower than the line that forms the pattern of the magnetoresistive element. Therefore, the temperature compensation can be performed more accurately than the conventional temperature compensation circuit using the pattern of the same width.
【００３９】また、本発明の磁気センサによれば、磁気
抵抗素子のパターンを構成する線の線幅が５０μ以下で
あると共に、磁気抵抗素子と同じ強磁性体金属から成
り、パターンを構成する線が磁気抵抗素子のパターンを
構成する線よりも狭い６μの線幅である温度補償回路を
有しているので、製造工程におけるエッチング工程等の
ばらつきによって温度補償回路がほとんど影響を受けな
いため、常に正確な温度補償を行うことができる。According to the magnetic sensor of the present invention, the line forming the pattern of the magnetoresistive element has a line width of 50 μm or less, and the line forming the pattern is made of the same ferromagnetic metal as the magnetoresistive element. Has a temperature compensating circuit having a line width of 6 μ, which is narrower than the line forming the pattern of the magnetoresistive element, the temperature compensating circuit is hardly affected by variations in the etching process in the manufacturing process. Accurate temperature compensation can be performed.
【図１】本発明の一実施例である磁気抵抗素子を利用し
た磁気センサの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic sensor using a magnetoresistive element according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例である磁気センサの検出回路
図である。FIG. 2 is a detection circuit diagram of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例である磁気センサの出力電圧
を示すデータ図である。FIG. 3 is a data diagram showing an output voltage of a magnetic sensor that is an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第二の実施例である磁気抵抗素子を利
用した磁気センサの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a magnetic sensor using a magnetoresistive element according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第二の実施例である磁気センサの検出
回路図である。FIG. 5 is a detection circuit diagram of the magnetic sensor according to the second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第二の実施例である磁気センサの出力
電圧を示すデータ図である。FIG. 6 is a data diagram showing the output voltage of the magnetic sensor of the second embodiment of the present invention.
【図７】磁気抵抗素子のパターン幅と磁気抵抗変化率と
の関係を示すデータ図である。FIG. 7 is a data diagram showing the relationship between the pattern width of the magnetoresistive element and the rate of change in magnetoresistance.
【図８】従来の磁気抵抗素子を利用した磁気センサの構
成図である。FIG. 8 is a block diagram of a magnetic sensor using a conventional magnetoresistive element.
１，５ 磁気センサ ２，３，４ 端子部 Ｂ 磁界 Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４ 磁気抵抗素子 Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６ 温度補償回路 1,5 Magnetic sensor 2,3,4 Terminal part B Magnetic field R1, R3, R4 Magnetic resistance element R2, R5, R6 Temperature compensation circuit
Claims (2)
れ、磁気抵抗効果を有する磁気抵抗素子を使用する磁気
センサにおいて、 前記磁気抵抗素子のパターンを構成する線の線幅が５０
μ以下であると共に、 前記強磁性体金属の蒸着薄膜により構成され、パターン
を構成する線が前記磁気抵抗素子のパターンを構成する
線よりも狭い幅である温度補償回路を有することを特徴
とする磁気センサ。1. A magnetic sensor using a magnetoresistive element having a magnetoresistive effect, which is composed of a vapor-deposited thin film of a ferromagnetic metal, wherein a line width of a line forming a pattern of the magnetoresistive element is 50.
and a temperature compensating circuit that is less than or equal to μ and that is configured by the vapor-deposited thin film of the ferromagnetic metal and that has a width that is narrower than a line that forms the pattern of the magnetoresistive element. Magnetic sensor.
て、前記温度補償回路パターンを構成する線の線幅が６
μ以下であることを特徴とする磁気センサ。2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein a line width of a line forming the temperature compensation circuit pattern is 6
A magnetic sensor characterized by being μ or less.
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|---|---|---|---|
| JP4083350A JP2980215B2 (en) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | Magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP4083350A JP2980215B2 (en) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | Magnetic sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05249210A true JPH05249210A (en) | 1993-09-28 |
| JP2980215B2 JP2980215B2 (en) | 1999-11-22 |
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ID=13799991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4083350A Expired - Lifetime JP2980215B2 (en) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | Magnetic sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2980215B2 (en) |
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1992
- 1992-03-04 JP JP4083350A patent/JP2980215B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JP2980215B2 (en) | 1999-11-22 |
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