JPS5810879A - 半導体磁気抵抗素子 - Google Patents
半導体磁気抵抗素子Info
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- JPS5810879A JPS5810879A JP56108533A JP10853381A JPS5810879A JP S5810879 A JPS5810879 A JP S5810879A JP 56108533 A JP56108533 A JP 56108533A JP 10853381 A JP10853381 A JP 10853381A JP S5810879 A JPS5810879 A JP S5810879A
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/82—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of the magnetic field applied to the device
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は位置検出器等に用いられ、磁界を受けて電気
的抵抗が変化する半導体磁気抵抗素子に関するものであ
る。
的抵抗が変化する半導体磁気抵抗素子に関するものであ
る。
半導体磁気抵抗素子に用いられる半導体としては!nS
b、InA3等のホール移動度の大きい暢質が用いられ
、一般にホール移動度を低下させないように不純物の添
加は最小限にとどめられる。その丸めにその半導体の抵
抗値の温度係数が大きい欠点があった。
b、InA3等のホール移動度の大きい暢質が用いられ
、一般にホール移動度を低下させないように不純物の添
加は最小限にとどめられる。その丸めにその半導体の抵
抗値の温度係数が大きい欠点があった。
したがって、従来の磁気抵抗素子においては、第1図に
示すように基板11上に2個の磁気抵抗体12,13が
配列形成され、これら磁気抵抗体12.130各抵抗値
Rms、Rm麿のバランスの変化を出力とした。例えば
磁気抵抗体12.13を一端を共通端子14に接続し、
各他端を端子15.16にそれぞれ接続し、端子15.
16間に電圧Eを加えておき、端子14.16間の電圧
・を出力とすると、RmgmRmmの時e−呈であシ、
磁気抵抗体12に加わる磁界が変化し、Rmsが変化す
るとそれに応じて、出力電圧・が便化する。すなわち出
力・は で表わされる。いま磁気抵抗体12に加わる磁界をBt
s磁気抵抗体13に加わる磁界をBm、温度をTとする
と、各磁気抵抗体の抵抗値線 Rmsw/(at)・f(り Rmg−/(sg)#j’(t) で表わされ、これら抵抗値Rm*、Rh1mは、温度と
磁界との関数となる。したがって出力・はとなシ、この
出力・は温度と無関係・で、磁界B1とBsとの不平衡
に相当する出力となる。
示すように基板11上に2個の磁気抵抗体12,13が
配列形成され、これら磁気抵抗体12.130各抵抗値
Rms、Rm麿のバランスの変化を出力とした。例えば
磁気抵抗体12.13を一端を共通端子14に接続し、
各他端を端子15.16にそれぞれ接続し、端子15.
16間に電圧Eを加えておき、端子14.16間の電圧
・を出力とすると、RmgmRmmの時e−呈であシ、
磁気抵抗体12に加わる磁界が変化し、Rmsが変化す
るとそれに応じて、出力電圧・が便化する。すなわち出
力・は で表わされる。いま磁気抵抗体12に加わる磁界をBt
s磁気抵抗体13に加わる磁界をBm、温度をTとする
と、各磁気抵抗体の抵抗値線 Rmsw/(at)・f(り Rmg−/(sg)#j’(t) で表わされ、これら抵抗値Rm*、Rh1mは、温度と
磁界との関数となる。したがって出力・はとなシ、この
出力・は温度と無関係・で、磁界B1とBsとの不平衡
に相当する出力となる。
従来の半導体磁気抵抗素子において、多数の検知部、す
なわち多数の磁気抵抗体を必要とする場合は、2個の磁
気抵抗体を組としてそれを多数配列していた。端子を少
なくすることが小形軽量化に不可欠な丸め、第2図に示
すように第1図の端子15(又は16)を共通にしたも
のも考えられた。この場合でもn個の検知部を作るため
には端子は2n+1個、磁気抵抗体が2n個必要とした
。
なわち多数の磁気抵抗体を必要とする場合は、2個の磁
気抵抗体を組としてそれを多数配列していた。端子を少
なくすることが小形軽量化に不可欠な丸め、第2図に示
すように第1図の端子15(又は16)を共通にしたも
のも考えられた。この場合でもn個の検知部を作るため
には端子は2n+1個、磁気抵抗体が2n個必要とした
。
この発明の目的は端子数及び磁気抵抗体の個数が従来の
ものの約1であ夛、従って従来のものよシボ形、軽量に
適し、しかも温度の影譬を受けないようにすることがで
きる多数の検知部を備えた半導体磁気抵抗素子を提供す
ることにある。
ものの約1であ夛、従って従来のものよシボ形、軽量に
適し、しかも温度の影譬を受けないようにすることがで
きる多数の検知部を備えた半導体磁気抵抗素子を提供す
ることにある。
この発明によれば、磁気抵抗素子dn個(nは3以上の
整数)の磁気抵抗体と、n+1個の端子とで構成され、
n個の検知部を備える。
整数)の磁気抵抗体と、n+1個の端子とで構成され、
n個の検知部を備える。
例えば第4図乃至第6図に示すようにガラス、セラミッ
クス尋の基板11上に1蒸着によシ製造された約1μ集
の厚さの半導体膜がエポキシ樹脂等の接着剤18で接着
され、更にホトエツチングや化学メッキあるいは電気メ
ッキ等により、所足の形状、配列の磁気抵抗体17及び
端子19が形成される。短冊状の磁気抵抗体のn個IL
s〜17nが互に平行に配列され、その各一端にメッキ
層の端子191〜19nが形成され、他端子は共通の接
続配線を通じて、端子191〜19nと同一側に設けら
れた端子191+tに接続される。
クス尋の基板11上に1蒸着によシ製造された約1μ集
の厚さの半導体膜がエポキシ樹脂等の接着剤18で接着
され、更にホトエツチングや化学メッキあるいは電気メ
ッキ等により、所足の形状、配列の磁気抵抗体17及び
端子19が形成される。短冊状の磁気抵抗体のn個IL
s〜17nが互に平行に配列され、その各一端にメッキ
層の端子191〜19nが形成され、他端子は共通の接
続配線を通じて、端子191〜19nと同一側に設けら
れた端子191+tに接続される。
その基板11は接着剤21によシ永久磁石22上に接着
される。永久磁石22は磁気抵抗体17の厚味方向に着
磁されている。或は基板110体を永久磁石で作製して
もよい。このようにして各磁気抵抗体17に対する磁気
バイアスが加えられる。各端子19にはリード線23の
一端がそれぞれ接続される。磁性体の近接を検出するマ
ルチ磁気抵抗素子が得られる。
される。永久磁石22は磁気抵抗体17の厚味方向に着
磁されている。或は基板110体を永久磁石で作製して
もよい。このようにして各磁気抵抗体17に対する磁気
バイアスが加えられる。各端子19にはリード線23の
一端がそれぞれ接続される。磁性体の近接を検出するマ
ルチ磁気抵抗素子が得られる。
更に必要に応じて第5図に示すようにそれぞれの磁気抵
抗体17をおおうように、n個の磁性体片24を接着等
によシ装置することにより、感度を高く、かつ分解能を
上げることができる。その磁性体片24は、鉄、パーマ
ロイ等の軟質磁性体あるいは、希土類コバルト等の硬質
磁性体を用いることができる。これら半導体層17.端
子19上に全体にわたって保護用樹脂層25が形成され
る。
抗体17をおおうように、n個の磁性体片24を接着等
によシ装置することにより、感度を高く、かつ分解能を
上げることができる。その磁性体片24は、鉄、パーマ
ロイ等の軟質磁性体あるいは、希土類コバルト等の硬質
磁性体を用いることができる。これら半導体層17.端
子19上に全体にわたって保護用樹脂層25が形成され
る。
このような構成のこの発明による磁気抵抗素子26は、
例えば第6図に示すような電気回路に接続□されて使用
される。n個の演算増幅器271〜27n及び(n−1
)個の比較器281〜28nが設けら蜆演算増幅器27
1〜27nの反転入力端子に磁気抵抗素子26の各磁気
抵抗体171〜17nの一端が端子211〜21nをそ
れぞれ通じて!I続される。磁気抵抗素子26の共通端
子21n+xは接地され、演算増幅器271〜27nの
非反転入力端子には電源29よシ一定の電圧E1が同一
抵抗値の抵抗器をそれぞれ通じて加えられる。n個の演
算増幅器271〜27nのどれか1個、例えば27nの
出力は比IIR器281〜28n−1の設定電圧として
非反転入力端子に供給される。他の(n−1)個の演算
増幅器271〜27n−iの出力はそれぞれ(n−1)
個の比較器281〜28n−s の反転入力端子にそ
れぞれ供給される。
例えば第6図に示すような電気回路に接続□されて使用
される。n個の演算増幅器271〜27n及び(n−1
)個の比較器281〜28nが設けら蜆演算増幅器27
1〜27nの反転入力端子に磁気抵抗素子26の各磁気
抵抗体171〜17nの一端が端子211〜21nをそ
れぞれ通じて!I続される。磁気抵抗素子26の共通端
子21n+xは接地され、演算増幅器271〜27nの
非反転入力端子には電源29よシ一定の電圧E1が同一
抵抗値の抵抗器をそれぞれ通じて加えられる。n個の演
算増幅器271〜27nのどれか1個、例えば27nの
出力は比IIR器281〜28n−1の設定電圧として
非反転入力端子に供給される。他の(n−1)個の演算
増幅器271〜27n−iの出力はそれぞれ(n−1)
個の比較器281〜28n−s の反転入力端子にそ
れぞれ供給される。
演算増幅器271〜27nの反転入力端子と出力端子と
の間にはそれぞれ同一抵抗値の帰還抵抗器31が接続さ
れである。
の間にはそれぞれ同一抵抗値の帰還抵抗器31が接続さ
れである。
例えば磁気抵抗体171に磁性体が接近し、磁気抵抗体
171の抵抗値Rm1が増大すると、演算増幅器271
の増幅度が減少し、比較器281の反転入力端子に加わ
る電圧が減少し、比較器28IはONの信号を出力する
。磁気抵抗体171から、その磁性体が遠ざかると比較
器281はOFFの信号を出力する。
171の抵抗値Rm1が増大すると、演算増幅器271
の増幅度が減少し、比較器281の反転入力端子に加わ
る電圧が減少し、比較器28IはONの信号を出力する
。磁気抵抗体171から、その磁性体が遠ざかると比較
器281はOFFの信号を出力する。
k番目の演算増幅器17にの出力を・kSWB気抵抗体
171(の抵抗値をRmk、帰還抵抗器31の抵抗値を
R1とすると、 ・に−(1+ )El k”==112,3”
”(” 1)mk となる。
171(の抵抗値をRmk、帰還抵抗器31の抵抗値を
R1とすると、 ・に−(1+ )El k”==112,3”
”(” 1)mk となる。
この出力・kを温度T及び磁界Bkで表わすと1
” −(1+t<T> tok> )E 1に=1 、
2 、・―(n−1) とな夛、すべての演算増幅器の出方が温&Tの関数とな
るが、比較器281〜28n−1における動作は、例え
ば演算増幅器27nの出力・nを比較器281〜28n
−ric対する設定電圧とした場合、・n−・kが正か
負かによシ比較lm28にの出力はONがOFFになる
。従って比較器281〜281− tの出力は、温度と
はソ無関係になる。
2 、・―(n−1) とな夛、すべての演算増幅器の出方が温&Tの関数とな
るが、比較器281〜28n−1における動作は、例え
ば演算増幅器27nの出力・nを比較器281〜28n
−ric対する設定電圧とした場合、・n−・kが正か
負かによシ比較lm28にの出力はONがOFFになる
。従って比較器281〜281− tの出力は、温度と
はソ無関係になる。
また抵抗値R1を充分大きな値にすると磁気抵抗体17
1〜17nに流れる電流は、例えば数μA〜数11Aと
小さなものにすることができ、磁気抵抗素子26の内部
発熱を極めて小さくすることができる。
1〜17nに流れる電流は、例えば数μA〜数11Aと
小さなものにすることができ、磁気抵抗素子26の内部
発熱を極めて小さくすることができる。
従来の磁気抵抗素子の使用法と全く異るものである。す
なわち、従来の磁気抵抗素子において紘先に述べたよう
に出−力・は、 となシ、印加電圧Eに比例した出力となるため、感度を
上げるには、Rms及びRmmを充分大きな抵抗値とし
、電圧Eをできるだけ大きくしていた。
なわち、従来の磁気抵抗素子において紘先に述べたよう
に出−力・は、 となシ、印加電圧Eに比例した出力となるため、感度を
上げるには、Rms及びRmmを充分大きな抵抗値とし
、電圧Eをできるだけ大きくしていた。
電圧Eの大きさの上限紘、素子の内部発熱量と、熱方散
Wi積等で決定される熱的抵抗などで決まるものである
。電圧Eを大とするための抵抗値Rms、Rmmを大き
くすることと、熱的抵抗を小とすることとは両方とも磁
気抵抗素子を大形にすることにつながる。
Wi積等で決定される熱的抵抗などで決まるものである
。電圧Eを大とするための抵抗値Rms、Rmmを大き
くすることと、熱的抵抗を小とすることとは両方とも磁
気抵抗素子を大形にすることにつながる。
この発明の磁気抵抗素子においては、それらの制限は無
く1つの磁気抵抗体171〜17nの抵抗値は従来のも
のよりユ〜」−の数十Ω〜P百Ωあ10 100 るいはそれ以下であっても良い。
く1つの磁気抵抗体171〜17nの抵抗値は従来のも
のよりユ〜」−の数十Ω〜P百Ωあ10 100 るいはそれ以下であっても良い。
第7図はこの発明による磁気抵抗素子を用いたデジタル
回転角度針を示す。磁性体でできた回転板33に磁性体
の突起34を第8図に示すように又は非磁性円板に磁性
体を埋込み、円板を同心リングに分割し、その各リング
を例えば最も外周程最下位桁になるように2進法で重み
を付け、円板33の中心とする単位角度ごとに2進コー
ドで突起34を形成する。その回転板33に相対するよ
うに磁気抵抗素子26を配置し、その各磁気抵抗体17
1〜17n−sが円板33の各2進法で重み付けられた
りyグと対向させる。
回転角度針を示す。磁性体でできた回転板33に磁性体
の突起34を第8図に示すように又は非磁性円板に磁性
体を埋込み、円板を同心リングに分割し、その各リング
を例えば最も外周程最下位桁になるように2進法で重み
を付け、円板33の中心とする単位角度ごとに2進コー
ドで突起34を形成する。その回転板33に相対するよ
うに磁気抵抗素子26を配置し、その各磁気抵抗体17
1〜17n−sが円板33の各2進法で重み付けられた
りyグと対向させる。
磁気抵抗素子26の磁気抵抗体17の数をnとし、1回
転を測る分解能は、 60 nf121−t で表わされ、例えばn +−1を8とするとn−1tI
Oとすると 。
転を測る分解能は、 60 nf121−t で表わされ、例えばn +−1を8とするとn−1tI
Oとすると 。
となる。
この角度針は、デジタル信号として高速処理≠(できる
利点があり、例えばポテンションメーターなどを利用し
た゛角度針でデジタル信号を得ようとする場合、アナロ
グ信号をデジタル信号に変換する、いわゆるA−D変換
器の変換速度は、時定数回路を使用するなどのため高速
処理が基本的にむずかしい。従って高速度で変化する角
度をデジタル信号として検出して処理する場合にこの発
明の磁気抵抗素子は利用できる。
利点があり、例えばポテンションメーターなどを利用し
た゛角度針でデジタル信号を得ようとする場合、アナロ
グ信号をデジタル信号に変換する、いわゆるA−D変換
器の変換速度は、時定数回路を使用するなどのため高速
処理が基本的にむずかしい。従って高速度で変化する角
度をデジタル信号として検出して処理する場合にこの発
明の磁気抵抗素子は利用できる。
第9図は磁気駆動により移動体を移動させ、例えはスク
リーンあるいはカーテンの開閉に利用することができる
。即ち第1相コイル列35と第2相コイル列36とが、
#!10図に示すよ′うに電気角で4分のKだけずらさ
れて重ねて配され、このコイル列35.36の配列方向
に沿って磁性体による位置記録部、例えば2進コード記
録を有する移動用ガイドバー37が設けられ、このガイ
トノく一37上に移動体38が挿通される。移動体38
にはコイル列35.36とN、Sが対向する磁石39及
びガイドバー37の磁気2進コードをg取る磁気抵抗素
子26を備えている。
リーンあるいはカーテンの開閉に利用することができる
。即ち第1相コイル列35と第2相コイル列36とが、
#!10図に示すよ′うに電気角で4分のKだけずらさ
れて重ねて配され、このコイル列35.36の配列方向
に沿って磁性体による位置記録部、例えば2進コード記
録を有する移動用ガイドバー37が設けられ、このガイ
トノく一37上に移動体38が挿通される。移動体38
にはコイル列35.36とN、Sが対向する磁石39及
びガイドバー37の磁気2進コードをg取る磁気抵抗素
子26を備えている。
第10図に示すように第1相コイル列35のコイル35
A、35B・・0と第2相コイル列36のコイル36&
、36b、・・・それぞれそのコイル列の配列方向に配
列された一対のコイルよ)成シ、その各コイル対はそれ
ぞれの端子41.42よシ選択的に電流を流すことがで
き、その一対のコイルは逆向きの磁束を発生する。端子
41を正側、端子42を負側として電流を流すと実線矢
印のように電流が流れる。磁石39の磁極N、Sの間隔
は各コイルの間隔と岬しくされている。ガイドバー37
上の磁気的位置記録部は例えば電気角で7ごとに1増加
するように第11図に示すように記録されている。移動
体38に取付けた磁気抵抗素子26からの信号をデジタ
ル演算し、コイル列35.36を駆動して設定した位置
に移動体38を移動させる。その時の第1相コイル列3
5、第2相コイル列36に対する駆動電流は第12図に
示すようにして移動体38を第9図において右側に移動
させる。
A、35B・・0と第2相コイル列36のコイル36&
、36b、・・・それぞれそのコイル列の配列方向に配
列された一対のコイルよ)成シ、その各コイル対はそれ
ぞれの端子41.42よシ選択的に電流を流すことがで
き、その一対のコイルは逆向きの磁束を発生する。端子
41を正側、端子42を負側として電流を流すと実線矢
印のように電流が流れる。磁石39の磁極N、Sの間隔
は各コイルの間隔と岬しくされている。ガイドバー37
上の磁気的位置記録部は例えば電気角で7ごとに1増加
するように第11図に示すように記録されている。移動
体38に取付けた磁気抵抗素子26からの信号をデジタ
ル演算し、コイル列35.36を駆動して設定した位置
に移動体38を移動させる。その時の第1相コイル列3
5、第2相コイル列36に対する駆動電流は第12図に
示すようにして移動体38を第9図において右側に移動
させる。
以上述べ友ようにこの発明によれば、・温度に影響され
ない多数の磁気抵抗体をもつ磁気抵抗素子を小形に作る
ことができる。
ない多数の磁気抵抗体をもつ磁気抵抗素子を小形に作る
ことができる。
第1図は従来の磁気抵抗素子を示す図、M2図は従来の
磁気抵抗素子を多数設けた例を示す接続図、!@3図は
この発明による磁気抵抗素子の一例を示す平面図、第4
図は第3図のA A’M断面図、第5図は第3図のBB
’線断面図、第6図はこの発明による磁気抵抗素子を用
いた電気的回路を示す図、第7図はこの発明の磁気抵抗
素子を用いた角度検出器を示す図、第8図は円板33を
示す図、89図は移動体の磁気駆動装置を示す図、M2
O図は19図の第1相コイル列、第2相コイル列及び移
動体との関係を示す図、第11図はガイドバー上の磁気
的位置記録の例を示す図、第12図はコイル列に対する
駆動電流の供給例を示す図である。 11:基板、17.17t 〜17n:磁気抵抗体、1
8.21:接着剤層、1 ’J 、19t〜19H+*
:端子、22:磁石、23:リード線、24:磁性体片
、25:保睦樹脂層。 特許出願人 勧業電気機器株式会社 代理人 草野 車 大 1 図 第2図 ′73 図 第4 図 75図 オ 7 図 オ8 図 太6t21 オ 9 図 5 第10 図 第11図
磁気抵抗素子を多数設けた例を示す接続図、!@3図は
この発明による磁気抵抗素子の一例を示す平面図、第4
図は第3図のA A’M断面図、第5図は第3図のBB
’線断面図、第6図はこの発明による磁気抵抗素子を用
いた電気的回路を示す図、第7図はこの発明の磁気抵抗
素子を用いた角度検出器を示す図、第8図は円板33を
示す図、89図は移動体の磁気駆動装置を示す図、M2
O図は19図の第1相コイル列、第2相コイル列及び移
動体との関係を示す図、第11図はガイドバー上の磁気
的位置記録の例を示す図、第12図はコイル列に対する
駆動電流の供給例を示す図である。 11:基板、17.17t 〜17n:磁気抵抗体、1
8.21:接着剤層、1 ’J 、19t〜19H+*
:端子、22:磁石、23:リード線、24:磁性体片
、25:保睦樹脂層。 特許出願人 勧業電気機器株式会社 代理人 草野 車 大 1 図 第2図 ′73 図 第4 図 75図 オ 7 図 オ8 図 太6t21 オ 9 図 5 第10 図 第11図
Claims (1)
- (1)n個(nは3以上の整数)の磁気抵抗体と、その
n個の磁気抵抗体の一端にそれぞれ接続され九n個の端
子と、上記n個の磁気抵抗体の他端に共通に接続された
共通端子とを具備する半導体磁気抵抗素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56108533A JPS5810879A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 半導体磁気抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56108533A JPS5810879A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 半導体磁気抵抗素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5810879A true JPS5810879A (ja) | 1983-01-21 |
JPH0221152B2 JPH0221152B2 (ja) | 1990-05-11 |
Family
ID=14487214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56108533A Granted JPS5810879A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 半導体磁気抵抗素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5810879A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01254880A (ja) * | 1988-04-04 | 1989-10-11 | Sharp Corp | 磁気パターン検出装置 |
JP2000088868A (ja) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転数センサ |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0556660U (ja) * | 1992-01-10 | 1993-07-27 | 河西工業株式会社 | ピラーガーニッシュの取付構造 |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP56108533A patent/JPS5810879A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01254880A (ja) * | 1988-04-04 | 1989-10-11 | Sharp Corp | 磁気パターン検出装置 |
JP2000088868A (ja) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転数センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0221152B2 (ja) | 1990-05-11 |
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