CN101065682A - 具有并联的磁传感器条的磁传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁传感器装置，其包括至少一个带有N个并联磁传感器条的磁传感元件，所述N至少为2，其中，跨越所述N个并联磁传感器条施加恒定电压。可以将所述传感器装置有利地应用到需要具有高均匀性灵敏度的大传感器表面的应用当中。

Description

具有并联的磁传感器条的磁传感器

技术领域

本发明涉及用于探测或判断磁颗粒的装置和方法，例如，所述颗粒可以是但不限于磁纳米颗粒。具体而言，其涉及包括并联的磁传感器条的磁传感器及其操作方法。

背景技术

目前，基于AMR(各向异性磁致电阻)、GMR(巨磁致电阻)和TMR(隧道磁致电阻)元件的磁致电阻传感器正在发挥越来越重要的作用。除了诸如硬磁盘头和MRAM的已知高速应用之外，还在分子诊断(MDx)、IC中的电流感测、机动车等领域出现了新的带宽相对较低的应用。

生物芯片就是磁致电阻传感器的一个例子。生物芯片又称生物传感器芯片、生物微芯片、基因芯片或DNA芯片，其最简单的形式是包括其上附着了大量不同的探针分子的衬底，在得到良好匹配的情况下，有待分析的分子或片段能够结合至芯片上具有明确边界的区域内。例如，DNA分子的片段结合至某一唯一的互补DNA(c-DNA)分子片段。例如，可以采用耦合至有待分析的分子的荧光标志探测结合反应的产生。其提供了在短时间内同时分析少量的很多不同分子或分子片段的能力。一个生物芯片能够化验10-1000或更多种不同的分子片段。预计，在未来的十年内，作为Human Genome Project等计划以及有关基因和蛋白质的功能的跟进研究的结果，能够通过生物芯片的使用获得的信息的可用性将迅速提高。

在WO03/054523中，公开了一种用于探测微阵列或生物芯片上的生物分子的磁纳米颗粒生物传感器，所述传感器采用GMR传感器元件。图1种示出了在所引用的文献中作为一个实施例予以说明的磁致电阻传感器1。传感器1包括集成到生物芯片衬底4内的第一GMR传感元件2和第二GMR传感元件3，所述传感元件在衬底4的表面5下方距离d处。要想允许纳米颗粒6与之结合，就必须对生物芯片衬底4的表面5进行改性。

在图1中引入了坐标系，根据所述坐标系，第一和第二GMR元件2和3沿y方向延伸一定长度。如果磁致电阻传感器元件2和3处于xy平面内，那么GMR传感器元件2和3主要探测磁场的x分量，即它们的感测方向是x方向。为了读取生物芯片，通过垂直于生物芯片的平面的均匀外部磁场使结合于其上的超顺磁性纳米颗粒6磁化。垂直磁场使得位于磁偶极子的末端处的更高的磁场的取向朝向或靠近第一和第二GMR传感元件2和3，其中，所述磁偶极子是由纳米颗粒6形成的。磁化后的纳米颗粒6在位于下层的GMR膜所在的平面内产生具有相反的磁感应向量的区域，通过第一和第二GMR传感元件2和3探测所得的磁场。将GMR传感元件2和3的输出提供给比较器。

一般而言，GMR传感器的信噪比(SNR)，即信号功率与噪声功率之间的比率，与条的面积成正比，因而：

SNR∝l·w

其中，l为GMR传感器的长度，w为宽度。

提高GMR读出元件2和3的长度将增大SNR，但是也将由此提高所需的电源电压。这种效果难以适应在集成电路上结合了GMR传感器和信号处理电路的应用。

在很多应用中，提高传感器长度l是一种有利的做法。在WO03/054523中提出的磁致电阻传感器1的几何形态使得灵敏度在传感器条的边缘处最大。因此，提高条的宽度不能提高SNR，提高SNR的唯一途径是提高传感器长度。此外，大传感器面积将提高所结合的纳米颗粒的数量，从而降低结合过程的噪声。

提高传感元件2和3的长度，以及由此导致的磁致电阻传感器1的长度l的增大还将提高磁致电阻传感器1的电阻，这将带来问题，各参数关系如下：

$R_{\mathrm{GMR}}=R_{\mathrm{sq}}\·\frac{l}{w}$

其中，R_GMR是特定磁致电阻传感器1的电阻，R_sq是用于GMR传感元件2和3的磁致电阻材料的薄层电阻。

假设通过电流源7(参见图2)施加了恒定感测电流Is，那么所需要的电源电压V_suppl将随着磁致电阻传感器1的电阻的增大而增大。由于IC工艺限制了可用的电源电压的最大值，因而这一点在集成电路中尤其存在问题。此外，还限制了跨越GMR传感器的最大电压。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁致电阻传感器和用于探测或确定磁颗粒的方法，它们所需要的电源电压更低，和/或对磁颗粒在传感器表面上的结合分布表现出了更低的敏感性。

通过根据本发明的方法和装置实现了上述目的。

在附加的独立权利要求和从属权利要求中限定了本发明的具体和优选方面。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征结合，而且可以酌情与其他从属权利要求的特征结合，而不只是像权利要求中明确陈述的那样。

本发明提供了一种传感器装置，其包括至少一个磁传感元件和至少一个用于产生磁场的磁场发生装置。根据本发明，所述至少一个磁传感元件包括复数N个并联磁传感器条，其中N至少为2，所述传感器装置还包括用于在所述至少一个磁传感元件上施加恒定电压的电压源。根据本发明的实施例，所述磁传感器条可以是磁致电阻传感器条，例如，GMR、TMR或AMR传感器条。

在根据本发明的传感器装置中，作为所述传感器装置附近的磁颗粒的结果的总测量信号将与磁颗粒的量成正比变化，而不管磁颗粒是否均匀分布于传感元件的不同传感器条上。因此，总测量信号不受磁颗粒在独立的磁传感器条上的结合分布的影响。

可以通过芯片上或芯片外磁场发生装置实现根据本发明的传感元件。此外，在需要具有高均匀性灵敏度的大传感器表面时，能够有利地应用根据本发明的装置。

可以将磁传感元件置于衬底上，所述传感器装置还可以包括与所述磁传感元件位于同一衬底上的信号处理装置。在本发明的实施例中，所述磁传感元件、信号处理装置和磁场发生装置可以形成集成电路。所述信号处理装置可以包括至少一个放大器。在另一个实施例中，所述信号处理装置还可以包括线性化电路。所述线性化电路具有用于校正传感元件的非线性R-H特性的功能部件。

在一个实施例中，所述磁场发生装置可以包括导体和用于生成流经所述导体的交流电流的交流电流源。

在本发明的特殊实施例中，所述传感器装置可以包括两个磁传感元件，每一磁传感元件包括N个并联磁传感器条，所述N至少为2。

根据本发明，所述传感器装置还可以包括用于测量流经所述至少一个磁传感元件的电流的装置。

本发明还提供了一种用于探测磁颗粒的存在或确定磁颗粒的方法。所述方法包括的步骤有：

在磁传感元件的附近产生磁场，所述磁传感元件包括复数N个并联磁传感器条，

跨越所述磁传感元件施加恒定电压，以及

测量所述磁传感元件内的总信号电流i_s。

在根据本发明的实施例中，可以通过磁场发生器产生磁场，所述磁场发生器包括导体和用于生成通过所述导体的电流的电流源。

通过应用根据本发明的探测方法，抑制了低频磁噪声以及低频电子噪声、漂移和偏移。

本发明还包括将根据本发明的传感器装置用于分子诊断、生物样本分析或化学样本分析。

附图说明

通过下文结合附图给出的具体实施方式，本发明的这些和其他特点、特征和优点将变得显而易见，其中附图通过举例的方式示出了本发明的原理。所给出的说明的目的仅在于举例，而不是对本发明的范围加以限制。

下文引用的附图标记用于参考附图。

图1是根据现有技术的包括GMR传感元件的磁致电阻传感器的局部截面图。

图2示出了根据现有技术的电流驱动长GMR条。

图3示出了根据针对待解决的问题的非优选解决方案的电流驱动并联传感器条。

图4示出了图3所示的电流驱动并联传感器条的特例，其中，在一个条上集中了所有的磁性颗粒。

图5示出了根据本发明实施例的通过电压源提供电力的并联传感器条。

图6示出了根据本发明实施例的生物传感器装置的示意图。

图7示出了根据本发明实施例的第一和第二OpAmp电路的桥式构造。

图8示出了现有技术中传感装置的全惠斯通电桥构造。

图9示出了适于在集成电路中实现的根据本发明实施例的传感器构造。

图10示出了根据本发明实施例的生物传感器装置的示意图。

图11A、11B和11C示出了设有能够有选择地结合目标样本的结合部位的探针元件的细节，其中，磁纳米颗粒通过不同的方式直接或间接结合至目标样本。

图12是根据本发明实施例的探测方法的示意图。

在不同的附图中，采用相同的附图标记表示相同或类似的部分。

具体实施方式

在下文中将相对于具体实施例并参考某些附图描述本发明，但是本发明不限于此，而是由权利要求限定。不应将权利要求中的附图标记视为限制范围。所示附图只是示意性的，并非是限制性的。在附图中，出于举例说明的目的，可能夸大了某些元件的尺寸，而不是按比例尺描绘的。在本说明书中和权利要求中采用了“包括”一词，其不排除存在其他元件或步骤。如果在涉及单数名词时采用了诸如“一”、“一个”、“该”等非定冠词或定冠词，那么其包括所述名词的复数，除非另行明确说明。

此外，应当注意，不应将说明书和权利要求中采用的“包括”一词解释为仅局限于其后列举的内容，其不排除存在其他元件或步骤。因而，不应将“包括部件A和B的装置”的表达范围限定于仅由部件A和B构成的装置。其相对于本发明的含义在于，A和B只是与所述装置相关的部件。

正如在背景技术部分所提及的，现有技术传感器表现出了这样的缺点，即，为了获得提高的SNR而增大传感元件2的长度还将导致传感器电阻R_GMR的增大，在通过电流源7提供恒定感测电流I_s的情况下，其将导致所需的电源电压的增大(参考图2)。

作为该问题的一个非优选解决方案，可以将整个磁致电阻传感元件2划分为N个磁致电阻传感器条10，每一磁致电阻传感器条10代表通过电流源11向其提供恒定感测电流Is的电阻R/N。但是，电流驱动并联GMR或TMR传感器条10的缺点在于，总传感器信号取决于磁颗粒12跨越传感器条10的分布。因此，假设磁颗粒12在不同的传感器条10上分布不均匀，那么在这种情况下并非所有的条10都具有相同的电阻变化ΔR。因而，总电阻和总传感器信号e_s将取决于磁颗粒12在不同传感器条10上的分布。磁颗粒12可以具有小尺寸，例如，其可以是纳米颗粒。纳米颗粒是指其尺寸至少具有处于0.1nm到1000nm的范围内的颗粒，所述尺寸优选处于3nm到500nm之间，更优选处于10nm和300nm之间。磁颗粒12能够在外加磁场的作用下获取磁矩(例如，它们可以是顺磁性的)，或者它们可以具有永磁矩。磁颗粒12可以是复合的，例如，由其内的或者附着于非磁性材料的一个或多个小磁颗粒构成。只要颗粒12能够对ac磁场的频率产生非零响应，即当它们产生磁化率或磁导率时，就可以采用它们。

在图3中示出了磁颗粒12在传感器装置的传感器条10上等同分布的情况。在不存在磁颗粒12时，每一传感器条10的电阻为R/N。当在每一传感器条10的表面存在等量的磁颗粒时，这些传感器条10中的每者的电阻值改变了ΔR/N，在图3中用附图标记15表示这一改变的电阻。因而每一传感器条10的电阻变为 $R_{\mathrm{GMR}}=(R+\mathrm{\ΔR})\·\frac{1}{N}.$ 由于每一传感器条10的电阻相等，因而流过每一传感器条10的电流I_s相同。结果，由于存在等同分布的颗粒12，跨越传感器装置测得的有效传感器信号等于 $e_s=I_s\frac{\mathrm{\ΔR}}{N}.$

如果在某一特殊情况下，例如在最坏的情况下，所有的磁颗粒12都集中在一个传感器条10上(如图4所示)，那么作为由于存在磁颗粒而改变的电压的有效传感器信号e_s将等于

$e_s=I_s\frac{\mathrm{\ΔR}}{N}\·\frac{1}{1+(N-1)\frac{\mathrm{\ΔR}}{R}}$

在假设N＝10，ΔR/R＝0.04时，与磁颗粒12均匀分布的情况相比，有效传感器信号下降到73％。

因此，根据本发明的一方面，这一问题的解决方案是将磁传感元件13设置为N个并联的独立磁传感器条10，其中，N至少为两个。形成传感元件13的并联传感器条10的数量不受限制。但是，当传感元件13的电阻过低时，例如，低于10欧姆，那么将不可能实现固有噪声电平位于传感器的热噪声之下的前置放大器。

跨越这些磁传感器条10，从而跨越磁传感器13施加由电压源14提供的恒定电压(参考图5)。例如，磁传感器条10可以是磁致电阻传感器条，例如AMR、GMR或TMR传感器条。

因而，每一传感器条10上的电压降是恒定的，并测量通过传感元件13的总电流。那么，使总信号电流等于每一传感器中的电流的和。因而，总信号电流将随磁颗粒12的量按比例变化，而不管磁颗粒12在传感元件13的不同传感器条10上是否均匀分布。因此，总测量信号(当前情况下为电流)不受磁颗粒12在独立的磁传感器条10上的结合分布的影响。由信号电流i_s＝N*I_s表示总传感器信号。

提高传感器长度以及将磁传感元件13划分为独立的磁传感器条10的优点在于，其能够在不提高电源电压的情况下提高SNR(信噪比)。这使得有效加长的传感器条10与低压IC工艺相兼容。另一个优点在于，总传感器信号与传感器条10上的磁颗粒12的结合分布无关。

图6示出了根据本发明可以采用的可能的信号处理装置20，在这一实施例中，其可以包括诸如运算放大器(OpAmp)21的的放大器，当磁传感元件13用于诸如生物传感器(参见下文)的传感器装置中时，其用于对传感器信号放大。因此，在这一实施例中，磁传感元件13包括N个并联的磁传感器条10和包括OpAmp电路22的信号处理装置20。磁传感元件13和信号处理装置20位于同一衬底(图中未示出)上。在本发明的实施例中，“衬底”一词可以包括任何能够用在下部的，或者能够在其上形成器件、电路或外延层的一种或多种材料。在其他备选实施例中，这一“衬底”可以包括半导体衬底，例如，掺杂硅、砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、磷化铟(InP)、锗(Ge)或硅锗(SiGe)衬底。所述“衬底”除了包括半导体衬底部分外，还可以包括，例如，诸如SiO₂或Si₃N₄层的绝缘层。因而，“衬底”一词还包括玻璃上硅、蓝宝石上硅衬底。因而，采用“衬底”一词对位于感兴趣的层或部分之下的层要素做一般性定义。而且，“衬底”可以是任何其他可以在其上形成层(例如，玻璃、塑料或金属层)的基底。

但是，必须理解，图6只是根据本发明可以采用的信号处理装置20的可能的例子，其作用并非在于限制本发明。例如，信号处理装置20可以包括超过一个OpAmp 21，或者还可以包括其他功能性(参见下文)。

在本发明的另一实施例中，提供了第一和第二放大器，例如，分别为OpAmp电路21a和21b，的半桥式构造。在图7中给出了这一构造。采用这一半桥式构造，能够消除温度影响和共有模式扰动磁场的影响。例如，可以通过导体等将磁场施加到第一OpAmp电路21a的传感器条10a上。将第一OpAmp电路21a的信号发送至加法器23。不向第二OpAmp电路21b的传感器条10b施加磁场。从第二OpAmp电路21b发送至加法器23的信号只包括来自传感器条的噪声。从第一OpAmp电路21a的信号中减去第二OpAmp电路21b的信号，之后对所得信号做进一步处理。通过这种方式，能够针对共有模式扰动磁场执行校正。由于并联的传感元件13a和13b在同一衬底上相互靠近，因而它们具有相同的温度，并且具有相同的温度相关性R(T)。因此，温度变化将对来自并联传感元件13a和13b的信号造成相同量的影响，所述效应将在减法操作之后消除。换言之，这是一种共有模式效应。

出于使探测器特性线性化的原因，常常采用图8所示的全惠斯通电桥构造。由于所述惠斯通电桥构造需要为每一传感元件13配置四个磁传感器条10，因此，所述构造的缺点在于面积不充裕。此外，与前一实施例相比，所需要的电源电压加倍。

但是，可以采用图9所示的根据本发明的另一实施例的传感器构造实现相同的功能。所述传感器构造可以包括每者包括N个并联磁传感器条10a、10b的两个磁传感元件13a、13b和信号处理装置20。信号处理装置20可以包括用于对传感器信号进行放大的两个放大器21a和21b。信号处理装置20还可以包括加法器23，其用于从来自传感元件13a的信号中减去来自第二传感元件13b的信号。信号处理装置20还可以包括AD转换器24。

信号处理装置20还可以包括线性化单元25，其作用在于校正传感元件13a和13b的非线性R-H特性。在该实施例中，对来自磁传感元件13a和13b的信号放大，并将其转化到数字域。数字电路对磁传感元件13a和13b的非线性R-H曲线进行校正。可以采用ROM表或者具有固定或自适应系数的算术函数实现这一点。可以通过向每一磁传感元件13a和13b施加磁场，并将R-H特性或针对其反函数(校正)的测量存储在芯片或衬底上，由此测定每一磁传感元件13a和13b的非线性。

在本实施例中，在数字域内实现线性化功能。但是，在其他实施例中，也可以在模拟域中，例如，采用诸如二极管的非线性元件实现所述线性化功能。

必须理解，图9所示的传感器构造只是一个例子，并不是用于限制本发明。所述传感器构造可以包括超过或少于两个传感器13a和13b、超过一个或没有AD转换器24以及超过一个线性化功能部件25。例如，将在下文中描述的典型的生物传感器可以包括多个，例如100个磁传感元件13a、b，所述磁传感元件单独或成组地多路复用到信号处理装置24。

为了探测在传感器附近是否存在和/或聚集了磁颗粒12，必须施加磁场。可以通过磁场发生装置完成磁场的施加，在一个实施例中，所述装置可以与磁传感元件13和信号处理装置20位于同一衬底上，并且可以将其称为芯片上磁场发生装置。在这种情况下，磁传感元件13、信号处理装置20和磁场发生装置可以形成集成电路。在另一个实施例中，所述磁场发生装置可以位于不同的衬底上，这时可以将其称为芯片外磁场发生装置。

因而，可以通过芯片上或芯片外磁场发生装置实现根据本发明的传感元件13。此外，在需要具有高均匀性灵敏度的大传感器表面时，能够有利地应用根据本发明的装置。

能够应用根据本发明的传感元件13的传感器装置30的一个例子是图10所示的生物传感器装置30。生物传感器装置30可以包括盒式外壳31、用于容纳诸如有待分析的分析物的材料的室32和/或通道33以及生物芯片34。生物芯片34是布置在固体衬底上的被称为微阵列的小型化测试部位的集合，其允许同时执行很多测试，以获得更高的处理能力和速度。可以将其划分为数十到数千个小室，每者含有生物活性分子，例如，短DNA链或探针。除了基因应用(例如，破译基因)外，还可以将生物芯片34应用到毒物学、蛋白质和生物化学研究领域，以及将其应用到临床诊断和科学研究领域，以改进疾病的发现、诊断和根本预防。

生物芯片34的衬底表面具有至少一个，优选多个探针区域。每一探针区域包括至少位于其部分表面上的探针元件35。探针元件35设有结合部位36，例如，其包括能够有选择地结合诸如目标分子种或抗原的目标样本分子37的结合分子或抗体。任何能够耦合至基体组织的生物活性分子在本申请中都具有潜在的可用性。所举出的例子可以包括变异或未变异核酸(例如DNA、RNA)、变异或未变异蛋白质或肽(例如，抗体、DNA或RNA结合蛋白质)、寡糖或多糖、诸如抑制剂的小分子、交联至基体组织或经由间隔分子交联的配体。

在图11A中，以磁颗粒14作标示的传感器分子38能够有选择地结合目标样本分子37。在这一例子中，磁颗粒15间接结合至目标样本37。在图11B中，由磁颗粒14直接标示目标样本分子37，在图11C中，通过目标样本分子37上的标签39标示目标样本分子37。同样在这种情况下，磁颗粒14间接结合至目标样本分子37。

生物芯片34的操作如下。每一探针元件35设有某种类型的结合部位36。将目标样本分子37提供至探针元件35，或使其通过探针元件35，如果结合部位36与目标样本分子37匹配，它们将相互结合。如图11A、11B和11C所示，磁颗粒14直接或间接耦合至目标样本分子37。磁颗粒14允许读取由生物芯片34采集的信息。为了实现这一目的，可以对每一结合部位单独寻址或读取。

可以将生物传感器装置30用于探测诸如流体、液体、气体、粘弹性介质、凝胶体或组织样本。

生物传感器装置30可以包括衬底和电路，例如集成电路。所述电路可以包括至少一个根据本发明所述的磁传感器13和至少一个具有导体等形式的磁场发生器。

但是，应当注意，上文所述的生物传感器装置30只是一个例子，本发明提供的一般解决方案结合了低压IC工艺和GMR元件，因此其不限于仅应用于这些生物传感器。例如，可以将根据本发明的传感器装置30用到每一像素都具有均匀的灵敏度的磁摄像机装置中，或者将其用到可以通过并联的传感器元件13a、b感测磁性实体的MRAM中。

在图12中，示出了一种探测磁颗粒12的方法，其中，采用了根据本发明的实施例的具有N个并联传感器条10的传感元件13。将由源41提供的调制信号Mod(t)发送至导体42，以调制导体电流I_c，其中，所述调制信号具有诸如正弦波(sin at)的适当振幅，并且具有例如，但不限于50kHz的频率。根据本发明，高频是指不会造成磁颗粒12的明显运动的频率，例如，100Hz或更高，优选为1kHz或更高，更优选为50kHz或更高，直到(例如)1GHz。

可以通过任何适当的波形，例如，I_c＝I_c sin at，调制导体电流，这一调制电流将诱发磁场，所述磁场自身在磁传感器条10的位置处主要是垂直的，或具有z取向。

感测电流I_s通过磁传感器条10。如果不存在磁颗粒12，那么来自导体42的输入信号为ac磁场。磁传感器条10所在位置处的磁场，以及磁传感器条10的电阻将随着磁传感器条10附近纳米颗粒12的存在而变化。处于磁传感器条10的敏感方向x方向的磁场H_x将与磁颗粒12的数量N_np和导体电流I_c成一阶正比：

H_x∝N_np I_c sin at

磁传感器条10的不同电阻导致了传感器条10上的不同电压降，并由此导致了磁传感元件13提供不同的测量信号。

之后，将磁传感器13提供的测量信号提供给读出电路，所述读出电路包括用于放大，从而生成放大信号Ampl(t)的放大器21。这一经放大的信号Ampl(t)在通过诸如解调乘法器43的解调器时，采用调制信号Mod(t)(在这种情况下等于sin at)对其同步解调，从而得到中间信号Mult(t)，中间信号Mult(t)等于：

Mult(t)＝N_np I_c sin² at＝N_np I_c·1/2(1-cos 2at)。

在最后的步骤中，通过低通滤波器44发送中间信号Mult(t)。因而，所得的信号Det(t)与存在于磁传感器条10的表面上的磁颗粒12的数量N_np成正比。

通过应用在本发明的该实施例中描述的探测方法，能够抑制低频磁噪声以及低频电子噪声、漂移和偏移。

上述用于探测磁颗粒12的方法只是一个例子，并非意在限制本发明。在其他实施例中，信号处理装置可以包括其他和/或附加的功能性。

应当理解，尽管文中针对根据本发明的装置讨论了优选实施例、具体结构和配置以及材料，但是在不背离本发明的范围和精神的情况下可以在形式和细节上做出各种变化和修改。

Claims (12)

1、一种传感器装置(30)，包括：

至少一个磁传感元件(13)，以及

至少一个用于产生磁场的磁场发生装置(42)，

其中，所述至少一个磁传感元件(13)包括复数N个并联磁传感器条(10)，其中，所述传感器装置(30)还包括用于在所述至少一个磁传感元件(13)上施加恒定电压的电压源(14)。

2、根据权利要求1所述的传感器装置(30)，所述磁传感元件(13)位于衬底上，并且其中，所述传感器装置(30)还包括与所述磁传感元件(13)位于同一衬底上的信号处理装置。

3、根据权利要求1所述的传感器装置(30)，其中，所述磁场发生装置(42)包括导体(42)和用于产生流经所述导体(42)的交流电流的交流电流源(41)。

4、根据权利要求2所述的传感器装置(30)，其中，所述磁传感元件(13)、所述信号处理装置(24)和所述磁场发生装置(42)形成集成电路。

5、根据权利要求1所述的传感器装置(30)，其中，所述磁传感器条(10)为磁致电阻传感器条。

6、根据权利要求5所述的传感器装置(30)，其中，所述磁致电阻传感器条为AMR、GMR或TMR传感器条。

7、根据权利要求2所述的传感器装置(30)，其中，所述信号处理装置包括至少一个放大器。

8、根据权利要求7所述的传感器装置(30)，其中，所述信号处理装置(24)还包括线性化电路。

9、根据权利要求1所述的传感器装置(30)，所述传感器装置(30)包括两个磁传感元件(13)，每一所述磁传感元件包括N个并联磁传感器条(10)。

10、根据权利要求1所述的传感器装置(30)，所述传感器装置(30)还包括用于测量所述至少一个磁传感元件(13)中的总电流信号i_s的装置。

11、一种用于探测磁颗粒(12)的存在或确定磁颗粒(12)的方法，所述方法包括：

在磁传感元件(13)的附近产生磁场，所述磁传感元件(13)包括复数N个并联磁传感器条(10)，

跨越所述磁传感元件(13)施加恒定电压，

测量所述磁传感元件(13)内的总信号电流i_s。

12、将根据权利要求1所述的传感器装置(30)用于分子诊断、生物样本分析或化学样本分析。

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