CN111465868A

CN111465868A - 具有补偿交叉轴效应的磁阻磁场传感器桥

Info

Publication number: CN111465868A
Application number: CN201880082264.2A
Authority: CN
Inventors: B·恩格尔; P·马瑟
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-07-28
Also published as: EP3729119B1; EP3729119A1; US11835601B2; WO2019121174A1; US20200333408A1

Abstract

在一个实施例中，一种磁阻（MR）磁场传感器系统包括MR磁场传感器桥。MF磁场传感器桥包括感测腿，所述感测腿具有感测元件，所述感测元件具有以第一固定磁化取向的第一层、以及以第一自由磁化取向的第二层，在零施加的磁场下，第一自由磁化取向与第一固定磁化取向正交。MF磁场传感器桥的参考腿并联地以电子方式连接到感测腿。参考腿包括至少一个参考元件，所述参考元件具有以第二固定磁化取向的第三层、以及以第二自由磁化取向的第四层，第二固定磁化取向平行于第一固定磁化取向并且与第一固定磁化取向处于相同的方向上，在零施加的磁场下，第二自由磁化取向平行于第一固定磁化取向。

Description

具有补偿交叉轴效应的磁阻磁场传感器桥

本申请要求于2017年12月21日提交的并且题为“MAGNETORESITIVE MAGNETICFIELD SENSOR BRIDGE WITH COMPENSATED CROSS-AXIS EFFECT”的美国临时专利申请号62/608,658的优先权，所述美国临时专利申请的公开内容通过引用在其整体上并入本文中。

技术领域

本公开涉及隧穿磁阻（TMR）磁场传感器。

背景技术

已知的磁阻（MR）磁场传感器基于各向异性磁阻（AMR）、巨磁阻（GMR）或隧穿磁阻（TMR）。所有MR传感器必须应对的一个问题是交叉轴（cross axis）效应，其被定义为沿非敏感方向施加的场，由于该场对磁各向异性的影响，该场改变敏感性。

MR传感器通常被组合在具有高敏感性和3个正交轴的单个设备中，以用作智能电话中的地磁磁力计。为了准确地确定地球磁场相对于电话的方向，传感器在电话的所有取向上都必须具有等同的响应。来自电话中的磁性材料和软铁材料的杂散场叠加在地球场上，并且必须通过现场校准来消除。如果传感器具有高的交叉轴效应，则以高的准确度来做到这点是困难的。

因此，具有带有线性响应和减小的交叉轴效应的MR磁场传感器是合期望的。具有不带有交叉轴效应的MR磁场传感器将是进一步有益的。

发明内容

本公开涉及一种磁阻（MR）磁场传感器桥，在一个实施例中，所述磁阻（MR）磁场传感器桥是隧穿MR（TMR）磁场传感器桥。MR磁场传感器桥提供了高线性度和经完全补偿的交叉轴效应。该桥设备的益处在于其针对包括具有很高TMR的先进材料（如MgO屏障）的所有MR水平的线性度以及对交叉轴效应的消除。与先前的设备相对照，所公开的桥的敏感性独立于外部磁场，而不论所施加的方向如何。

在一个实施例中，一种MR磁场传感器系统包括MR磁场传感器桥。MF磁场传感器桥包括感测腿（leg），所述感测腿具有感测元件，所述感测元件具有以第一固定磁化取向的第一层、以及以第一自由磁化取向的第二层，在零施加的磁场下，第一自由磁化取向与第一固定磁化取向正交。MF磁场传感器桥的参考腿并联地以电子方式连接到感测腿。参考腿包括至少一个参考元件，所述参考元件具有以第二固定磁化取向的第三层、以及以第二自由磁化取向的第四层，第二固定磁化取向平行于第一固定磁化取向并且与第一固定磁化取向处于相同的方向上，在零施加的磁场下，第二自由磁化取向平行于第一固定磁化取向。

在一个或多个实施例中，所述至少一个感测元件包括第一感测元件和第二感测元件。在零施加的磁场下，第一感测元件的第一自由磁化取向与第二感测元件的第一自由磁化取向相反。附加地，所述至少一个参考元件包括第一参考元件和第二参考元件。在零施加的磁场下，第一参考元件的第二自由磁化取向与第二参考元件的第二自由磁化取向相反。

在一个或多个实施例中，所述至少一个感测元件包括第三感测元件和第四感测元件。第三感测元件串联地以电子方式连接到第一感测元件。第四感测元件与第二感测元件串联地以电子方式连接。在零施加的磁场下，第三感测元件的第一自由磁化取向与第四感测元件的第一自由磁化取向相反，并且在零施加的磁场下，第三感测元件的第一自由磁化取向与第二感测元件的第一自由磁化取向相反。附加地，所述至少一个参考元件包括第三参考元件和第四参考元件。第三参考元件与第一参考元件串联地以电子方式连接。第四参考元件与第二参考元件串联地以电子方式连接。在零施加的磁场下，第三参考元件的第二自由磁化取向与第四参考元件的第二自由磁化取向相反，并且在零施加的磁场下，第三参考元件的第二自由磁化取向与第二参考元件的第二自由磁化取向相反。

在一个或多个实施例中，所述MR磁场传感器系统包括：存储器，其包括存储在其中的程序指令；以及控制单元，其可操作地连接到至少一个MR磁场传感器桥和存储器，控制单元被配置成执行所述程序指令，以基于来自所述至少一个MR磁场传感器桥的输入来确定与所述至少一个MR磁场传感器桥相关联的旋转取向。

在一个或多个实施例中，所述MR磁场传感器系统包括第一MR磁场传感器桥和第二MR磁场传感器桥。在该实施例中，第一MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第二MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交。

在一个或多个实施例中，所述MR磁场传感器系统包括第三MR磁场传感器桥。在该实施例中，第三MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第一MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交，并且第三MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第二MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交。

在一个或多个实施例中，所述MR磁场传感器系统包括存储器，所述存储器包括存储在其中的程序指令。控制单元可操作地连接到第一MR磁场传感器桥、第二MR磁场传感器桥、第三MR磁场传感器桥和存储器。控制单元被配置成执行程序指令，以基于来自第一MR磁场传感器桥、第二MR磁场传感器桥和第三MR磁场传感器桥的输入来确定旋转取向。

在一个或多个实施例中，所述至少一个MR磁场传感器桥是隧穿MR磁场传感器桥。

在一个或多个实施例中，所述至少一个MR磁场传感器桥是各向异性MR磁场传感器桥。

在一个或多个实施例中，所述至少一个MR磁场传感器桥是巨MR磁场传感器桥。

在一个实施例中，一种形成具有至少一个MR磁场传感器桥的磁阻（MR）磁场传感器系统的方法包括：形成所述至少一个MR磁场传感器桥的感测腿，感测腿包括至少一个感测元件，所述感测元件具有以第一固定磁化取向的第一层、以及以第一自由磁化取向的第二层，在零施加的磁场下，第一自由磁化取向与第一固定磁化取向正交。所述方法进一步包括形成所述至少一个MR磁场传感器桥的参考腿，参考腿包括至少一个参考元件，所述参考元件具有以第二固定磁化取向的第三层、以及以第二自由磁化取向的第四层。所形成的感测腿和参考腿被定位成使得在零施加的磁场下，第二自由磁化取向平行于第一固定磁化取向，并且第二固定磁化取向平行于第一固定磁化取向并且与第一固定磁化取向处于相同的方向上。感测腿和参考腿并联地以电子方式连接。

在一个或多个实施例中，形成感测腿包括：形成具有第一感测元件和第二感测元件的感测腿；以及将第一感测元件和第二感测元件定位成使得在零施加的磁场下，第一感测元件的第一自由磁化取向与第二感测元件的第一自由磁化取向相反。形成参考腿包括：形成具有第一参考元件和第二参考元件的参考腿；以及将第一参考元件和第二参考元件定位成使得在零施加的磁场下，第一参考元件的第二自由磁化取向与第二参考元件的第二自由磁化取向相反。

在一个或多个实施例中，形成感测腿包括：形成具有第三感测元件和第四感测元件的感测腿；将第三感测元件与第一感测元件串联地以电子方式连接；以及将第四感测元件与第二感测元件串联地以电子方式连接。所述方法包括：将第三感测元件定位成使得在零施加的磁场下，第三感测元件的第一自由磁化取向与第四感测元件的第一自由磁化取向相反，并且使得在零施加的磁场下，第三感测元件的第一自由磁化取向与第二感测元件的第一自由磁化取向相反。在该实施例中，形成参考腿包括：形成具有第三参考元件和第四参考元件的参考腿；将第三参考元件与第一参考元件串联地以电子方式连接；将第四参考元件与第二参考元件串联地以电子方式连接；以及将第三参考元件定位成使得在零施加的磁场下，第三参考元件的第二自由磁化取向与第四参考元件的第二自由磁化取向相反，并且使得在零施加的磁场下，第三参考元件的第二自由磁化取向与第二参考元件的第二自由磁化取向相反。

在一个或多个实施例中，所述至少一个MR磁场传感器桥包括第一MR磁场传感器桥和第二MR磁场传感器桥。在这样的实施例中，所述方法进一步包括：将第一MR磁场传感器桥和第二MR磁场传感器桥定位成，使得第一MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第二MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交。

在一个或多个实施例中，所述至少一个MR磁场传感器桥包括第三MR磁场传感器桥。在这样的实施例中，所述方法进一步包括：将第三MR磁场传感器桥定位成，使得第三MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第一MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交，并且与第二MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：将程序指令存储在存储器内；以及将控制单元可操作地连接到所述至少一个MR磁场传感器桥和存储器，控制单元被配置成执行所述程序指令，以基于来自所述至少一个MR磁场传感器桥的输入来确定与所述至少一个MR磁场传感器桥相关联的旋转取向。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：将程序指令存储在存储器中；以及将控制单元可操作地连接到第一MR磁场传感器桥、第二MR磁场传感器桥、第三MR磁场传感器桥和存储器，控制单元被配置成执行所述程序指令，以基于来自第一MR磁场传感器桥、第二MR磁场传感器桥和第三MR磁场传感器桥的输入来确定旋转取向。

附图说明

在结合附图理解的以下描述中解释了前述方面和其他特征。

图1描绘了包括TMR磁场传感器桥的智能电话的示意性视图。

图2描绘了图1的TMR磁场传感器桥的示意性视图。

图3描绘了使用理想的Stoner-Wohlfarth相干旋转模型计算出的图2的TMR磁场传感器桥的自由层的磁化响应的Matlab模型结果。

图4描绘了通过图2的TMR磁场传感器桥的各种组件的从以45度角施加的磁场而产生的电流，以示出由参考腿响应对交叉轴效应的补偿。

图5描绘了交叉轴场对图2的TMR磁场传感器桥的敏感性的影响。

图6描绘了可以用于形成图1的智能电话的过程的示意图。

具体实施方式

为了促进对本公开原理的理解的目的，现在将参考附图中图示的以及在以下书面说明书中描述的实施例。应当理解的是，并不由此意图对本公开范围的限制。要进一步理解的是，本公开包括对所说明的实施例的任何更改和修改，并且包括如本公开所属领域的技术人员通常将会想到的本公开原理的进一步应用。

图1描绘了智能电话100，该智能电话100并入操作性地连接到磁阻（MR）磁场传感器102的控制单元101，该磁阻（MR）磁场传感器102提供高线性度和经完全补偿的交叉轴效应。控制单元101被配置成执行存储在控制单元或单独的存储器103中的程序指令，以便以期望的方式来操作。控制单元101使用来自MR磁场传感器102的输入来确定智能电话100的旋转取向。

在一些实施例中与其他传感器（未示出）一起被包括在芯片上的MR磁场传感器102典型地包括三个MR磁场传感器桥，每个MR磁场传感器桥被配置成沿相应的轴来感测磁场，其中每一个轴与每一个其他轴正交。在图2中以隧穿磁阻（TMR）场传感器桥105的形式描绘了MR磁场传感器桥中的一个，尽管在其他实施例中使用其他类型的MR传感器桥。

TMR磁场传感器桥105包括：TMR设备的两个腿104/106，其中每个腿具有不同的TMR元件配置。在两个腿104/106之间的差分电流感测电路107中获得传感器响应，该差分电流感测电路107的输出被用在将信号从MR磁场传感器102提供给控制单元101中。控制单元101执行所保存的程序指令，以使用来自MR磁场传感器102的信号来查明智能电话100的取向。

腿104是感测侧，并且以电导率以及因此通过TMR堆叠的电流中的线性改变来对沿单个轴施加的磁场作出响应。感测腿104包括两种类型的磁隧穿结（MTJ）元件。MTJ 108和110分别包括相对于相应固定参考层116/118以90度定向的自由层磁化112和114。如本文所使用的，“0度”被定义为针对特定桥的固定参考层的取向。MTJ 108和110串联地连接。

感测腿104还包括MTJ 128和130，MTJ 128和130分别包括相对于相应固定参考层136/138以270度定向的自由层磁化132和134。MTJ 128和130串联地连接。MTJ 108/110和128/130的这两个串联对以并联配置而连接在一起，并且由于在零施加的场下自由层和栓定（pinned）（固定）层的正交关系，因此所得的电导率与单个设备的电导率匹配，该单个设备的电导率处于最大电导率与最小电导率之间的中点处。

第二腿是参考腿106，其被配置成向由感测腿104感测到的所施加磁场提供非常弱的响应。参考腿106包括MTJ 148/150，其中它们的自由层磁化152/154分别与相应固定参考层156/158平行地对准（0度，在其相同的方向上），并且因此处于最大电导率状态。MTJ 148/150串联地连接。

参考腿106还包括MTJ 168/170，其中它们相应的自由层磁化172/174与相应固定参考层176/178反平行地对准（180度，在其相反的方向上），并且因此在最小电导率状态中。MTJ 168/170串联地连接。

元件的这两个串联对（148/150和168/170）以并联配置而连接，以匹配单个设备的总组合设备电导率，该总组合设备电导率处于最大电导率与最小电导率之间的中点处。该配置在零施加的场处与感测腿104的电导率匹配，并且创建具有零偏移的平衡桥。

因此，图1和图2描绘了MR磁场传感器系统，该MR磁场传感器系统包括传感器102中的三个MR磁场传感器桥105、连同智能电话中的控制单元101和存储器103。在其他实施例中，MR磁场传感器系统被提供在其他设备中并且作为独立的传感器。在一些前述实施例中，并入更少的桥。一些实施例包括多于一种类型的MR磁场传感器。在一些系统中，省略了控制单元和存储器中的一个或多个。

TMR磁场传感器桥105的益处在于其针对包括具有很高TMR的先进材料（如MgO屏障）的所有TMR水平的线性度以及对交叉轴效应的消除。在任何磁阻传感器中，交叉轴磁场（被定义为沿非敏感方向施加的场）由于该场对磁各向异性的影响而将改变敏感性。如果使该场对准以增强传感器的磁各向异性，则敏感性将降低。相反地，如果交叉轴场与各向异性相反，则敏感性增加。这种交叉轴效应引起难以利用校准来进行校正的非理想性。由于感测腿和参考腿两者的互补响应，本公开中的MTJ元件的独特配置实际上补偿交叉轴效应。敏感性独立于外部磁场，而不论所施加的方向如何。

以上配置在Matlab模型中被验证，其具有在图3中提供的结果。自由层的磁化响应是使用理想Stoner-Wohlfarth相干旋转模型来计算的。如图3的曲线图180中所描绘，来自Matlab模型的TMR磁场传感器桥105的输出是线性的，该输出具有随着所施加的场不改变的斜率（敏感性），而不论角度如何。这指示交叉轴效应被缓解。该示例针对100%的高TMR。

图4描绘了通过TMR磁场传感器桥105的各种组件的从以45度角施加的磁场而产生的电流，以示出由参考腿响应对交叉轴效应的补偿。因此，图4描绘了针对通过MTJ 128/130的电流（曲线图200）、通过MTJ 108/110的电流（曲线图202）的个体组件电流、以及从感测腿104离开的总电流（曲线图204）。图4进一步描绘了针对通过MTJ 148/150的电流（曲线图206）、通过MTJ 168/170的电流（曲线图208）的个体组件电流、以及从参考腿106离开的总电流（曲线图210）。曲线图212描绘了针对组合桥输出的差分电流（

）。曲线图212中的转变是处于超出传感器场范围的元件切换场，在一些实施例中，该超出传感器场范围是通过控制单元101对程序指令的执行来解释的。

图5描绘了曲线图214，该曲线图214示出了交叉轴场对TMR磁场传感器桥105的敏感性的影响。变化

，并且仅由于计算噪声所致。

根据图6的方法250来形成一个实施例中的MR磁场传感器系统。在框252处，形成至少一个感测腿，诸如图2的感测腿104。典型地，如下所讨论的那样，系统将在三个不同的桥中包括三个感测腿，以提供三个轴感测。每个感测腿包括至少一个感测元件，该感测元件具有以第一固定磁化取向的第一层、以及以第一自由磁化取向的第二层，在零施加的磁场下，第一自由磁化取向与第一固定磁化取向正交。可以提供感测元件，并且然后将其布置在诸如芯片之类的基板上，或者可以将它们形成在一个或多个芯片上。在一个实施例中，每个桥的每个感测腿被形成在相应的芯片上。

还形成至少一个参考腿（框254）。（一个或多个）参考腿形成有至少一个参考元件，该参考元件具有以第二固定磁化取向的第三层、以及以第二自由磁化取向的第四层。参考腿元件的磁化取向彼此平行。在一些实施例中，参考腿与相关联的感测腿形成在相同芯片上。

在框256处，对相关联的感测腿和参考腿进行定位。在一些实施例中，感测和参考腿的定位与感测和参考腿的形成基本上同时执行。在其中感测和参考腿形成在不同基板上的实施例中，典型地在形成感测和参考腿之后对感测基板和参考腿基板进行定位。当对感测和参考腿进行定位时，感测和参考腿的固定磁化层被定位成彼此平行。最佳地，针对特定MR磁场传感器桥的感测和参考腿被定位成紧密地邻近彼此。

在框258处，将感测和参考腿以电子方式连接。在将具有四个感测元件的感测腿和具有四个参考元件的参考腿连接中，如图2中所描绘的那样形成电连接。在一些实施例中，电连接直接形成在（一个或多个）基板上或（一个或多个）基板内，在该（一个或多个）基板上形成传感器元件。在一些实施例中，电连接与感测元件的形成平行地形成。在框258中由参考和感测腿的连接形成的桥进一步以电子方式耦合到差分电流感测电路（框260）。

在并入多于一个桥的实施例中，在框262处，对桥进行定向。典型地，将每个桥的固定磁化取向定向成与每一个其他桥的固定磁化取向正交。后备（back up）桥当然将以其平行于主桥的固定磁化取向而定向。

在框264处，一个桥或多个桥连接到控制单元。在一些实施例中，控制单元是用于一个桥或多个桥的专用控制单元。在其他实施例中，控制单元控制诸如智能电话之类的设备中的其他组件。在一些实施例中，差分电流感测电路被提供在控制单元中。因此，在一些实施例中，框260与框264在同一时间执行。控制单元可操作地连接到其中已经存储了程序指令的存储器（框266）。

虽然已经在附图和前述描述中详细图示并描述了本公开，但是应当将其在性质上视为说明性的而不是限制性的。要理解的是，仅已呈现了优选实施例，并且期望保护落入本公开的精神内的所有改变、修改和进一步应用。

Claims

1.一种磁阻（MR）磁场传感器系统，包括：

至少一个MR磁场传感器桥，所述至少一个MF磁场传感器桥包括：

感测腿，其包括至少一个感测元件，所述感测元件具有以第一固定磁化取向的第一层、以及以第一自由磁化取向的第二层，在零施加的磁场下，第一自由磁化取向与第一固定磁化取向正交，以及

参考腿，其并联地以电子方式连接到感测腿，参考腿包括至少一个参考元件，所述参考元件具有以第二固定磁化取向的第三层、以及以第二自由磁化取向的第四层，第二固定磁化取向平行于第一固定磁化取向并且与第一固定磁化取向处于相同的方向上，在零施加的磁场下，第二自由磁化取向平行于第一固定磁化取向。

2.根据权利要求1所述的MR磁场传感器系统，其中：

所述至少一个感测元件包括第一感测元件和第二感测元件；

在零施加的磁场下，第一感测元件的第一自由磁化取向与第二感测元件的第一自由磁化取向相反；

所述至少一个参考元件包括第一参考元件和第二参考元件；并且

在零施加的磁场下，第一参考元件的第二自由磁化取向与第二参考元件的第二自由磁化取向相反。

3.根据权利要求2所述的MR磁场传感器系统，其中：

所述至少一个感测元件包括第三感测元件和第四感测元件；

第三感测元件串联地以电子方式连接到第一感测元件；

第四感测元件与第二感测元件串联地以电子方式连接；

在零施加的磁场下，第三感测元件的第一自由磁化取向与第四感测元件的第一自由磁化取向相反；

在零施加的磁场下，第三感测元件的第一自由磁化取向与第二感测元件的第一自由磁化取向相反；

所述至少一个参考元件包括第三参考元件和第四参考元件；

第三参考元件与第一参考元件串联地以电子方式连接；

第四参考元件与第二参考元件串联地以电子方式连接；

在零施加的磁场下，第三参考元件的第二自由磁化取向与第四参考元件的第二自由磁化取向相反；并且

在零施加的磁场下，第三参考元件的第二自由磁化取向与第二参考元件的第二自由磁化取向相反。

4.根据权利要求3所述的MR磁场传感器系统，进一步包括：

存储器，其包括存储在其中的程序指令；以及

控制单元，其可操作地连接到所述至少一个MR磁场传感器桥和存储器，控制单元被配置成执行所述程序指令，以基于来自所述至少一个MR磁场传感器桥的输入来确定与所述至少一个MR磁场传感器桥相关联的旋转取向。

5.根据权利要求1所述的MR磁场传感器系统，其中：

所述至少一个MR磁场传感器桥包括第一MR磁场传感器桥和第二MR磁场传感器桥；并且

第一MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第二MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交。

6.根据权利要求5所述的MR磁场传感器系统，其中：

所述至少一个MR磁场传感器桥进一步包括第三MR磁场传感器桥；

第三MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第一MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交；并且

第三MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第二MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交。

7.根据权利要求6所述的MR磁场传感器系统，进一步包括：

存储器，其包括存储在其中的程序指令；以及

控制单元，其可操作地连接到第一MR磁场传感器桥、第二MR磁场传感器桥、第三MR磁场传感器桥和存储器，控制单元被配置成执行所述程序指令，以基于来自第一MR磁场传感器桥、第二MR磁场传感器桥和第三MR磁场传感器桥的输入来确定旋转取向。

8.根据权利要求1所述的MR磁场传感器系统，其中所述至少一个MR磁场传感器桥是隧穿MR磁场传感器桥。

9.根据权利要求1所述的MR磁场传感器系统，其中所述至少一个MR磁场传感器桥是各向异性MR磁场传感器桥。

10.根据权利要求1所述的MR磁场传感器系统，其中所述至少一个MR磁场传感器桥是巨MR磁场传感器桥。

11.一种形成具有至少一个MR磁场传感器桥的磁阻（MR）磁场传感器系统的方法，所述方法包括：

形成所述至少一个MR磁场传感器桥的感测腿，感测腿包括至少一个感测元件，所述感测元件具有以第一固定磁化取向的第一层、以及以第一自由磁化取向的第二层，在零施加的磁场下，第一自由磁化取向与第一固定磁化取向正交；

形成所述至少一个MR磁场传感器桥的参考腿，参考腿包括至少一个参考元件，所述参考元件具有以第二固定磁化取向的第三层、以及以第二自由磁化取向的第四层；

相对于感测腿来定位参考腿，使得在零施加的磁场下，第二自由磁化取向平行于第一固定磁化取向，并且第二固定磁化取向平行于第一固定磁化取向并且与第一固定磁化取向处于相同的方向上；以及

将感测腿并联地以电子方式连接到参考腿。

12.根据权利要求11所述的方法，其中形成感测腿包括：

形成具有第一感测元件和第二感测元件的感测腿；以及

将第一感测元件和第二感测元件定位成使得在零施加的磁场下，第一感测元件的第一自由磁化取向与第二感测元件的第一自由磁化取向相反，其中形成参考腿包括：

形成具有第一参考元件和第二参考元件的参考腿；以及

将第一参考元件和第二参考元件定位成使得在零施加的磁场下，第一参考元件的第二自由磁化取向与第二参考元件的第二自由磁化取向相反。

13.根据权利要求12所述的方法，其中形成感测腿包括：

形成具有第三感测元件和第四感测元件的感测腿；

将第三感测元件与第一感测元件串联地以电子方式连接；

将第四感测元件与第二感测元件串联地以电子方式连接；

将第三感测元件定位成使得在零施加的磁场下，第三感测元件的第一自由磁化取向与第四感测元件的第一自由磁化取向相反，并且使得在零施加的磁场下，第三感测元件的第一自由磁化取向与第二感测元件的第一自由磁化取向相反，其中形成参考腿包括：

形成具有第三参考元件和第四参考元件的参考腿；

将第三参考元件与第一参考元件串联地以电子方式连接；

将第四参考元件与第二参考元件串联地以电子方式连接；以及

将第三参考元件定位成使得在零施加的磁场下，第三参考元件的第二自由磁化取向与第四参考元件的第二自由磁化取向相反，并且使得在零施加的磁场下，第三参考元件的第二自由磁化取向与第二参考元件的第二自由磁化取向相反。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

将程序指令存储在存储器内；以及

将控制单元可操作地连接到所述至少一个MR磁场传感器桥和存储器，控制单元被配置成执行所述程序指令，以基于来自所述至少一个MR磁场传感器桥的输入来确定与所述至少一个MR磁场传感器桥相关联的旋转取向。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述至少一个MR磁场传感器桥包括第一MR磁场传感器桥和第二MR磁场传感器桥，所述方法进一步包括：

将第一MR磁场传感器桥和第二MR磁场传感器桥定位成，使得第一MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第二MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少一个MR磁场传感器桥包括第三MR磁场传感器桥，所述方法进一步包括：

将第三MR磁场传感器桥定位成，使得第三MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向与第一MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交，并且与第二MR磁场传感器桥的第一固定磁化取向正交。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

将程序指令存储在存储器中；以及

将控制单元可操作地连接到第一MR磁场传感器桥、第二MR磁场传感器桥、第三MR磁场传感器桥和存储器，控制单元被配置成执行所述程序指令，以基于来自第一MR磁场传感器桥、第二MR磁场传感器桥和第三MR磁场传感器桥的输入来确定旋转取向。