DE102015121278A1

DE102015121278A1 - Sanftes umschalten einer magnetisierung in einem magnetoresistiven sensor

Info

Publication number: DE102015121278A1
Application number: DE102015121278.1A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Zimmer
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2016-06-09
Also published as: CN105675026A; US9958511B2; CN105675026B; US20160161574A1

Abstract

Ein magnetoresistiver Sensor kann ein Streifenteil enthalten, das magnetoresistives Material aufweist. Das Streifenteil kann eine Streifenbreite, die sich entlang einer ersten Achse von einem ersten Streifenrand des Streifenteils zu einem zweiten Streifenrand des Streifenteils erstreckt, eine Länge entlang einer zweiten Achse, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse liegt, ein erstes Ende und ein zweites Ende haben. Das erste Ende und das zweite Ende können an gegenüberliegenden Enden des Streifenteils entlang der zweiten Achse positioniert sein. Der magnetoresistive Sensor kann ein Erweiterungsteil haben, das magnetoresistives Material aufweist. Das Erweiterungsteil kann am ersten Ende des Streifenteils positioniert sein und kann eine Erweiterungsbreite entlang der ersten Achse haben. Die Erweiterungsbreite kann größer als die Streifenbreite sein, so dass sich das Erweiterungsteil über den ersten Streifenrand und den zweiten Streifenrand hinaus erstreckt.

Description

HINTERGRUND
Magnetowiderstand ist eine Eigenschaft eines Materials, die eine Änderung des elektrischen Widerstands des Materials bewirkt, wenn ein externes Magnetfeld an das Material angelegt wird. Beispiele eines Magnetowiderstands enthalten anisotropischen Magnetowiderstand (AMR), Riesenmagnetowiderstand (GMR), Tunnelmagnetowiderstand (TMR) oder dergleichen. Bei Änderungen des äußeren Feldes kann es bei entsprechenden Sensoren zu abrupten („harten“) Änderungen der Sensorausgabe kommen, was an der Bildung magnetischer Domänen liegen kann. Es ist eine Aufgabe, derartige Effekte zu reduzieren oder zu vermeiden.
KURZDARSTELLUNG
Es werden ein Sensor nach Anspruch 1, ein Sensormodul nach Anspruch 8 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 14 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen.
Gemäß einigen möglichen Implementierungen kann ein magnetoresistiver Sensor einen Streifenteil umfassen, der ein erstes magnetoresistives Material aufweist. Der Streifenteil des magnetoresistiven Sensors kann eine Streifenbreite entlang einer ersten Achse, eine Länge entlang einer zweiten Achse, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse liegt, ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Das erste Ende und das zweite Ende können entlang der zweiten Achse an gegenüberliegenden Enden des Streifenteils angeordnet sein. Der magnetoresistive Sensor kann einen Erweiterungsteil umfassen, der ein zweites magnetoresistives Material aufweist. Der Erweiterungsteil des magnetoresistiven Sensors kann am ersten Ende des Streifenteils angeordnet sein. Der Erweiterungsteil kann eine Erweiterungsbreite entlang der ersten Achse aufweisen. Die Erweiterungsbreite kann größer als die Streifenbreite sein.
Gemäß einigen möglichen Implementierungen kann ein Sensormodul einen magnetoresistiven Sensor umfassen. Der magnetoresistive Sensor kann einen Streifenteil umfassen, der ein magnetoresistives Material aufweist. Der Streifenteil kann eine erste Breite entlang einer ersten Achse, ein erstes Ende, das auf einer zweiten Achse angeordnet ist, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse liegt, ein zweites Ende, das auf der zweiten Achse angeordnet ist, und eine Länge, gemessen vom ersten Ende zum zweiten Ende aufweisen. Die Länge kann größer als die erste Breite sein. Der magnetoresistive Sensor kann einen Erweiterungsteil umfassen, der magnetoresistives Material aufweist. Der Erweiterungsteil kann an dem ersten Ende des Streifenteils angeordnet sein. Der Erweiterungsteil kann eine zweite Breite entlang der ersten Achse aufweisen und die zweite Breite kann größer als die erste Breite sein.
Gemäß einigen möglichen Implementierungen kann eine Vorrichtung zum Messen eines Magnetowiderstands einen Streifenteil aus magnetoresistivem Material umfassen. Der Streifenteil kann eine Streifenbreite entlang einer ersten Achse, eine Streifenlänge entlang einer zweiten Achse, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse liegt, ein erstes Streifenende und ein zweites Streifenende aufweisen. Das erste Streifenende und das zweite Streifenende können an gegenüberliegenden Enden des Streifenteils entlang der zweiten Achse angeordnet sein. Die Vorrichtung kann einen ersten Erweiterungsteil aus magnetoresistivem Material umfassen. Der erste Erweiterungsteil kann an dem ersten Streifenende angeordnet sein. Der erste Erweiterungsteil kann eine Breite entlang der ersten Achse aufweisen, die größer als die Streifenbreite ist. Die Vorrichtung kann einen zweiten Erweiterungsteil aus magnetoresistivem Material umfassen. Der zweite Erweiterungsteil kann an dem zweiten Streifenende angeordnet sein. Der zweite Erweiterungsteil kann eine Breite entlang der ersten Achse aufweisen, die größer als die Streifenbreite ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A–1C sind Diagramme eines Überblicks einer beispielhaften Implementierung, die hier beschrieben ist;
2 ist ein Diagramm einer beispielhaften Umgebung, in welcher hier beschriebene Vorrichtungen implementiert werden können;
3A–3H sind Diagramme beispielhafter magnetoresistiver Sensoren gemäß einigen hier beschriebenen Implementierungen;
4A–4C sind Diagramme beispielhafter Sensormodule gemäß einigen hier beschriebenen Implementierungen;
5 ist ein Diagramm, das beispielhafte Eigenschaften eines magnetoresistiven Sensors gemäß einigen hier beschriebenen Implementierungen zeigt;
6 ist ein Diagramm, das andere beispielhafte Eigenschaften eines magnetoresistiven Sensors gemäß einigen hier beschriebenen Implementierungen zeigt; und
7 ist ein Diagramm eines Beispiels eines Anlegens eines einachsigen externen Magnetfelds an einen magnetoresistiven Sensor.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung beispielhafter Implementierungen bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen. Dieselben Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen können dieselben oder gleiche Elemente angeben.
Ein magnetoresistiver Sensor (z.B. ein Sensor, der auf der Magnetowiderstandwirkung beruht) kann ein oder mehrere magnetoresistive Sensorelemente oder magnetoresistive Streifen (“Streifen”) enthalten, die aus einem magnetoresistiven Material wie zum Beispiel Nickeleisen (NiFe) bestehen, aber nicht darauf beschränkt sein. Der elektrische Widerstand, den die Streifen aufweisen, kann von einer Richtung und/oder einer Stärke eines Magnetfelds abhängen, das an den Streifen angelegt wird. Aufgrund der Beziehung zwischen elektrischem Widerstand und einer Richtung des Magnetfelds kann der Streifen zum Messen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Magnets (z.B. Drehgeschwindigkeit, lineare Geschwindigkeit usw.) verwendet werden. Während sich der Magnet bewegt, ändert sich die Richtung des an den Streifen angelegten Magnetfelds, was zu einer entsprechenden Änderung im elektrischen Widerstand des Streifens führt. Durch Messen der Änderung im elektrischen Widerstand im Laufe der Zeit kann die Geschwindigkeit des sich bewegenden Magnets bestimmt werden. Zum Beispiel kann durch Befestigen eines Magnets (z.B. eines Magnetpolrades an einer Achse oder einem Rad ein magnetoresistiver Sensor, der einen Streifen enthält, zum Messen der Drehgeschwindigkeit der Achse oder des Rades verwendet werden, die zum Messen der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges verwendet werden kann.
Aufgrund eines Phänomens, das als Formenanisotropie bekannt ist, variiert die interne Magnetisierung (z.B. die Richtung des internen Magnetfelds) des magnetoresistiven Streifens an verschiedenen Teilen des Streifens. Zum Beispiel können sich magnetische Momente magnetischer Domäne näher bei der Mitte des Streifens leichter mit einem angelegten externen Magnetfeld ausrichten als magnetische Momente an den Enden des Streifens. Wenn ein drehendes Magnetfeld an den Streifen angelegt wird, können die zentralen magnetischen Momente eine erste magnetische Domäne (z.B. mit einer Magnetisierung, die mit dem angelegten Magnetfeld besser ausgerichtet ist) bilden und die magnetischen Momente am Ende können eine zweite magnetische Domäne bilden (z.B. mit einer Magnetisierung die mit dem angelegten Magnetfeld weniger ausgerichtet ist).
Zwischen den zwei magnetischen Domänen kann das magnetoresistive Material eine magnetische Domänenwand bilden (z.B. eine 180 Grad Domänenwand), die von der Magnetisierung der ersten magnetischen Domäne zur Magnetisierung der zweiten magnetischen Domäne übergeht. Während das angelegte Magnetfeld dreht, kann die Physik des Streifens (z.B. Energieaufwand zum Errichten von Schnittstellen zwischen Domänen) bewirken, dass die magnetische Domänenwand zerstört wird, so dass sich der Streifen in einem geringeren Energiezustand befindet (z.B. einen höheren Ausrichtungsgrad zwischen den Magnetisierungen der zwei magnetischen Domänen bewirkt). Diese Zerstörung der magnetischen Domänenwand bewirkt in einigen Bereichen des Streifens ein plötzliches hartes Umschalten der Magnetisierungsrichtung, wodurch eine Diskontinuität in dem beobachteten elektrischen Widerstand des Streifens entsteht. Diese elektrische Diskontinuität macht eine Messung der angelegten Magnetfeldrichtung schwieriger und weniger genau, was ferner zu einer weniger genauen Messung der Geschwindigkeit des sich bewegenden Magnets führt.
Ferner kann eine Zerstörung der magnetischen Domänenwand von Zyklus zu Zyklus variieren (z.B. während das Magnetfeld dreht), wodurch ein Signaljitter erzeugt wird. Hier beschriebene Implementierungen führen zu einem weniger plötzlichen Weichschalten der Magnetisierung in einem Streifen aufgrund weniger deutlicher (oder eliminierter) magnetischer Domänenwände, was zu weniger deutlichen elektrischen Diskontinuitäten und einer besseren Sensorleistung führt. In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor in einem drehenden Magnetfeld mit einer Magnetfeldstärke von weniger als dem Magnetfeld, das zum Vorsehen einer vollständigen Sättigung der Sensorschicht notwendig ist, die mit dem Magnetfeld dreht, betrieben werden.
1A–1C sind Diagramme eines Überblicks einer beispielhaften, hier beschriebenen Implementierung 100. Wie in 1A und durch Bezugszeichen 110 dargestellt, kann ein Geschwindigkeitssensor, der einen oder mehrere magnetoresistive Sensoren enthält, zum Messen der Drehgeschwindigkeit eines Magnetpolrades positioniert werden. Das Magnetpolrad kann abwechselnde Nordpol- und Südpolmagnetisierungen entlang dem Umfang des Rades haben, die ein externes Magnetfeld erzeugen, das an die magnetoresistiven Sensoren angelegt wird, wie durch Bezugszeichen 120 dargestellt ist. Das in 1A dargestellte Magnetpolrad ist als Beispiel vorgesehen und andere Arten von Magneten können in einigen Implementierungen das externe Magnetfeld an die magnetoresistiven Sensoren anlegen.
Wie durch Bezugszeichen 130 dargestellt, wird angenommen, das das angelegte Magnetfeld “B” eine Richtung hat, die durch einen Winkel Φ von 5 Grad unter einer Längsachse eines magnetoresistiven Streifens definiert ist, der in einem magnetoresistiven Sensor enthalten ist. In diesem Fall können sich magnetische Domänen in einem zentralen Bereich des Streifens leichter mit dem angelegten Magnetfeld ausrichten als magnetische Domänen in einem Endbereich des Streifens, wie dargestellt. Wie ferner dargestellt, erzeugt dies eine magnetische Domänenwand zwischen der Magnetisierung des zentralen Bereichs und der Magnetisierung des Endbereichs. Wenn das Magnetpolrad dreht, ändert sich die Richtung des angelegten Magnetfeldes. was zu einer Zerstörung der Domänenwand und einer Diskontinuität in einem elektrischen Widerstand führen kann, der vom magnetoresistiven Sensor gemessen wird.
Wie in 1B dargestellt, können die gemessene Richtung und/oder Stärke des angelegten Magnetfeldes (z.B. in der B_x-Richtung) von einer axialen Position des magnetoresistiven Sensors in Bezug auf das Magnetpolrad abhängen. Eine axiale Verschiebung des magnetoresistiven Sensors vom Mittelpunkt des Magnetpolrads kann, zusätzlich zu den tangentialen uniaxialen Magnetfeldkomponenten zusätzliche senkrechte, axiale Magnetfeldkomponenten verursachen. Die zusätzlichen, senkrechten, axialen Magnetfeldkomponenten können um etwa 90 Grad phasenverschoben sein, was zu einer elliptischen oder kreisförmigen Drehung des angelegten Magnetfeldvektors führt. Mit anderen Worten, dieser axiale Verschiebung kann Magnetfeldkomponenten, gemessen in B_y-Richtung, zusätzlich zu Magnetfeldkomponenten, gemessen in B_x-Richtung erzeugen. Dies kann zu ungenauen Messungen des Magnetfelds in der B_x-Richtung führen, die zum Messen der Drehgeschwindigkeit des Magnetpolrads verwendet werden.
Wie in 1C und durch Bezugszeichen 140 dargestellt, kann ein magnetoresistiver Sensor (dargestellt als MR Sensor) in einigen Fällen nur ein Streifenteil enthalten. In diesem Fall, wie durch Bezugszeichen 150 dargestellt, wenn der magnetoresistive Sensor (dargestellt als MR Sensor) nur ein Streifenteil enthält, ist eine große Diskontinuität in der elektrischen Reaktion des magnetoresistiven Sensors vorhanden (z.B. die Änderung im Widerstand in Bezug auf die Änderung im angelegten Magnetfeldwinkel), wenn der Magnetfeldwinkel annähernd 250 Grad ist. Diese große Diskontinuität ist ein Ergebnis einer Zerstörung der magnetischen Domänenwand. Ferner, wie durch Bezugszeichen 160 dargestellt, könnte die Änderung im Widerstand zwei verschiedene Werte für eine bestimmte Magnetfeldstärke in der X-Richtung haben (z.B. B_x, zum Beispiel gemessen in Millitesla), abhängig von der Richtung, in welche sich das Magnetfeld dreht. Dies kann als Hysterese bezeichnet werden. Insbesondere könnte die Änderung im Widerstand einen Wert von etwa 0,5 oder 0,7 haben, wenn die Magnetfeldstärke in der X-Richtung, wie dargestellt, gleich null Millitesla (mT) ist. In einem magnetoresistiven Sensor kann ein Wert annähernd gleich einer Hälfte der maximalen Widerstandsänderung einem Nulldurchgangspunkt in einer Wheatstone-Brücke entsprechen. Für den Zweck von 1C kann eine Änderung im Widerstandswert von 0,5 als Nulldurchgangspunkt zur Auswertung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden oder drehenden Magneten verwendet werden. Somit können diese verschiedenen möglichen Werte von 0,5 oder 0,7 zu einer schlechten Sensorleistung führen.
Wie durch Bezugszeichen 170 dargestellt, kann in einigen Fällen der magnetoresistive Sensor ein Streifenteil und Erweiterungsteile enthalten, die sich über die Breite des Streifenteils hinaus erstrecken. In diesem Fall und wie durch Bezugszeichen 180 dargestellt, ist die große Diskontinuität in der elektrischen Reaktion nicht mehr länger vorhanden und durch kleinere Diskontinuitäten in verschiedenen Magnetfeldwinkeln ersetzt. Infolgedessen und wie durch Bezugszeichen 190 dargestellt, hat die Änderung im Widerstand einen möglichen Wert, wenn das Magnetfeld gleich null Millitesla ist, was annähernd der Wert von 0,5 ist, der als Nulldurchgangspunkt einer Brücke verwendet werden kann, die im magnetoresistiven Sensor enthalten ist. Auf diese Weise verbessert ein Hinzufügen der Erweiterungsteile zu dem Streifenteil die Leistung des magnetoresistiven Sensors durch Verringern von Diskontinuitäten in der elektrischen Reaktion und durch Verringern der Hysterese nahe dem Nulldurchgangspunktwert.
2 ist ein Diagramm einer beispielhaften Umgebung 200, in welcher die hier beschriebenen Vorrichtungen implementiert werden können. Wie in 2 dargestellt, kann die Umgebung 200 einen Magneten 210, ein Sensormodul 220, einen Satz von magnetoresistiven Sensoren 230-1 bis 230-N (N ≥ 1) (dargestellt als “MR Sensor” und der hier individuell als “magnetoresistiver Sensor 230” und gemeinschaftlich als “magnetoresistive Sensoren 230” bezeichnet werden kann), einen Satz von Kontaktkomponenten 240, einen Signalprozessor 250 und eine Eingangs-/Ausgangs-(“IO”)Komponente 260 enthalten.
Der Magnet 210 kann einen oder mehrere Magneten enthalten. In einigen Implementierungen kann der Magnet 210 kann ein Magnetpolrad (z.B. mit zumindest zwei abwechselnden Polen, wie einem Nordpol und einem Südpol) enthalten, wie in 2 dargestellt. Zusätzlich oder alternativ kann der Magnet 210 einen Dipolmagnet (z.B. einen Dipolstabmagnet, einen kreisförmigen Dipolmagnet, einen elliptischen Dipolmagnet, usw.), einen Permanentmagnet, einen Elektromagnet oder dergleichen enthalten. Der Magnet 210 kann aus einem ferromagnetischen Material bestehen und kann ein Magnetfeld erzeugen. In einigen Implementierungen kann der Magnet 210 an einer Struktur befestigt oder an diese gekoppelt sein, für die eine Geschwindigkeit gemessen werden soll, wie ein Rad (z.B. eine Fahrzeugrad), eine Achse (z.B. eine Fahrzeugachse) eine zylindrische Struktur (z.B. ein drehender Zylinder, eine Nockenwelle, eine Kurbelwelle, usw.), ein sich linear bewegendes Objekt (z.B. ein beweglicher hydraulischer Kolben) oder dergleichen.
Das Sensormodul 220 kann eine oder mehrere Vorrichtung(en) zum Messen einer Geschwindigkeit eines Magneten 210 enthalten, wie einer Drehgeschwindigkeit, einer linearen Geschwindigkeit oder dergleichen. Zum Beispiel kann das Sensormodul 220 einen Geschwindigkeitssensor, wie einen Magnetgeschwindigkeitssensor, einen Drehgeschwindigkeitssensor, einen Lineargeschwindigkeitssensor einen linearen geneigten Geschwindigkeitssensor, einen Hall-Sensor oder dergleichen enthalten. Das Sensormodul 220 kann an einer bestimmten Stelle relativ zum Magneten 210 positioniert sein, so dass das Sensormodul 220 ein Magnetfeld erzeugen kann, das vom Magneten 210 generiert wird. Wie dargestellt, kann das Sensormodul 220 einen Satz von magnetoresistiven Sensoren 230, einen Satz von Kontaktkomponenten 240, einen Signalprozessor 250 und eine IO-Komponente 260 enthalten. Das Sensormodul 220 und/oder der magnetoresistive Sensor 230 können den Magnetowiderstand unter Verwendung einer anisotropischen Magnetowiderstand-(AMR)Technologie, einer Riesenmagnetowiderstand-(GMR)Technologie, Tunnelmagnetowiderstand-(TMR)Technologie oder dergleichen messen.
Der magnetoresistive Sensor 230 kann ein oder mehrere Vorrichtungen zum Messen des Magnetowiderstands enthalten. Zum Beispiel kann der magnetoresistive Sensor 230 aus einem magnetoresistiven Material wie Nickeleisen (NiFe) bestehen. Der elektrische Widerstand des magnetoresistiven Materials kann von einer Stärke und/oder einer Richtung eines externen Magnetfeldes abhängen, das an das magnetoresistive Material angelegt wird, wie ein Magnetfeld, das vom Magneten 210 erzeugt wird. Der magnetoresistive Sensor 230 kann ein Streifenteil und ein oder mehrere Erweiterungsteile enthalten, wie hier ausführlicher in Verbindung mit 3A–3H beschrieben ist. Wie dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 einen Satz von Kontaktkomponenten 240 enthalten.
Die Kontaktkomponente 240 kann eine oder mehrere Vorrichtung(en) zum Koppeln des magnetoresistiven Sensors 230 an eine Vorrichtung enthalten (die z.B. im Sensormodul 220 enthalten ist), um einen elektrischen Widerstand eines magnetoresistiven Materials zu messen, das in einem magnetoresistiven Sensor 230 enthalten ist. Zum Beispiel kann die Kontaktkomponente 240 an ein Ohmmeter, wie ein Präzisions-Ohmmeter, eine Kelvin-Brücke oder dergleichen gekoppelt sein. Die Kontaktkomponente 240 kann ferner an das magnetoresistive Material gekoppelt sein (z.B. in Kontakt mit diesem stehen, auf diesem positioniert sein, usw.), das im magnetoresistiven Sensor 230 enthalten ist. In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 zwei Kontaktkomponenten 240 enthalten. Als ein Beispiel kann eine erste Kontaktkomponente 240 näher zu einem ersten Ende des magnetoresistiven Sensors 230 positioniert sein und eine zweite Kontaktkomponente 240 kann näher zu einem zweiten Ende (z.B. einem gegenüberliegenden Ende) des magnetoresistiven Sensors 230 positioniert sein. Als weiteres Beispiel kann eine erste Kontaktkomponente 240 an eine erste Anschlussklemme einer Vorrichtung zum Messen des elektrischen Widerstands gekoppelt sein und eine zweite Kontaktkomponente 240 (die sich z.B. von der ersten Kontaktkomponente 240 unterscheidet und physisch von dieser getrennt ist) kann an eine zweite Anschlussklemme der Vorrichtung zum Messen des elektrischen Widerstands gekoppelt sein. Auf diese Weise kann das Sensormodul 220 den elektrischen Widerstand und/oder die Änderung im elektrischen Widerstand des magnetoresistiven Materials anhand eines externen Magnetfelds messen, das an das magnetoresistive Material angelegt wird (z.B. anhand einer Änderung im Widerstand zwischen einer ersten Kontaktkomponente 240 und einer zweiten Kontaktkomponente 240).
Der Signalprozessor 250 kann eine oder mehrere Vorrichtung(en) zur Verarbeitung von Signalen enthalten, die von einem oder mehreren magnetoresistiven Sensor(en) 230 empfangen werden. Zum Beispiel kann der Signalprozessor 250 einen analogen Signalprozessor, einen digitalen Signalprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine feldprogrammierbare Gate-Gruppe (FPGA), einen Mikroprozessor oder dergleichen enthalten. In einigen Implementierungen kann der Signalprozessor 250 Signale verarbeiten, die von Kontaktkomponenten 240, von mehreren Kontaktkomponenten 240, die mit einem bestimmten magnetoresistiven Sensor 230 verknüpft sind, von mehreren Kontaktkomponenten 240, die mit mehreren magnetoresistiven Sensoren 230 verknüpft sind, oder dergleichen empfangen werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Signalprozessor 250 eine Geschwindigkeit des Magneten 210 anhand von Signalen bestimmen, die von einer oder mehreren Kontaktkomponente(n) 240 empfangen werden.
Die IO-Komponente 260 kann eine oder mehrere Vorrichtung(en) zum Eingeben von Informationen in das Sensormodul 220 und/oder Ausgeben von Informationen aus dem Sensormodul 220 enthalten. Zum Beispiel kann die IO-Komponente 260 eine Eingangskomponente, eine Ausgangskomponente, einen Bus, einen Draht, einen Stift oder dergleichen enthalten. In einigen Implementierungen kann die IO-Komponente 260 ein Signal für das Sensormodul 220 empfangen (z.B. ein Signal, das eine Geschwindigkeitsmessung verlangt). Zusätzlich oder alternativ kann die IO-Komponente 260 ein Signal vom Sensormodul 220 (z.B. ein Signal, das eine Geschwindigkeitsmessung anzeigt) übertragen. Die IO-Komponente 260 kann einem Sensormodul 220 ermöglichen, mit anderen Komponenten, wie einer Rechnervorrichtung, einem Mikroprozessor oder dergleichen, zu kommunizieren.
Die Anzahl und Anordnung von Vorrichtungen, die in 2 dargestellt sind, sind als Beispiel angegeben. In der Praxis können zusätzliche Vorrichtungen, weniger Vorrichtungen, andere Vorrichtungen oder anders angeordnete Vorrichtungen als die in 2 dargestellten vorhanden sein. Ferner können zwei oder mehr Vorrichtungen, die in 2 dargestellt sind, innerhalb einer einzigen Vorrichtung implementiert sein oder eine einzige Vorrichtung, die in 2 dargestellt ist, kann als mehrere, verteilte Vorrichtungen implementiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Satz von Vorrichtungen (z.B. eine oder mehrere Vorrichtung(en)) der Umgebung 200 eine oder mehrere Funktion(en) ausführen, die laut Beschreibung von einem anderen Satz von Vorrichtungen der Umgebung 200 ausgeführt werden.
3A ist ein Diagramm eines beispielhaften magnetoresistiven Sensors 230, gemäß einigen möglichen Implementierungen. Wie in 3A dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 ein Streifenteil 305 und ein oder mehrere Erweiterungsteil(e) 310 enthalten. Das Streifenteil 305 und das (die) Erweiterungsteil(e) 310 können in einigen Implementierungen eine kontinuierliche Struktur aus magnetoresistivem Material enthalten. Mit anderen Worten, eine einzelne Lage oder Schicht aus magnetoresistivem Material kann das Streifenteil 305 und das (die) Erweiterungsteil(s) 310 enthalten. In einigen Implementierungen kann das Streifenteil 305 und/oder Erweiterungsteil 310 eine rechteckige Form aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann das Streifenteil 305 und/oder Erweiterungsteil 310 andere Formen haben, wie an anderer Stelle hier ausführlich beschrieben ist.
In einigen Implementierungen kann das magnetoresistive Material des Streifenteils 305 dasselbe sein wie das magnetoresistive Material des Erweiterungsteils 310. In einigen Implementierungen kann ein erstes magnetoresistives Material des Streifenteils 305 anders sein als ein zweites magnetoresistives Material des Erweiterungsteils (der Erweiterungsteile) 310. In diesem Fall können das erste magnetoresistive Material und das zweite magnetoresistive Material magnetisch gekoppelt sein. Die magnetische Kopplung kann in einigen Implementierungen direkt sein. Zum Beispiel kann das erste magnetoresistive Material in Kontakt mit dem zweiten magnetoresistiven Material sein (z.B. kann das erste magnetoresistive Material das zweite magnetoresistive Material bedecken oder das zweite magnetoresistive Material kann das erste magnetoresistive Material bedecken). In einigen Implementierungen kann die magnetische Kopplung indirekt sein. Zum Beispiel kann eine Materialschicht zwischen dem ersten magnetoresistiven Material und dem zweiten magnetoresistiven Material angeordnet sein, um die magnetische Kopplung zu vermitteln. Eine indirekte Kopplung kann in einigen Fällen eine ferromagnetische oder antiferromagnetische Kopplung zwischen dem ersten magnetoresistiven Material und dem zweiten magnetoresistiven Material errichten.
Das Streifenteil 305 kann aus einem magnetoresistiven Material bestehen. Ferner kann das Streifenteil 305 eine Streifenbreite 315 entlang einer ersten Achse (d.h., einer Breitenachse) und eine Streifenlänge 320 entlang einer zweiten Achse (d.h., einer Längsachse) aufweisen. Die zweite Achse kann senkrecht zur ersten Achse sein (oder im Wesentlichen senkrecht, wie innerhalb von 1 Grad, 3 Grad, 5 Grad, 10 Grad, usw.). In einigen Implementierungen kann die Streifenlänge 320 wie dargestellt länger sein als die Streifenbreite 315. Das Streifenteil 305 kann ein erstes Streifenende 325 und ein zweites Streifenende 325 haben und die Streifenenden 325 können an gegenüberliegenden Enden des Streifenteils 305 entlang der Längsachse positioniert sein. Ebenso kann das Streifenteil 305 einen ersten Streifenrand 330 und einen zweiten Streifenrand 330 haben und die Streifenränder 330 können an gegenüberliegenden Enden des Streifenteils 305 entlang der Breitenachse positioniert sein. In einigen Implementierungen kann sich die Streifenbreite 315 in der Richtung der Breitenachse, vom ersten Streifenrand 330 des Streifenteils 305 (z.B. einem unteren Streifenrand des Streifenteils 305, der in 3A dargestellt ist) zum zweiten Streifenrand 330 des Streifenteils 305 (z.B. einem oberen Streifenrand des Streifenteils 305, der in 3A dargestellt ist) erstrecken. Während das Streifenteil 305 mit einer gleichförmigen Streifenbreite 315 dargestellt ist, kann das Streifenteil 305 in einigen Implementierungen eine ungleichförmige Streifenbreite 315 haben (kann z.B. unterschiedliche Streifenbreiten 315 an verschiedenen Positionen des Streifenteils 305 haben). In einigen Implementierungen kann sich Streifenbreite 315 auf eine Breite des Streifenteils 305 am Streifenende 325 (z.B. an einem ersten Streifenende 325 oder an einem zweiten Streifenende 325) beziehen.
Das Erweiterungsteil 310 kann aus einem magnetoresistiven Material (z.B. demselben magnetoresistiven Material wie das Streifenteil 305, einem anderen magnetoresistiven Material als das Streifenteil 305, usw.) bestehen. Ferner kann das Erweiterungsteil 310 eine Erweiterungsbreite 335 entlang der ersten Achse (d.h., der Breitenachse) und eine Erweiterungslänge 340 entlang der zweiten Achse (d.h., der Längsachse) haben. In einigen Implementierungen kann die Erweiterungsbreite 335 wie dargestellt länger als die Erweiterungslänge 340 sein. Das Erweiterungsteil 310 kann ein erstes Erweiterungsende 345 und ein zweites Erweiterungsende 345 haben und die Erweiterungsenden 345 können an gegenüberliegenden Enden des Erweiterungsteils 310 entlang der Breitenachse positioniert sein. Ebenso kann das Erweiterungsteil 310 einen ersten Erweiterungsrand 350 und einen zweiten Erweiterungsrand 350 haben und die Erweiterungsränder 350 können an gegenüberliegenden Enden des Erweiterungsteils 310 entlang der Längsachse positioniert sein.
Wie ferner in 3A dargestellt ist, kann das Erweiterungsteil 310 am Streifenende 325 positioniert sein. In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 ein einziges Erweiterungsteil 310 aufweisen, das an einem Streifenende 325 des Streifenteils 305 positioniert ist. In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 zwei Erweiterungsteile 310 enthalten, die wie dargestellt an gegenüberliegenden Streifenenden 325 des Streifenteils 305 positioniert sind. In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 eine andere Menge an Erweiterungsteilen 310 enthalten.
Das Erweiterungsteil 310 kann die Breite des Streifenteils 305 erweitern. Mit anderen Worten, die Erweiterungsbreite 335 des Erweiterungsteils 310 kann größer (z.B. länger, breiter, größer usw.) sein als die Streifenbreite 315 des Streifenteils 305. Mit noch anderen Worten, eine Breite des magnetoresistiven Sensors 230 am Erweiterungsteil 310 kann größer sein als eine Breite des magnetoresistiven Sensors 230 am Streifenteil 305. In einigen Implementierungen kann sich das Erweiterungsteil 310 über beide Streifenränder 330 des Streifenteils 305 entlang der Breitenachse hinaus erstrecken. Zum Beispiel befindet sich in 3A ein oberes Erweiterungsende 345 des Erweiterungsteils 310 über einem oberen Streifenrand 330 des Streifenteils 305 und ein unteres Erweiterungsende 345 des Erweiterungsteils 310 befindet sich unter einem unteren Streifenrand 330 des Erweiterungsteils 305. Das Erweiterungsteil 310 kann zahlreiche Formen aufweisen, von welchen einige Beispiele hier in Verbindung mit 3B–3H beschrieben sind.
Wie ferner in 3A dargestellt ist, kann der magnetoresistive Sensor 230 eine Sensorlänge 355 entlang der zweiten Achse (d.h., der Längsachse) haben. In einigen Implementierungen kann die Sensorlänge 355 über den gesamten magnetoresistiven Sensor 230 gleichförmig sein (kann z.B. dieselbe Länge haben), wie in 3A dargestellt. In einigen Implementierungen kann die Sensorlänge 355 über den gesamten magnetoresistiven Sensor 230 ungleichförmig sein (kann z.B. unterschiedliche Längen haben) (wie z.B. durch 3B, 3C und 3E dargestellt). Ferner kann der magnetoresistive Sensor 230 entlang der ersten Achse (d.h., der Breitenachse) eine ungleichförmige Sensorbreite 360 haben. Zum Beispiel kann die Sensorbreite 360 am Streifenteil 305 schmäler sein und kann am Erweiterungsteil 310 breiter sein. Wie ferner dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 ein erstes Sensorende 365 und ein zweites Sensorende 365 haben und die Sensorenden 365 können an gegenüberliegenden Enden des magnetoresistiven Sensors 230 entlang der Längsachse positioniert sein.
Wie ferner in 3A dargestellt, kann in einigen Implementierungen die Kontaktkomponente 240 vollständig am Streifenteil 305 positioniert sein (kann z.B. nur mit dem Streifenteil 305 und nicht mit dem Erweiterungsteil 310 in Kontakt stehen). Auf diese Weise kann das Sensormodul 220 eine exaktere Magnetowiderstandsmessung erreichen, da der Einfluss einer Erzeugung und/oder Zerstörung magnetischer Domänenwände in Erweiterungsteilen 310 auf das Ausgangssignal verringert oder eliminiert wird, da die Erweiterungsteile 310 zumindest teilweise oder sogar vollständig elektrisch von der elektrischen Sensorreaktion ausgeschlossen sind. Dies kann zu weniger Diskontinuitäten in der elektrischen Reaktion führen (z.B. weniger diskontinuierlichen Änderungen in der Widerstandsfähigkeit), die vom Sensormodul 220 gemessen werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Kontaktkomponente 240 vollständig auf dem Erweiterungsteil 310 positioniert werden (kann z.B. nur mit dem Erweiterungsteil 310 und nicht mit dem Streifenteil 305 in Kontakt stehen). Als ein anderes Beispiel kann die Kontaktkomponente 240 teilweise auf dem Streifenteil 305 und teilweise auf dem Erweiterungsteil 310 positioniert sein.
In einigen Implementierungen kann eine Mitte und/oder ein Rand der Kontaktkomponente 240 an einer Position positioniert sein, die zumindest die zweifache Länge der Erweiterungslänge 340 vom Sensorende 365 ist. Zusätzlich oder alternativ kann der magnetoresistive Sensor 230 mehrere Kontaktkomponenten 240 enthalten. Zum Beispiel, und wie in 3A dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 zwei Kontaktkomponenten 240 enthalten. In diesem Fall kann eine erste Kontaktkomponente 240 näher beim ersten Streifenende 325 (oder einem ersten Sensorende 365) als das zweite Streifenende 325 (oder ein zweites Sensorende 365) positioniert sein. Ebenso kann eine zweite Kontaktkomponente 240 näher beim zweiten Streifenende 325 (oder dem zweiten Sensorende 365) als das erste Streifenende 325 (oder das erste Sensorende 365) positioniert sein.
Die Anzahl, Anordnung und Konfiguration des Streifenteils 305, der Erweiterungsteile 310 und der Kontaktkomponenten 240, wie in 3A dargestellt, sind als Beispiel angegeben. In der Praxis kann der magnetoresistive Sensor 230 zusätzliche Streifenteile 305, Erweiterungsteile 310 oder Kontaktkomponenten 240, weniger Streifenteile 305, Erweiterungsteile 310 oder Kontaktkomponenten 240 oder anders angeordnete Streifenteile 305, Erweiterungsteile 310 oder Kontaktkomponenten 240 als die in 3A dargestellten enthalten. Obwohl zum Beispiel 3A einen magnetoresistiven Sensor 230 mit zwei Erweiterungsteilen 310, einem an jedem Streifenende 325 des Streifenteils 305, zeigt, kann in einigen Implementierungen der magnetoresistive Sensor 230 ein einziges Erweiterungsteil 310 (z.B. an einem Streifenende 325 des Streifenteils 305) enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann die Kontaktkomponente 240 einen Streifenrand oder beide Streifenränder 330 überlappen. Zum Beispiel kann die Kontaktkomponente 240 einen elektrischen Steckverbinder (z.B. eine Durchkontaktierung) enthalten, die nicht vollständig auf dem magnetoresistiven Sensor 230 positioniert ist.
3B–3E sind Diagramme anderer beispielhafter magnetoresistiver Sensoren 230 gemäß einigen möglichen Implementierungen. Wie in 3B–3E dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 in zahlreichen Formen gebildet werden.
Wie in 3B dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 mit einem Erweiterungsteil 310 als eine Scheibenstruktur gebildet werden, wobei das Erweiterungsteil 310 von runder oder kreisförmiger Form ist (z.B. in der Form eines Kreises). In dieser Struktur kann die Erweiterungsbreite 335 des Erweiterungsteils 310 breiter als die Streifenbreite 315 des Streifenteils 305 sein. Ferner kann das Erweiterungsteil 310 eine ungleichförmige Breite haben, wobei einige Breiten breiter als die Streifenbreite 315 sind und einige Breiten schmäler als die Streifenbreite 315 sind. Durch Verwendung dieser Form oder einer anderen Form, wobei die maximale Erweiterungsbreite 335 etwas breiter als die Streifenbreite 315 ist (z.B. kleiner oder gleich 1,5 Mal so breit, kleiner oder gleich zweimal so breit kleiner oder gleich dreimal so breit, usw.), können mehrere magnetoresistive Sensoren 230 gemeinsam in das Sensormodul 220 gepackt werden, wie ausführlicher in Verbindung mit 4A–4C beschrieben. Mit anderen Worten, wenn die maximale Sensorbreite 360 schmäler ist (z.B. wenn die maximale Erweiterungsbreite 335 schmäler ist), können mehr magnetoresistive Sensoren 230 in eine bestimmte Fläche gepackt werden, als wenn die maximale Sensorbreite 360 (oder maximale Erweiterungsbreite 335) breiter ist.
Wie in 3C dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 mit einem Erweiterungsteil 310 als Ellipsenstruktur gebildet werden, wobei das Erweiterungsteil 310 von elliptischer Form ist (z.B. in der Form einer Ellipse). In dieser Struktur kann das Erweiterungsteil 310 eine ungleichförmige Breite haben. In einigen Implementierungen kann die gesamte Erweiterungsbreite 335 in dieser Struktur breiter sein als die Streifenbreite 315. Anders geformte Erweiterungsteile 310, wie eine elliptische Form, können verschiedene Vorteile bieten, wie weniger elektrische Diskontinuitäten, kleinere elektrische Diskontinuitäten, elektrische Diskontinuitäten in verschiedenen Magnetfeldrichtungen oder Stärken oder dergleichen. Zum Beispiel können eine Ellipsenstruktur und/oder eine Scheibenstruktur die Erzeugung von magnetischen Domänenwänden innerhalb des Erweiterungsteils 310 vermeiden oder verringern, wodurch die Sensorleistung verbessert wird.
Wie in 3D dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 mit einem Erweiterungsteil 310 als Bügelstruktur gebildet werden, wobei das Erweiterungsteil 310 wie ein Bügel geformt ist. In dieser Struktur kann das Erweiterungsteil 310 ein zusätzliches Erweiterungsteil am Erweiterungsende 345 des Erweiterungsteils 310 enthalten. Das zusätzliche Erweiterungsteil kann sich entlang der Längsachse des magnetoresistiven Sensors 230 erstrecken. In diesem Fall kann das Erweiterungsteil 310 andere Erweiterungslängen 340 haben. Anders geformte Erweiterungsteile 310, wie eine Bügelform, können verschiedene Vorteile bieten, wie weniger elektrische Diskontinuitäten, kleinere elektrische Diskontinuitäten, elektrische Diskontinuitäten in verschiedenen Magnetfeldrichtungen oder Stärken oder dergleichen.
Wie in 3E dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 mit einem Erweiterungsteil 310 als Pfeilstruktur gebildet werden, wobei das Erweiterungsteil 310 wie eine Pfeilspitze geformt ist. In dieser Struktur kann sich das Erweiterungsteil 310 in einem bestimmten Winkel (z.B. 30 Grad, 45 Grad, in einem Bereich von 10 bis 170 Grad, usw.) von der Längsachse und/oder der Breitenachse erstrecken. Wie durch diese Form gezeigt, kann der magnetoresistive Sensor 230 eine ungleichförmige Sensorlänge 355 haben.
In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 ein abgerundetes Streifenende 325 zwischen dem Erweiterungsteil 310 und Streifenteil 305 enthalten (z.B. wenn das Erweiterungsteil 310 rund, kreisförmig, elliptisch, usw., in seiner Form ist, wie in 3B und 3C dargestellt). In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 eine Knochenform haben. Anders geformte Erweiterungsteile 310, wie eine Pfeilspitzenform, können verschiedene Vorteile bieten, wie weniger elektrische Diskontinuitäten, kleinere elektrische Diskontinuitäten, elektrische Diskontinuitäten bei verschiedenen Magnetfeldrichtungen oder Stärken oder dergleichen.
Wie oben angegeben, zeigen 3B–3E beispielhafte Strukturen für einen magnetoresistiven Sensor 230. In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 eine andere Form als die dargestellte haben (z.B. eine abgerundete, rechteckige Form, eine konkave Form, eine konvexe Form, usw.). In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 dieselbe Form an jedem Streifenende 325 des Streifenteils 305 enthalten. In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 verschiedene Formen an jedem Streifenende 325 des Streifenteils 305 enthalten. Mit anderen Worten, ein erstes Erweiterungsteil 310 (z.B. an einem ersten Streifenende 325 positioniert) und ein zweites Erweiterungsteil 310 (z.B. an einem zweiten Streifenende 325 positioniert) können symmetrisch sein (können z.B. dieselbe Form und/oder Abmessungen haben) oder asymmetrisch (können z.B. andere Formen und/oder Abmessungen) haben. Ferner sind die Längen und Breiten des Streifenteils 305 und Erweiterungsteils 310 als Beispiel dargestellt. In der Praxis können das Streifenteil 305 und/oder Erweiterungsteil 310 andere Längen und/oder Breiten als dargestellt haben. Zusätzlich oder alternativ können verschiedene magnetoresistive Sensoren 230 innerhalb eines bestimmten Sensormoduls 220 verschiedene Formen haben.
3F–3H sind Diagramme anderer beispielhafter magnetoresistiver Sensoren 230 gemäß einigen möglichen Implementierungen. Wie in 3F–3H dargestellt, kann der magnetoresistive Sensor 230 in zahlreichen Formen gebildet sein und Kontaktkomponenten 240 können an verschiedenen Positionen auf dem magnetoresistiven Sensor 230 angeordnet sein.
Wie in 3F dargestellt, kann das Erweiterungsteil 310 in einigen Implementierungen eine ungleichförmige Erweiterungslänge 340 haben. Wie ferner dargestellt, kann das Streifenende 325 nicht dasselbe wie das Sensorende 365 sein. Zusätzlich oder alternativ können Kontaktkomponenten 240 in einigen Implementierungen vollständig innerhalb des Streifenteils 305 positioniert sein. Wie in 3G dargestellt, kann die Kontaktkomponente 240 in einigen Implementierungen vollständig innerhalb des Erweiterungsteils 310 positioniert sein. Wie in 3H dargestellt, kann die Kontaktkomponente 240 in einigen Implementierungen teilweise innerhalb des Streifenteils 305 und teilweise innerhalb des Erweiterungsteils 310 positioniert sein.
Wie oben angegeben, zeigen 3F–3H beispielhafte Strukturen für einen magnetoresistiven Sensor 230. In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 eine andere Form als die dargestellten haben. Zusätzlich oder alternativ kann die Kontaktkomponente 240 an einer anderen Position als dargestellt positioniert sein. Zusätzlich oder alternativ kann der magnetoresistive Sensor 230 nur ein einziges Erweiterungsteil 310 anstelle der zwei Erweiterungsteile 310, die in 3F–3H dargestellt sind, haben.
4A–4C sind Diagramme von beispielhaften Sensormodulen 220 gemäß einigen möglichen Implementierungen. Wie in 4A–4C dargestellt, kann das Sensormodul 220 mehrere magnetoresistive Sensoren 230 enthalten. Einer oder mehrerer der magnetoresistiven Sensoren 230, die im Sensormodul 220 enthalten sind, können ein Streifenteil 305 und Erweiterungsteil(e) 310 enthalten. Zusätzlich oder alternativ können die magnetoresistiven Sensoren 230 auf einem Substratmaterial positioniert sein.
Wie in 4A dargestellt, können die, magnetoresistiven Sensoren 230 in einigen Implementierungen durch das Substratmaterial getrennt sein. Wie in 4B dargestellt, können anders geformte magnetoresistive Sensoren 230 (z.B. anders geformte Erweiterungsteile 310) ermöglichen, dass eine größere oder kleinere Menge magnetoresistiver Sensoren in ein Sensormodul 220 einer besonderen Größe passt. Zum Beispiel können bei einer balkenförmigen Struktur (dargestellt durch 4A) vier magnetoresistive Sensoren 230 in das Sensormodul 220 einer bestimmten Größe passen, während bei einer scheibenförmigen Struktur (dargestellt durch 4B) fünf magnetoresistive Sensoren 230 in das Sensormodul 220 derselben besonderen Größe passen können. Da es möglich ist, eine größere Anzahl von magnetoresistiven Sensoren 230 in ein Sensormodul 220 einer bestimmten Größe einzufügen, kann die Sensorleistung verbessert werden, ohne die Größe des Sensormoduls 220 zu erhöhen.
Wie in 4C dargestellt, können Erweiterungsteile 310 von mehreren magnetoresistiven Sensoren eine einzige Struktur bilden. Zum Beispiel können sich benachbarte Streifenteile 305 ein Erweiterungsteil 310 teilen. Zusätzlich oder alternativ können sich mehrere Streifenteile 305, die durch das Substratmaterial getrennt sind, Erweiterungsteil(e) 310 teilen.
In einigen Implementierungen können zumindest zwei magnetoresistive Sensoren 230 elektrisch in Reihen gekoppelt sein (z.B. können Kontaktkomponenten 240 verschiedener magnetoresistiver Sensoren 230 elektrisch in Reihe gekoppelt sein), um einen Widerstand mit einem besonderen Widerstandswert zu schaffen. Auf diese Weise kann das Sensormodul 220 mit einem bestimmten Widerstandswert gestaltet werden (z.B. um die Menge an elektrischem Strom zu senken, die vom Sensormodul 220 verbraucht wird). Zusätzlich oder alternativ können mehrere magnetoresistive Sensoren 230 zur Bildung einer Wheatstone-Brücke kombiniert werden. Zum Beispiel können zwei magnetoresistive Sensoren 230 (oder zwei Widerstände, die jeweils aus zumindest zwei magnetoresistiven Sensoren bestehen) zur Bildung einer Wheatstone-Halbbrücke kombiniert werden. Als weiteres Beispiel können vier magnetoresistive Sensoren 230 (oder vier Widerstände, die jeweils aus zumindest zwei magnetoresistiven Sensoren bestehen) zur Bildung einer Wheatstone-Vollbrücke kombiniert werden.
Wie oben angegeben, zeigen 4A–4C beispielhafte Mengen, Konfigurationen und Formen von magnetoresistiven Sensoren 230, die im Sensormodul 220 enthalten sind. In einigen Implementierungen kann das Sensormodul 220 verschiedene Mengen, Konfigurationen und/oder Formen von magnetoresistiven Sensoren 230 enthalten, die anders als die dargestellten sind. Zum Beispiel kann das Sensormodul 220 anstelle der gleichförmig geformten magnetoresistiven Sensoren 230 magnetoresistive Sensoren 230 verschiedener Formen in demselben Sensormodul 220 enthalten.
5 ist ein Diagramm, das beispielhafte Eigenschaften 500 eines magnetoresistiven Sensors 230 gemäß einigen möglichen Implementierungen zeigt. 5 vergleicht Eigenschaften 500 eines beispielhaften magnetoresistiven Sensors 230 ohne Erweiterungsteilen 310 und eines beispielhaften magnetoresistiven Sensors 230 mit Erweiterungsteilen 310.
Wie durch Bezugszeichen 510 dargestellt, wird angenommen, dass ein magnetoresistives Sensor 230, der keine Erweiterungsteile 310 enthält (der z.B. nur das Streifenteil 305 enthält), eine Sensorlänge von 10.000 Nanometern (nm) und eine Sensorbreite von 1200 nm hat. Diese Sensorlänge und Sensorbreite sind als Beispiele angeführt und der magnetoresistive Sensor 230 kann in einigen Implementierungen andere Sensorlängen und Sensorbreiten haben.
Wie durch das Bezugszeichen 520 dargestellt, wird angenommen, dass der magnetoresistive Sensor 230, der Erweiterungsteile 310 enthält, eine Sensorlänge von 10.000 nm und eine Sensorbreite von 6000 nm hat. Auch hier sind diese Sensorlänge und Sensorbreite als Beispiele angeführt und andere Sensorlängen und Sensorbreite sind möglich.
Als ein Beispiel kann die Streifenbreite 315 im Bereich von etwa 200 nm bis etwa 10.000 nm liegen. In einigen Implementierungen kann die Streifenbreite 315 innerhalb eines Toleranzbereichs im Wesentlichen gleich 1000 nm sein. Als ein weiteres Beispiel kann die Streifenlänge 320 im Bereich von etwa 600 nm bis etwa 30.000 nm sein. In einigen Implementierungen kann die Streifenlänge 320 innerhalb eines Toleranzbereichs im Wesentlichen gleich 10.000 nm sein. In einigen Implementierungen kann die Streifenlänge 320 (z.B. innerhalb eines Toleranzbereichs) im Wesentlichen gleich der dreifachen Streifenbreite 315 sein.
Als weiteres Beispiel kann die Erweiterungsbreite 335 im Bereich von etwa 300 nm bis etwa 100.000 nm sein. In einigen Implementierungen kann die Erweiterungsbreite 335 innerhalb eines Toleranzbereichs im Wesentlichen gleich 3000 nm sein. In einigen Implementierungen kann die Erweiterungsbreite 335 in einem Bereich von etwa 1,5 Mal der Streifenbreite 315 bis etwa zehnmal der Streifenbreite 315 sein. Als ein anderes Beispiel kann die Erweiterungslänge 340 im Bereich von etwa 100 nm bis etwa 50.000 nm sein. In einigen Implementierungen kann die Erweiterungslänge 340 innerhalb eines Toleranzbereichs im Wesentlichen gleich 1000 nm sein. In einigen Implementierungen kann die Erweiterungslänge 340 innerhalb eines Bereichs von etwa der Hälfte der Streifenbreite 315 bis etwa das fünffache der Streifenbreite 315 sein.
Wie durch das Bezugszeichen 530 dargestellt, weisen beide magnetoresistive Sensoren 230, die in 5 dargestellt sind, ähnliche elektrische Reaktionen (Veränderungen im elektrischen Widerstand) über einen Bereich magnetischer Feldstärken auf (z.B. von –10 mT bis 10 mT dargestellt). Somit kann ein magnetoresistiver Sensor 230, mit Erweiterungsteilen 310, zum Messen der elektrischen Reaktionen für denselben Bereich von Magnetfeldern verwendet werden wie ein magnetoresistiver Sensor 230 ohne Erweiterungsteile 310, während die Sensorleistung verbessert wird, wie ausführlich hier an anderer Stelle beschrieben ist (z.B. in Verbindung mit 6).
Wie oben angegeben, zeigt 5 beispielhafte Eigenschaften des magnetoresistiven Sensors 230. Andere Beispiele sind möglich und können sich von dem unterscheiden, was in Bezug auf 5 beschrieben wurde. Zum Beispiel kann der magnetoresistive Sensor 230 andere Längen und/oder Breiten als die beschriebenen haben (z.B. größer als die beschriebenen, kleiner als die beschriebenen usw.).
6 ist ein Diagramm, das andere beispielhafte Eigenschaften 600 von magnetoresistiven Sensoren 230 gemäß einigen möglichen Implementierungen zeigt. 6 zeigt beispielhafte Eigenschaften eines magnetoresistiven Sensors 230 ohne Erweiterungsteile 310 (in einer linken Spalte) und beispielhafte Eigenschaften eines magnetoresistiven Sensors 230 mit Erweiterungsteilen 310 (in einer rechten Spalte). Es sollte festgehalten werden, dass die linke Spalte in einem anderen Maßstab im Vergleich zur rechten Spalte gezeichnet ist. Für den Zweck von 6 jedoch wird angenommen, dass die Breiten der in der linken Spalte dargestellten Streifenteile dieselben sind wie die Breiten der in der rechten Spalte dargestellten Streifenteile.
Wenn, wie durch Bezugszeichen 610 dargestellt, ein externes Magnetfeld (B_ext) mit einem Winkel von 135 Grad an einen magnetoresistiven Sensor 230 ohne Erweiterungsteil(e) 310 angelegt wird, werden die magnetischen Domänen im mittleren Bereich des Streifenteils 305 allgemein mit dem externen Magnetfeld ausgerichtet, während die magnetischen Domänen im Endbereich dies nicht sind. Wenn dasselbe externe Magnetfeld (mit demselben Winkel) an einen magnetoresistiven Sensor 230 mit Erweiterungsteil(en) 310 angelegt wird (wie in der rechten Spalte von 6 dargestellt) sind die magnetischen Domänen im mittleren Bereich des Streifenteils 305 noch immer mit dem externen Magnetfeld ausgerichtet und die magnetischen Domänen im Endbereich des Streifenteils 305 sind stärker mit dem externen Magnetfeld ausgerichtet als die magnetischen Domänen im Endbereich des magnetoresistiven Sensors 230 ohne Erweiterungsteil 310.
Wie ferner dargestellt, sind im magnetoresistiven Sensor 230 mit Erweiterungsteil 310 die magnetischen Domänen im Erweiterungsteil 310 weniger mit dem externen Magnetfeld ausgerichtet als die magnetischen Domänen im Streifenteil 305. In diesem Fall zeigen alle Magnetisierungsbereiche zu demselben Halbraum. Ein Halbraum kann sich entweder auf die zwei Bereiche beziehen, in welche eine Ebene, senkrecht zu einer Sensorebene des magnetoresistiven Sensors 230, den dreidimensionalen euklidischen Raum teilt. Aufgrund der Formenanisotropie des magnetoresistiven Sensors 230 ist die Magnetisierung an den Erweiterungsrändern des Erweiterungsteils 310 stärker horizontal (z.B. entlang der Breitenachse des MR Sensors 230) ausgerichtet und die Magnetisierung der Streifenränder des Streifenteils 305 sind stärker vertikal (z.B. entlang der Längsachse des MR Sensors 230) ausgerichtet. In diesem Fall kann eine Messung durch die Kontaktkomponente 240 im Streifenteil 305 exakter sein als eine Messung im Erweiterungsteil 310. Ferner kann eine Messung durch die Kontaktkomponente 240, wenn der magnetoresistive Sensor 230 ein Erweiterungsteil 310 enthält, exakter sein als eine Messung durch die Kontaktkomponente 240, wenn der magnetoresistive Sensor 230 kein Erweiterungsteil 310 enthält.
Wie durch Bezugszeichen 620 dargestellt, wird angenommen, dass das externe Magnetfeld auf 225 Grad gedreht wird. Wenn dieses Magnetfeld an den magnetoresistiven Sensor 230 ohne Erweiterungsteil(e) 310 angelegt wird (wie in der linken Spalte dargestellt), werden die magnetischen Domänen im mittleren Bereich des Streifenteils 305 weniger mit dem externen Magnetfeld ausgerichtet und es bildet sich eine magnetische Domänenwand zwischen den magnetischen Domänen im mittleren Bereich und den magnetischen Domänen im Endbereich (wie z.B. durch “B” und “C” dargestellt). Wenn dasselbe externe Magnetfeld (mit demselben Winkel) an den magnetoresistiven Sensor 230 mit Erweiterungsteil(en) 310 angelegt wird (wie in der entsprechenden Teilfigur in der rechten Spalte dargestellt), werden die magnetischen Domänen in beiden Bereichen des Streifenteils 305 stärker mit dem externen Magnetfeld ausgerichtet. Da die in der Mitte und am Rand befindlichen magnetischen Domänen eine Magnetisierungsrichtung haben, die in denselben Halbraum zeigt, wird keine 180 Grad Domänenwand (oder eine weniger deutliche magnetische Domänenwand) gebildet. In diesem Fall, kann das Erweiterungsteil 310 nach links magnetisiert werden und ein oberer Bereich des Streifenteils 305 (z.B. nahe dem Erweiterungsteil 310, angegeben mit “A”), kann eine Magnetisierungsrichtung aufweisen, die vor der Magnetisierung von Bereichen weiter weg vom Erweiterungsteil 310 dreht. Dies unterstützt eine Re-Magnetisierung des Streifenteils 305 (z.B. ohne eine Domänenwand zu schaffen oder zu zerstören oder durch Schaffen einer weniger deutlichen Domänenwand).
In einigen Implementierungen kann der magnetoresistive Sensor 230 ein Streifenteil 305 mit einer Formanisotropieachse entlang einer ersten Achse enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann der magnetoresistive Sensor 230 ein Erweiterungsteil 310, am Streifenende 325, mit einer Formanisotropie entlang einer zweiten Achse enthalten. Die zweite Achse kann sich von der ersten Achse unterscheiden. In einigen Implementierungen können ein erstes und zweites Erweiterungsteil 310 eine zweite bzw. dritte Anisotropieachse haben. Die zweite und dritte Anisotropieachse können sich voneinander unterscheiden und/oder können sich von der ersten Anisotropieachse des Streifenteils 305 unterscheiden. In einigen Implementierungen kann das Erweiterungsteil 310 eine örtliche Formanisotropieachse aufweisen (wobei z.B. das Erweiterungsteil 310 kreisförmig ist). Insgesamt kann eine kreisförmige Struktur keine Formanisotropie aufweisen. Die Domänen nahe dem Rand der kreisförmigen Struktur (z.B. nahe dem Streifenrand 325) werden jedoch in eine parallele Ausrichtung zum Rand gebracht. Mit anderen Worten, die Domänen nahe dem Rand der kreisförmigen Struktur weisen eine örtliche Formanisotropie auf, die den hier beschriebenen, raschen Umschalteffekt ermöglicht.
Wie durch Bezugszeichen 630 dargestellt, wird angenommen, dass das externe Magnetfeld auf 275 Grad gedreht wird. In diesem Fall wurde die magnetische Domänenwand, die im magnetoresistiven Sensor 230 ohne Erweiterungsteil(e) 310 gebildet wird, zerstört, was zu einer plötzlichen Änderung in der elektrischen Reaktion führt. Wenn dasselbe externe Magnetfeld (mit demselben Winkel) an den magnetoresistiven Sensor 230 mit Erweiterungsteil(en) 310 angelegt wird, bleiben die magnetischen Domänen in beiden Bereichen des Streifenteils 305 mit dem externen Magnetfeld ausgerichtet und es kommt zu keiner Zerstörung einer magnetischen Domänenwand. Somit erfährt der magnetoresistive Sensor 230 mit Erweiterungsteil(en) 310 keine plötzliche Änderung im elektrischen Widerstand, wodurch eine Leistung des Sensormoduls 220 erhöht wird, das einen magnetoresistiven Sensor 230 enthält. Somit, wie in 6 dargestellt, beeinflussen im magnetoresistive Sensor 230 enthaltene Erweiterungsteile 310 das Re-Magnetisierungsverhalten des Streifenteils 305.
Wie oben angegeben, zeigt 6 beispielhafte Eigenschaften des magnetoresistiven Sensors 230. Andere Beispiele sind möglich und können sich von dem unterscheiden, was in Bezug auf 6 beschrieben ist (wenn z.B. der magnetoresistive Sensor 230 und/oder Erweiterungsteile 310 andere Größen, Formen, Orientierungen, usw. haben). In einigen Implementierungen kann das magnetoresistive Material des magnetoresistiven Sensors 230 eine Sensorschicht oder freie Schicht eines GMR Spin-Ventilsensor enthalten. In einigen Implementierungen kann das magnetoresistive Material des magnetoresistiven Sensors 230 eine Sensorschicht oder freie Schicht eines TMR Spin-Ventilsensors enthalten.
7 ist ein Diagramm eines Beispiels für ein Anlegen eines uniaxialen externen Magnetfelds an den magnetoresistiven Sensor 230. Obwohl die Funktionalität des magnetoresistiven Sensors 230 oben in Bezug auf einen drehenden externen Magnetfeldvektor beschrieben ist, kann ein uniaxiales externes Magnetfeld in einigen Implementierungen eine Drehung der Magnetisierung des magnetoresistiven Sensors 230 einleiten. In diesem Fall können Domänenwände geschaffen werden, wenn die externe Magnetfeldachse und die Längsachse des Streifenteils 305 nicht orthogonal sind.
Wie in 7 und durch das Bezugszeichen 710 dargestellt, wird angenommen, dass ein uniaxiales Magnetfeld an den magnetoresistiven Sensor 230 angelegt wird. Wie durch das Bezugszeichen 720 dargestellt, wird ferner angenommen, dass eine Achse des uniaxialen Magnetfelds nicht orthogonal (z.B. senkrecht) zur Längsachse des Streifenteils 305 ist. In diesem Fall kann das uniaxiale Magnetfeld eine Drehung von Magnetmomenten des magnetoresistiven Sensors 230 auf ähnliche Weise wie an anderer Stelle hier in Bezug auf ein drehendes externes Magnetfeld beschrieben auslösen. Auf diese Weise kann der magnetoresistive Sensor 230 mit Streifenteil 305 und einem oder mehreren Erweiterungsteil(en) 310 die Genauigkeit von Messungen des elektrischen Widerstands verbessern, der durch ein drehendes externes Magnetfeld, ein uniaxiales externes Magnetfeld oder dergleichen verursacht wird.
Wie oben angegeben, ist 7 nur als Beispiel angeführt. Andere Beispiele sind möglich und können sich von dem unterscheiden, was oben in Verbindung mit 7 beschrieben wurde.
Hier beschriebene Implementierungen enthalten einen magnetoresistiven Sensor mit Erweiterungsteilen, die eine weniger deutliche magnetische Domänenwand als ein magnetoresistiver Sensor ohne Erweiterungsteile schaffen. Infolgedessen erfährt der magnetoresistive Sensor ein Weichschalten von Magnetisierungen, was zu weniger deutlichen elektrischen Diskontinuitäten und einer besseren Sensorleistung führt.
Die vorangehende Offenbarung stellt eine Veranschaulichung und Beschreibung bereit, die nicht umfassend sein soll oder die Implementierungen nicht auf die präzise offenbarte Form beschränken soll. Es sind Modifizierungen und Variationen angesichts der vorangehenden Offenbarung möglich oder können bei Durchführung der Implementierungen in Erfahrung gebracht werden.
Obwohl besondere Kombinationen von Merkmalen in den Ansprüchen angeführt und/oder in der Beschreibung offenbart sind, sollen diese Kombinationen die Offenbarung möglicher Implementierungen nicht einschränken. Tatsächlich können viele dieser Merkmale in einer Weise kombiniert werden, die nicht ausdrücklich in den Ansprüchen angeführt und/oder in der Beschreibung offenbart ist. Obwohl jeder in der Folge angeführte, abhängige Anspruch direkt von nur einem Anspruch abhängig sein kann, enthält die Offenbarung von möglichen Implementierungen jeden abhängigen Anspruch in Kombination mit jedem anderen Anspruch im Anspruchssatz.
Kein hier verwendetes Element, kein Vorgang oder keine Anweisung solle als kritisch oder wesentlich ausgelegt werden, falls nicht ausdrücklich als solches beschrieben. Wie hier verwendet, sollen auch die unbestimmten Artikel im Singular einen oder mehrere Gegenstände beinhalten und können austauschbar mit “einer oder mehrere” verwendet werden. Ferner soll der Begriff “Satz”, wie hier verwendet, einen oder mehrere Gegenstände enthalten und kann austauschbar mit “einer oder mehrere” verwendet werden. Wenn nur ein Gegenstand gemeint ist, wird der Begriff “einer (1)” oder ein ähnlicher Ausdruck verwendet. Ebenso sollen die Begriffe “haben” und seine Abwandlungen oder dergleichen Begriffe mit offenem Ende sein. Ferner soll die Phrase “basierend auf” “zumindest teilweise basierend auf” bedeuten, falls nicht ausdrücklich anderes angegeben ist.

Claims

Magnetoresistiver Sensor, umfassend: einen Streifenteil, der ein erstes magnetoresistives Material aufweist, wobei der Streifenteil des magnetoresistiven Sensors Folgendes aufweist: eine Streifenbreite, die sich entlang einer ersten Achse von einem ersten Streifenrand des Streifenteils zu einem zweiten Streifenrand des Streifenteils erstreckt, eine Länge entlang einer zweiten Achse, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse ist, eine erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende und das zweite Ende an gegenüberliegenden Enden des Streifenteils entlang der zweiten Achse angeordnet sind; und einen Erweiterungsteil, der ein zweites magnetoresistives Material aufweist, wobei der Erweiterungsteil an dem ersten Ende des Streifenteils angeordnet ist, der Erweiterungsteil eine Erweiterungsbreite entlang der ersten Achse aufweist, wobei die Erweiterungsbreite größer ist als die Streifenbreite, so dass sich der Erweiterungsteil über den ersten Streifenrand und den zweiten Streifenrand hinaus erstreckt.
Magnetoresistiver Sensor nach Anspruch 1, wobei der Erweiterungsteil ein erster Erweiterungsteil ist; und der magnetoresistive Sensor ferner aufweist: einen zweiten Erweiterungsteil, der ein magnetoresistives Material aufweist, wobei der zweite Erweiterungsteil des magnetoresistiven Sensors an dem zweiten Ende des Streifenteils angeordnet ist, wobei der zweite Erweiterungsteil Folgendes aufweist: die Erweiterungsbreite entlang der ersten Achse oder eine andere Erweiterungsbreite entlang der ersten Achse, wobei die andere Erweiterungsbreite größer ist als die Streifenbreite und sich von der Erweiterungsbreite unterscheidet.
Magnetoresistiver Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste magnetoresistive Material und das zweite magnetoresistive Material dasselbe magnetoresistive Material sind.
Magnetoresistiver Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich das erste magnetoresistive Material von dem zweiten magnetoresistiven Material unterscheidet; und wobei das erste magnetoresistive Material und das zweite magnetoresistive Material magnetisch gekoppelt sind.
Magnetoresistiver Sensor nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste Kontaktkomponente, wobei die erste Kontaktkomponente auf dem Streifenteil näher bei dem ersten Ende als bei dem zweiten Ende angeordnet ist; und eine zweite Kontaktkomponente, wobei die zweite Kontaktkomponente auf dem Streifenteil näher bei dem zweiten Ende als bei dem ersten Ende angeordnet ist.
Magnetoresistiver Sensor nach einem der Ansprüche 1–5, wobei der Erweiterungsteil eine runde, elliptische, rechteckige, Bügel- oder Pfeilspitzenform aufweist.
Magnetoresistiver Sensor nach einem der Ansprüche 1–6, wobei der magnetoresistive Sensor zum Messen eines Magnetowiderstands aufgrund einer Änderung im Widerstand des ersten magnetoresistiven Materials oder des zweiten magnetoresistiven Materials als Reaktion auf ein externes Magnetfeld eingerichtet ist, beruhend auf zumindest einem von: einer anisotropischen Magnetowiderstandwirkung, einer Riesenmagnetowiderstandwirkung oder einer Tunnelmagnetowiderstandwirkung.
Sensormodul, umfassend: einen magnetoresistiven Sensor, der umfasst: einen Streifenteil, der magnetoresistives Material aufweist, wobei der Streifenteil Folgendes aufweist: eine Streifenbreite entlang einer ersten Achse gemessen von einem ersten Streifenrand des Streifenteils zu einem zweiten Streifenrand des Streifenteils, ein erstes Ende, das auf einer zweiten Achse angeordnet ist, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse liegt, ein zweites Ende, das auf der zweiten Achse angeordnet ist, und eine Länge, gemessen vom ersten Ende zum zweiten Ende, wobei die Länge größer als die Streifenbreite ist; und einen Erweiterungsteil, der magnetoresistives Material aufweist, wobei der Erweiterungsteil an dem ersten Ende des Streifenteils angeordnet ist, wobei der Erweiterungsteil eine Erweiterungsbreite entlang der ersten Achse aufweist, wobei die Erweiterungsbreite größer als die Streifenbreite ist und der Erweiterungsteil sich über den ersten Streifenrand und den zweiten Streifenrand hinaus erstreckt.
Sensormodul nach Anspruch 8, wobei der Erweiterungsteil ein erster Erweiterungsteil ist; und wobei der magnetoresistive Sensor ferner umfasst: einen zweiten Erweiterungsteil, der ein magnetoresistives Material aufweist, wobei der zweite Erweiterungsteil an dem zweiten Ende des Streifenteils angeordnet ist, wobei der zweite Erweiterungsteil Folgendes aufweist: die zweite Breite entlang der ersten Achse oder eine dritte Breite entlang der ersten Achse, wobei die dritte Breite größer ist als die erste Breite.
Sensormodul nach Anspruch 8 oder 9, ferner umfassend: eine erste Kontaktkomponente, wobei die erste Kontaktkomponente an dem Streifenteil näher bei dem ersten Ende als bei dem zweiten Ende angeordnet ist; und eine zweite Kontaktkomponente, wobei die zweite Kontaktkomponente an dem Streifenteil näher bei dem zweiten Ende als bei dem ersten Ende angeordnet ist.
Sensormodul nach einem der Ansprüche 8–10, ferner umfassend: mehrere magnetoresistive Sensoren mit Streifenteilen mit Streifenbreiten und Erweiterungsteilen mit Erweiterungsbreiten, die größer sind als die Streifenbreiten, wobei die mehreren magnetoresistiven Sensoren den magnetoresistiven Sensor enthalten, zumindest eine der Streifenbreiten mit der Streifenbreite übereinstimmt, zumindest eine der Erweiterungsbreiten mit der Erweiterungsbreite übereinstimmt.
Sensormodul nach einem der Ansprüche 8–11, ferner umfassend: eine Wheatstone-Brücke, die den magnetoresistiven Sensor enthält.
Sensormodul nach einem der Ansprüche 8–12, wobei der magnetoresistive Sensor ein erster magnetoresistiver Sensor ist; und wobei das Sensormodul ferner umfasst: einen zweiten magnetoresistiven Sensor, der elektrisch mit dem ersten magnetoresistiven Sensor gekoppelt ist.
Vorrichtung zum Messen eines Magnetowiderstands, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Streifenteil aus magnetoresistivem Material, wobei der Streifenteil Folgendes aufweist: eine Streifenbreite, die sich entlang einer ersten Achse von einem ersten Streifenrand des Streifenteils zu einem zweiten Streifenrand des Streifenteils erstreckt, eine Streifenlänge entlang einer zweiten Achse, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse liegt, ein erstes Streifenende, und ein zweites Streifenende, wobei das erste Streifenende und das zweite Streifenende an gegenüberliegenden Enden des Streifenteils entlang der zweiten Achse angeordnet sind; einen ersten Erweiterungsteil aus magnetoresistivem Material, wobei der erste Erweiterungsteil an dem ersten Streifenende angeordnet ist, wobei der erste Erweiterungsteil eine Breite entlang der ersten Achse aufweist, die größer als die Streifenbreite ist und die das erste Erweiterungsteil über den ersten Streifenrand und den zweiten Streifenrand hinaus erweitert; und einen zweiten Erweiterungsteil aus magnetoresistivem Material, wobei der zweite Erweiterungsteil an dem zweiten Streifenende angeordnet ist, der zweite Erweiterungsteil eine Breite entlang der ersten Achse aufweist, die größer ist als die Streifenbreite und die der zweite Erweiterungsteil über den ersten Streifenrand und den zweiten Streifenrand hinaus erweitert.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das erste Erweiterungsteil eine Erweiterungslänge entlang der zweiten Achse aufweist; und wobei die Vorrichtung ferner aufweist: eine Kontaktkomponente, wobei die Kontaktkomponente an dem Streifenteil näher bei dem ersten Streifenende als bei dem zweiten Streifenende angeordnet ist, und wobei die Kontaktkomponente in einem Abstand von dem ersten Streifenende angeordnet ist, der größer oder gleich der Erweiterungslänge ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Streifenteil eine ungleichförmige Breite entlang der ersten Achse aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14–16, wobei der erste Erweiterungsteil und der zweite Erweiterungsteil in sich symmetrisch sind und/oder symmetrisch zueinander sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14–16, wobei der erste Erweiterungsteil und der zweite Erweiterungsteil in sich asymmetrisch sind und/oder zueinander asymmetrisch sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14–18, wobei der erste Erweiterungsteil eine runde oder elliptische Form aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14–18, wobei der erste Erweiterungsteil eine rechteckige Form aufweist.