JP2007003498A - 磁気センサおよび電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 コンパクトでありながら、検出対象電流による電流磁界を高精度に、かつ安定して検出可能な電流センサを提供する。
【解決手段】 電流センサ１０は、一定方向に固着された磁化方向Ｊ１１を有する固着層１１、外部磁界Ｈに応じて磁化方向が変化する自由層１３、および固着層１１と自由層１３との間に挟まれた中間層１３を含む磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂと、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対してバイアス磁界Ｈｂを印加する永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２とを備える。バイアス磁界Ｈｂは、外部磁界Ｈが零のときの磁化方向Ｊ１３に平行な平行成分Ｈｘｂと、この平行成分Ｈｘｂに直交する直交成分Ｈｙｂとを有するようにしたので、形状異方性を利用しなくとも自由層１３の一軸異方性を強めることができる。したがって、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの形状によらず、検出対象とする電流磁界Ｈｍを高精度に、かつ安定して検出することができ、小型化に有利なものとなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁界の変化を高感度に検出可能な磁気センサおよび導体を流れる電流の変化を高感度に検出可能な電流センサに関する。

一般に、制御機器の回路に流れる微小な制御電流を正確に検知するにあたっては、その回路内に抵抗を直列接続し、この抵抗の電圧降下を測定する方法を用いる。しかし、この場合には、制御系とは異なる負荷が加わることとなり制御系に対して何らかの悪影響を与える可能性が生じてしまう。このため、制御電流によって発生する電流磁界の勾配を検出することによって間接的に測定する方法が用いられている。具体的には、例えば、トロイダルコアに被測定線を巻き、制御電流をその測定線に供給することによりトロイダルコアの中心部分に生じる磁束をホール素子によって検出するする方法である。

ところが、上記の方法を実現する電流センサでは、小型化が困難であることや直線性あるいは高周波応答性の面で不十分であるなどの問題点が指摘されるようになった。このため、巨大磁気抵抗効果（Giant Magneto-Resistive effect）を発現する巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子）を制御電流による電流磁界中に配置し、その勾配を検出するようにした電流センサが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、これに関連するものとして、ＧＭＲ素子を備えた磁気センサを利用し、金属基板の表面等の探傷を行うようにした技術も開示されている。このようなＧＭＲ素子を用いた磁気センサや電流センサであれば、比較的検出感度や応答性が向上するうえ、温度変化に対しても安定した検出特性が得られる。
米国特許第５６２１３７７号明細書

ところで、最近では、より微弱な磁束や電流の検出が可能であると共によりいっそうコンパクトな全体構成を有する磁気センサや電流センサが強く求められるようになっている。しかしながら、ＧＭＲ素子を用いた磁気センサや電流センサであっても、寸法の小型化に伴い、外部からのノイズ（不要な磁界など）の影響を受けやすくなるので、検出感度や応答性の面での安定性向上が課題となっている。これまでにも、ＧＭＲ素子の形状を細長い短冊状として形状異方性を高めるなど、いくつかの試みがなされているが、十分に安定した性能レベルに達しているとは言い難い状況である。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、コンパクトでありながら、検出対象とする磁界を高精度に、かつ安定して検出可能な磁気センサを提供することにある。

本発明の第２の目的は、コンパクトでありながら、検出対象電流による電流磁界を高精度に、かつ安定して検出可能な電流センサを提供することにある。

本発明の磁気センサは、一定方向に固着された磁化方向を有する固着層、外部磁界に応じて磁化方向が変化する自由層、および固着層と自由層との間に挟まれた中間層を含む磁気抵抗効果素子と、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向に平行な平行成分およびこの平行成分と直交する直交成分を有するバイアス磁界を、磁気抵抗効果素子に対して印加するバイアス印加手段とを備えるようにしたものである。

本発明の電流センサは、一定方向に固着された磁化方向を有する固着層、外部磁界に応じて磁化方向が変化し、かつ、その外部磁界が零のときに磁化方向が固着層の磁化方向と平行となる自由層、および固着層と自由層との間に挟まれた中間層をそれぞれ含み、かつ、導体を流れる検出対象電流により生ずる電流磁界に応じて抵抗値が互いに逆方向の変化を示すこととなるように導体に沿って配置された第１および第２の磁気抵抗効果素子と、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向に平行な平行成分およびこの平行成分と直交する直交成分を有するバイアス磁界を第１および第２の磁気抵抗効果素子に対して印加するバイアス印加手段と、第１および第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれに、互いに等しい値の定電流を供給する第１および第２の定電流源と、定電流によって第１および第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれに生ずる電圧降下の差分を検出する差分検出器とを備え、電圧降下の差分に基づいて検出対象電流を検出するようにしたものである。

本発明の磁気センサおよび電流センサでは、バイアス印加手段によって、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向と直交する直交成分（すなわち、感応方向の成分）と、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向と平行な平行成分とを含むバイアス磁界を磁気抵抗効果素子に対して印加するようにしたので、形状異方性を利用しなくとも、自由層の一軸異方性が強まる。

本発明の磁気センサおよび電流センサでは、バイアス印加手段として、永久磁石またはソレノイドコイルを用いることができる。

本発明の磁気センサでは、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向が、固着層の磁化方向と平行をなすようにするとよい。ここでいう平行とは、互いの磁化方向のなす角度が厳密に０度であることが望ましいが、製造上発生する誤差程度の角度のずれをも許容する概念である。この場合、自由層が、固着層の磁化方向と平行な磁化容易軸を有していることが望ましい。また、固着層と自由層との間に生じる交換バイアス磁界と、バイアス磁界における平行成分との合成磁界の磁束密度は、２２×１０^-4テスラ（Ｔ）以上５２×１０^-4テスラ（Ｔ）以下であることが望ましい。一方のバイアス磁界における直交成分の磁束密度は、１５×１０^-4テスラ（Ｔ）以上４５×１０^-4テスラ（Ｔ）以下であることが望ましい。

また、本発明の磁気センサでは、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向が、固着層の磁化方向と直交するように構成してもよい。

本発明の電流センサでは、自由層が、固着層の磁化方向と平行な磁化容易軸を有することが望ましい。さらに、固着層と自由層との間に生じる交換バイアス磁界と、バイアス磁界における平行成分との合成磁界の磁束密度は、２２×１０^-4テスラ（Ｔ）以上５２７×１０^-4テスラ（Ｔ）以下であることが望ましい。バイアス磁界における直交成分の磁束密度については、１５×１０^-4テスラ（Ｔ）以上４５×１０^-4テスラ（Ｔ）以下であることが望ましい。

本発明の磁気センサによれば、磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加するバイアス印加手段を備え、バイアス磁界が、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向に平行な平行成分と、この平行成分と直交する直交成分とを有するようにしたので、形状異方性を利用しなくとも自由層の一軸異方性を強めることができる。したがって、磁気抵抗効果素子の形状によらず、検出対象とする磁界を高精度に、かつ安定して検出することができ、小型化に有利なものとなる。

本発明の電流センサによれば、導体を流れる検出対象電流により生ずる電流磁界に応じて抵抗値が互いに逆方向の変化を示すこととなるように導体に沿って配置された第１および第２の磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加するバイアス印加手段を備え、バイアス磁界が、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向に平行な平行成分と、この平行成分と直交する直交成分とを有するようにしたので、形状異方性を利用しなくとも自由層の一軸異方性を強めることができる。さらに、第１および第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれに、互いに等しい値の定電流を供給したときに第１および第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれに生ずる電圧降下の差分に基づいて検出対象電流を検出するようにしたので、コンパクトでありながら、検出対象電流による電流磁界を高精度に、かつ安定して検出することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

最初に、図１〜図３を参照して、本発明の一実施の形態としての電流センサの構成について説明する。図１は、本実施の形態の電流センサ１０の斜視構成を表す概略図であり、図２は、図１の電流センサ１０の平面構成を表す概略図である。さらに図３は、図１の電流センサ１０における回路構成を表したものである。なお、図３における検出対象電流Ｉｍ、補償電流Ｉｄ、電流磁界Ｈｍ、補償電流磁界Ｈｄ、バイアス磁界Ｈｂ１，Ｈｂ２および電流Ｉ０（いずれも後出）のすべての矢印の方向は、第１および第２の磁気抵抗効果素子との相対的な方向を示している。

電流センサ１０は、基体３上に形成された導体４に供給される検出対象電流Ｉｍを測定する電流計であり、第１の接続点Ｐ１において互いに接続された第１および第２の磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂ（以下、単に磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂと記す。）を備えている。これらの磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂは、互いを結ぶ仮想直線上の中間点を通る中心線ＣＬを対称軸として線対称に配置され、かつ、中心線ＣＬに沿って（図中Ｘ軸方向へ）延在している。導体４は、一対の平行部分４Ａ，４Ｂを有するＵ字形部分を含むものである。この一対の平行部分４Ａ，４Ｂは、磁気抵抗効果素子１Ａおよび磁気抵抗効果素子１Ｂを含む面と平行な面において中心線ＣＬを対称軸として線対称に配置されると共に、中心線ＣＬに沿って互いに平行に延在している。これにより、検出対象電流Ｉｍによって生じる電流磁界Ｈｍが、図３に矢印で示したように、磁気抵抗効果素子１Ａに対して−Ｙ方向へ印加されると共に磁気抵抗効果素子１Ｂに対して＋Ｙ方向へ印加されることとなる。すなわち、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂは、電流センサ１０の駆動時において、電流磁界Ｈｍによって各々の抵抗値Ｒ１，Ｒ２が互いに逆方向の変化を示すように配置されている。その上、導体４の平行部分４Ａから磁気抵抗効果素子１Ａまでの距離と、平行部分４Ｂから磁気抵抗効果素子１Ｂまでの距離とが等しいので、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂにそれぞれ印加される電流磁界Ｈｍの絶対値は互いに等しくなっている。なお、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂは、いずれも導体４の上に設けられた回路基板５の上に形成されている。

電流センサ１０は、さらに、互いの一端同士が第２の接続点Ｐ２において接続された、定電流源２Ａ（第１の定電流源）および定電流源２Ｂ（第２の定電流源）を備えている。定電流源２Ａは、第３の接続点Ｐ３において、磁気抵抗効果素子１Ａにおける第１の接続点Ｐ１とは反対側の端部と接続されており、一方の定電流源２Ｂは、第４の接続点Ｐ４において、磁気抵抗効果素子１Ｂにおける第１の接続点Ｐ１とは反対側の端部と接続されている。より具体的には、磁気抵抗効果素子１Ａと定電流源２Ａとが中心線ＣＬに沿って直列接続されていると共に、磁気抵抗効果素子１Ｂと定電流源２Ｂとが中心線ＣＬに沿って直列接続されており、それらが、中心線ＣＬと直交する方向（Ｙ軸方向）へ並ぶように配列され、互いに並列接続された状態となっている。ここで、定電流源２Ａおよび定電流源２Ｂは、互いに等しい値の定電流Ｉ０を磁気抵抗効果素子１Ａおよび磁気抵抗効果素子１Ｂにそれぞれ供給するように構成されている。なお、定電流源２Ａ，２Ｂは、基体３の上に設けられた回路基板６の内部に形成されている。

また、磁気抵抗効果素子１Ａ，１ＢをＸ−Ｙ平面において挟んで対向するように、バイアス印加手段としての永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２が配置されている（図１，図２参照）。この永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２は、図２に示したように、各々のＮ極ＮＰおよびＳ極ＳＰが互いに同一方向に向くように平行をなすことで互いの磁束を強め合い、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対して斜め方向のバイアス磁界Ｈｂを印加するように構成されている（図２参照）。磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに印加されるバイアス磁界Ｈｂは、自由層１３の磁化方向Ｊ１３（いずれも後出）と平行な平行成分Ｈｘｂと、自由層１３の磁化方向Ｊ１３と直交する直交成分Ｈｙｂとに分けることができる。ここで、直交成分Ｈｙｂは、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの感応方向に相当する。さらに、固着層１１と自由層１３（後出）との間に生じる交換バイアス磁界Ｈin（後出）と、バイアス磁界Ｈｂにおける平行成分Ｈｘｂとの合成磁界の磁束密度は、２２×１０^-4テスラ（Ｔ）以上５２×１０^-4テスラ（Ｔ）以下であることが望ましい。一方、バイアス磁界における直交成分Ｈｙｂの磁束密度については、１５×１０^-4テスラ（Ｔ）以上４５×１０^-4テスラ（Ｔ）以下であることが望ましい。

さらに、電流センサ１０は補償電流ラインＣを備えており、第１の接続点Ｐ１と第２の接続点Ｐ２との間に電圧が印加されたときの第３の接続点Ｐ３と第４の接続点Ｐ４との間の電位差に基づく補償電流Ｉｄが、これに供給されるようになっている（図３）。補償電流ラインＣは、入力側が第３および第４の接続点Ｐ３，Ｐ４と接続された差分検出器としての差動増幅器ＡＭＰの出力側と接続されており、それと反対側の端部は抵抗体ＲＬを介して接地されている。抵抗体ＲＬにおける差動増幅器ＡＭＰの側には、補償電流検出手段Ｓが接続点Ｔ１において接続されている。ここで、補償電流ラインＣは、補償電流Ｉｄが磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対して補償電流磁界Ｈｄをそれぞれ付与するように構成されている。補償電流磁界Ｈｄは、検出対象電流Ｉｍによって生じる電流磁界Ｈｍとは逆方向となっている。すなわち、補償電流Ｉｄによる補償電流磁界Ｈｄは、図３に矢印で示したように、磁気抵抗効果素子１Ａに対して＋Ｙ方向へ印加されると共に磁気抵抗効果素子１Ｂに対して−Ｙ方向へ印加される。

次に、図４を参照して、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの構成について、より詳しく説明
する。図４は、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの構成を分解して示す分解斜視図である。

図４に示したように、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂは、磁性層を含む複数の機能膜が積層されたスピンバルブ構造をなすＧＭＲ素子であり、中心線ＣＬに沿った方向（図中−Ｘ方向）に固着された磁化方向Ｊ１１を有する固着層１１と、電流磁界Ｈｍをはじめとする外部磁界Ｈに応じて磁化方向Ｊ１３が変化する自由層１３と、固着層１１と自由層１３との間に挟まれ、特定の磁化方向を示さない中間層１２とをそれぞれ含むものである。自由層１３は、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの軟磁性材料により構成されている。中間層１２は、銅（Ｃｕ）により構成され、上面が固着層１１と接すると共に下面が自由層１３と接している。中間層１２は、銅のほか、金（Ａｕ）などの導電率の高い非磁性金属により構成することができる。なお、固着層１１の上面（中間層１２と反対側の面）および自由層１３の下面（中間層１２と反対側の面）は、それぞれ図示しない保護膜によって保護されている。また、固着層１１と自由層１３との間には磁化方向Ｊ１１における交換バイアス磁界Ｈin（以下、単に「交換バイアス磁界Ｈin」と記す。）が生じており、中間層１２を介して互いに作用し合っている。交換バイアス磁界Ｈinの強度は、固着層１１と自由層１３との相互間隔（すなわち中間層１２の厚み）に応じて自由層１３のスピン方向が回転することにより変化する。交換バイアス磁界Ｈinの向きは、この場合、−Ｘ方向である。なお、図４では、下から自由層１３、中間層１２、固着層１１の順に積層された場合の構成例を示しているが、これに限定されず、反対の順序で構成するようにしてもよい。

図５に、固着層１１の詳細な構成を示す。固着層１１は、中間層１２の側から磁化固定膜１４と反強磁性膜１５とが順に積層された構成となっている。磁化固定膜１４は、コバルト（Ｃｏ）やコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）などの強磁性材料によって構成されている。この磁化固定膜１４の示す磁化方向が固着層１１全体としての磁化方向Ｊ１１となる。反強磁性膜１５は、白金マンガン合金（ＰｔＭｎ）やイリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）などの反強磁性材料により構成されている。反強磁性膜１５は、−Ｘ方向のスピン磁気モーメントと反対方向（＋Ｘ方向）のスピン磁気モーメントとが完全に打ち消し合った状態にあり、磁化固定膜１４の磁化方向Ｊ１１を固定するように機能するものである。

以上のように構成された磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂでは、電流磁界Ｈｍが印加されることにより自由層１３の磁化方向Ｊ１３が回転し、それによって磁化方向Ｊ１３と磁化方向Ｊ１１との相対角度が変化する。その相対角度は、電流磁界Ｈｍの大きさや向きによって決まるものである。

なお、図４は、電流磁界Ｈｍが零（Ｈｍ＝０）であり、かつ、永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２
によるバイアス磁界Ｈｂを印加しない無負荷状態（すなわち、外部磁界Ｈが零の状態）を示している。自由層１３の磁化容易軸方向ＡＥ１３が固着層１１の磁化方向Ｊ１１と平行となるように形成されていることから、この状態では、磁化容易軸方向ＡＥ１３と、磁化方向Ｊ１３と、磁化方向Ｊ１１とが全て−Ｘ方向に沿って互いに平行となっている。このため、自由層１３における各磁区のスピン方向がほぼ同一方向に揃うこととなる。図６は、自由層１３の各磁区におけるスピン方向を模式的に表した概念図である。図６に示したように、自由層１３は磁壁１３Ｗによって仕切られた複数の磁区１３Ｄを有しており、それぞれのスピン２３Ｓが、ほぼ同一方向（磁化方向Ｊ１３）に揃っている。

このように、スピン方向の揃った自由層１３を有する磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対し、磁化方向Ｊ１１と直交する方向（＋Ｙ方向または−Ｙ方向）へ外部磁界Ｈを印加すると、図７に示したような特性が得られる。図７は、＋Ｙ方向への外部磁界Ｈを正として外部磁界Ｈと抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係を示したものであるが、両者の関係は、外部磁界Ｈ＝０において極小（ΔＲ／Ｒ＝０）となり、ヒステリシスをほとんど示すことのない１本の曲線Ｃ１で表される。この場合、ヒステリシスに起因する１／ｆノイズが極めて小さくなるので、高感度かつ安定したセンシングが可能となる。

ただし、図７から明らかなように、外部磁界Ｈが零（Ｈ＝０）の近傍においては直線的な変化が得られない。このため、実際に電流磁界Ｈｍを測定する場合には永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２によるバイアス磁界Ｈｂを磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対して印加し、図８に示したように、磁化方向Ｊ１３を回転させ、＋Ｙ方向の成分または−Ｙ方向の成分を含むように僅かに傾ける（図８では＋Ｙ方向へ傾けた場合を例示する）。こうすることにより、図７に示したバイアスポイントＢＰ１，ＢＰ２を中心とする線形領域Ｌ１，Ｌ２において電流磁界Ｈｍの変化を精度良く検出することができる。電流センサ１０においては、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの各々の固着層１１における磁化方向Ｊ１１が互いに同一方向（−Ｘ方向）であり、＋Ｙ方向の直交成分Ｈｙｂを有するバイアス磁界Ｈｂが磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの双方に対して印加されるので、電流磁界Ｈｍを検出したときに、磁気抵抗効果素子１Ａの抵抗値Ｒ１と磁気抵抗効果素子１Ｂの抵抗値Ｒ２とが互いに逆の変化を生じることとなる。例えば、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対して、予め＋Ｙ方向へバイアスポイントＢＰ１（図７参照）に相当する強度の直交成分Ｈｙｂを有するバイアス磁界Ｈｂを印加しておく。図３に示したように検出対象電流Ｉｍを流すと、磁気抵抗効果素子１Ａは、−Ｙ方向の電流磁界Ｈｍが印加されることとなり、図７から明らかなように抵抗変化率が減少する（抵抗値Ｒ１が減少する）。これに対し、磁気抵抗効果素子１Ｂは、＋Ｙ方向の電流磁界Ｈｍが印加されることにより、図７から明らかなように抵抗変化率が増加する（抵抗値Ｒ２が増加する）のである。

ここで、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの感度を互いに等しくするため、各々に印加されるバイアス磁界Ｈｂの磁束密度を等しくすることが望ましい。例えば、永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２を、互いの平行状態を維持したままそれぞれの延在方向に沿って互いに遠ざかるように適宜移動することにより、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの各々を通過するバイアス磁界Ｈｂの磁束密度を調整するようにすればよい。すなわち、永久磁石ＨＭ１（またはＨＭ２）の中心位置と、比較的近い位置にある磁気抵抗効果素子１Ａ（または１Ｂ）の中心位置とが互いに近づくように移動させる。具体的には、磁気抵抗効果素子１Ａと磁気抵抗効果素子１Ｂとの中間点Ｏを通り、かつ永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２の延在方向と直交する直線ＬＯを基準とした場合に、磁気抵抗効果素子１Ａの中心位置が外れた方向に（すなわちＮ極ＮＰ側へ）永久磁石ＨＭ１を移動させると共に、磁気抵抗効果素子１Ｂの中心位置が外れた方向に（すなわちＳ極ＳＰ側へ）永久磁石ＨＭ２を移動させることが望ましい。

さらに、バイアス磁界Ｈｂは、自由層１３の磁化方向Ｊ１３と平行な平行成分Ｈｘｂをも含んでいる。この平行成分Ｈｘｂは、異方性磁界に相当するものとして自由層１３の一軸異方性が強め、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂにおける磁界検出動作の安定化に寄与する。従来、磁気抵抗効果素子そのものの形状を細長く伸ばすことで形状異方性を高め、さらに、それを複数本、所定の間隔を空けて並列配置するなどして抵抗変化率を高めるようにしていたが、その場合には比較的大きなスペースを必要とする上、補償電流線も大型化することとなる。ところが、本実施の形態の電流センサ１０によれば、形状異方性を利用しないので磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの形状の自由度が高く、かつ、それぞれを複数に分割する必要もない。したがって、よりコンパクトな構成を実現しつつ、電流磁界の検出を高精度に、かつ十分に安定して行うことができる。

このような構成の電流センサ１０では、第１の接続点Ｐ１と第２の接続点Ｐ２との間に電圧が印加されたときの第３の接続点Ｐ３と第４の接続点Ｐ４との間の電位差Ｖ０（磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂのそれぞれに生ずる電圧降下の差分）に基づく補償電流Ｉｄが差分検出器としての差動増幅器ＡＭＰを介して補償電流ラインＣを流れ、その補償電流Ｉｄが補償電流検出手段Ｓによって検出されるようになっている。差動増幅器ＡＭＰは、差分Ｖ０が零となるように補償電流Ｉｄを調整するものである。

以下、図３を参照して、検出対象電流Ｉｍによって形成される電流磁界Ｈｍを測定する方法について説明する。

図３において、第１の接続点Ｐ１と第２の接続点Ｐ２との間に所定の電圧を印加した際の定電流源２Ａ，２Ｂからの定電流をＩ０とし、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの抵抗値をそれぞれＲ１，Ｒ２とする。電流磁界Ｈｍが印加されていない場合、第３の接続点Ｐ３における電位Ｖ１は、
Ｖ１＝Ｉ０・Ｒ１
であり、第４の接続点Ｐ４における電位Ｖ２は、
Ｖ２＝Ｉ０・Ｒ２
となる。よって、第３の接続点Ｐ３と第４の接続点Ｐ４との間の電位差は、
Ｖ０＝Ｖ１−Ｖ２
＝Ｉ０・Ｒ１−Ｉ０・Ｒ２
＝Ｉ０・（Ｒ１−Ｒ２） …（１）

この回路では、電流磁界Ｈｍが印加されたときに、電位差Ｖ０を測定することにより抵抗変化量が得られる。例えば電流磁界Ｈｍが印加されたときに、抵抗値Ｒ１，Ｒ２がそれぞれ変化量ΔＲ１，ΔＲ２だけ増加したとすると、式（１）は、
Ｖ０＝Ｖ１−Ｖ２
＝Ｉ０・（Ｒ１−Ｒ２）
＝Ｉ０・｛（Ｒ１＋ΔＲ１）−（Ｒ２＋ΔＲ２）｝ …（２）
となる。

すでに述べたように、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂは電流磁界Ｈｍによって各々の抵抗値Ｒ１，Ｒ２が互いに逆方向の変化を示すように配置されていることから、変化量ΔＲ１と変化量ΔＲ２とは互いの正負が逆の符号となる。したがって、式（２）において、電流磁界Ｈｍが印加される前の抵抗値Ｒ１および抵抗値Ｒ２は互いに打ち消し合う一方で、変化量ΔＲ１および変化量ΔＲ２はそのまま維持される。

仮に、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂが全く同一の特性を有するとした場合、すなわち、
Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ
かつ
ΔＲ１＝−ΔＲ２＝ΔＲ
であると仮定した場合、式（３）は、
Ｖ０＝Ｉ０・（Ｒ１＋ΔＲ１−Ｒ２−ΔＲ２）
＝Ｉ０・（Ｒ＋ΔＲ−Ｒ＋ΔＲ）
＝Ｉ０・（２ΔＲ） …（４）
となる。したがって、予め外部磁界と抵抗変化量との関係を把握した磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂを用いるようにすれば、電流磁界Ｈｍの大きさを測定することができ、その電流磁界Ｈｍを発生する検出対象電流Ｉｍの大きさを推定することができる。この場合、２つの磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂを用いてセンシングを行っているので、磁気抵抗効果素子１Ａまたは磁気抵抗効果素子１Ｂを単独で用いてセンシングを行う場合と比べて２倍の抵抗変化量を取り出すことができ、測定値の高精度化に有利となる。また、４つの磁気抵抗効果素子を用いてブリッジ回路を構成してセンシングを行う場合と比べ、磁気抵抗効果素子同士の特性のばらつきや接続抵抗のばらつき等を小さく抑えることができるので、感度が高い磁気抵抗効果素子を用いた場合であってもバランス調整が容易である。また、磁気抵抗効果素子自体の個数を減らすことができ、それに伴い端子の数も減るので、省スペース化に有利となる。

さらに、電流センサ１０では、第３の接続点Ｐ３において検出される電位Ｖ１と第４の接続点Ｐ４において検出される電位Ｖ２とが差動増幅器ＡＭＰに供給されて、その差分（電位差Ｖ０）が零となるような補償電流Ｉｄが出力される。差動増幅器ＡＭＰからの補償電流Ｉｄは、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの近傍を検出対象電流Ｉｍとは正反対の方向へ流れることにより電流磁界Ｈｍとは逆方向の補償電流磁界Ｈｄを生じ、回路中の接続抵抗のばらつきや磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの相互間における特性のばらつき、温度分布の偏り、あるいは外部からの妨害磁界などに起因する誤差分をキャンセルするように作用するので、結果として電流磁界Ｈｍのみに比例した大きさに近づくこととなる。したがって、補償電流検出手段Ｓにおいて、出力電圧Ｖｏｕｔを測定し、既知の抵抗体ＲＬとの関係から補償電流Ｉｄを算出することにより、電流磁界Ｈｍをより正確に求めることができ、ひいては検出対象電流Ｉｍの大きさを高精度に推定することができる。

以上のように、本実施の形態の電流センサ１０によれば、導体４を流れる検出対象電流Ｉｍが発生する電流磁界Ｈｍにより抵抗値Ｒ１，Ｒ２が互いに逆方向の変化を示すこととなるように導体４に沿って配置され、互いに並列接続された磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂと、第３の接続点Ｐ３において磁気抵抗効果素子１Ａと直列接続された定電流源２Ａと、第４の接続点Ｐ４において磁気抵抗効果素子１Ｂと直列接続された定電流源２Ｂとを備え、定電流源２Ａと定電流源２Ｂとを第２の接続点Ｐ２において接続し、第１の接続点Ｐ１と第２の接続点Ｐ２との間に電圧が印加されたときの第３の接続点Ｐ３と第４の接続点Ｐ４との間の電位差Ｖ０に基づいて検出対象電流Ｉｍが検出されるように構成したので、４つの磁気抵抗効果素子を用いた場合よりも零磁界でのオフセット値の調整を簡便におこなうことができ、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂとして、より高感度なものを用いることができる。さらに、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対して互いに等しく安定した電流を供給することができる。したがって、微弱な検出対象電流Ｉｍであっても、その電流磁界Ｈｍを高感度、かつ、高精度に検出することができる。なお、定電流源２Ａ，２Ｂを設けることにより磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂを含めたバランス調整は必要となるが、電気的に制御が可能であるので、４つの磁気抵抗効果素子を用いた場合よりもそのバランス調整は容易である。

特に、第３の接続点Ｐ３において検出される電位Ｖ１と第４の接続点Ｐ４において検出される電位Ｖ２との差分（磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂのそれぞれに生ずる電圧降下の差分）Ｖ０に基づいた補償電流Ｉｄが供給される補償電流ラインＣをさらに備え、補償電流Ｉｄが電流磁界Ｈｍとは逆方向の補償電流磁界Ｈｄを磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対してそれぞれ付与するように構成したので、磁気抵抗効果素子同士の特性のばらつきや回路中の接続抵抗のばらつき、あるいは温度分布などに起因した出力電圧Ｖｏｕｔの変化をキャンセルすることができ、電流磁界Ｈｍを、より高感度かつ、より高精度に検出可能となる。

さらに、電流センサ１０では、中心線ＣＬを対称軸として線対称をなすように磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂ、定電流源２Ａ，２Ｂおよび補償電流ラインＣを設けると共に、導体４における一対の平行部分４Ａ，４Ｂを、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂを含む面と平行な面において中心線ＣＬを対称軸として線対称に配置すると共に中心線ＣＬに沿って互いに平行に延在するように配置したので、中心線ＣＬに対して対称な温度分布となるようにすることができる。したがって、温度分布に依存した零点ドリフトを抑制することができる。

＜変形例＞
ここで、図９を参照して、本実施の形態における変形例としての電流センサ１０Ａについて説明する。

上記実施の形態では、図２に示したように、永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２のそれぞれの長手方向における両端部をＮ極ＮＰおよびＳ極ＳＰとしている。しかしながら、図９に示したように、永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２のそれぞれの幅方向における両端部をＮ極ＮＰおよびＳ極ＳＰとしてもよい。その場合には、一方の（永久磁石ＨＭ１の）Ｎ極ＮＰと、他方の（永久磁石ＨＭ２の）Ｓ極ＳＰとを対向させて平行に配置する。このように構成した場合においても、各磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに対して斜め方向のバイアス磁界Ｈｂを印加することができる。そのうえ、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂと、永久磁石ＨＭ１，ＨＭ２との相対位置（距離および角度）を変化させることにより、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂに付与される平行成分Ｈｘｂおよび直交成分Ｈｙｂの磁束密度を調整することができる。

次に、本発明の実施例について以下に説明する。

ここでは、まず、上記実施の形態の電流センサにおいて、磁気抵抗効果素子に対して、固着層の磁化方向に平行な磁界Ｈｘと、固着層の磁化方向に直交する磁界Ｈｙとを印加した場合におけるそれぞれの抵抗値Ｒの変化を測定した。その際、平行成分Ｈｘｂと直交成分Ｈｙｂとを含むバイアス磁界Ｈｂを併せて印加することとした。図１０〜図１４にその結果を示す。ここで、磁界Ｈｘおよび平行成分Ｈｘｂの正負の符号は一致しており、同様に磁界Ｈｙおよび直交成分Ｈｙｂの正負の符号も一致している。

図１０〜図１４では、いずれにおいても磁界Ｈｘおよび磁界Ｈｙの磁束密度を横軸とし、抵抗値Ｒを縦軸とした。各図において、磁界Ｈｘを加えたときの抵抗値Ｒの変化を曲線Ｒ−Ｈｘで示し、磁界Ｈｙを加えたときの抵抗値Ｒの変化を曲線Ｒ−Ｈｙで示す。図１０は、平行成分Ｈｘｂおよび直交成分Ｈｙｂをそれぞれ１０×１０^-4Ｔとした場合に対応した結果である。同様に、図１１，１２，１３，１４は、それぞれ、平行成分Ｈｘｂおよび直交成分Ｈｙｂを２０×１０^-4Ｔ、３０×１０^-4Ｔ、４０×１０^-4Ｔ、５０×１０^-4Ｔとした場合に対応した結果である。

図１０〜図１４の結果から明らかなように、抵抗値Ｒは、磁界Ｈｙの変化（すなわち、感応方向における磁界の変化）に対してヒステリシスを示さない一方で、磁界Ｈｘの変化に対してはいずれも場合においてもヒステリシスを発現した。但し、バイアス磁界Ｈｂの平行成分Ｈｘｂを強めることにより、磁界Ｈｘが零であるときの数値のずれ（ヒステリシスに起因するギャップＧＰ）が低減している。このギャップＧＰの、平行成分Ｈｘｂに対する変化を表したのが図１５である。

図１５では、平行成分Ｈｘｂと交換バイアス磁界Ｈｉｎとの合成磁界の磁束密度Ｈｘｂ＋Ｈｉｎを横軸とし、図１０〜図１４に対応したギャップＧＰを縦軸とした。交換バイアス磁界Ｈｉｎの磁束密度は７×１０^-4Ｔである。ここではバイアス磁界Ｈｂの直交成分Ｈｙｂを、それぞれ１０×１０^-4Ｔ、２０×１０^-4Ｔ、３０×１０^-4Ｔ、４０×１０^-4Ｔ、５０×１０^-4Ｔとした場合について示す。図１５の結果から、合成磁界の磁束密度Ｈｘｂ＋Ｈｉｎが２２×１０^-4Ｔ以上であれば、問題となるようなノイズが発生せず、高感度かつ安定したセンシングが可能となることがわかった。

図１６は、（図３の電流回路における）補償電流Ｉｄの線形性（リニアリティ）と、平行成分Ｈｘｂおよび交換バイアス磁界Ｈｉｎの合成磁界の磁束密度Ｈｘｂ＋Ｈｉｎとの関係について示したものである。具体的には、線形性は、
（線形性％）＝［（Ｉｍ−ｍ・Ｉｄ）／Ｉｍ（ｍａｘ）］ｍａｘ ……（５）
で表されるものである。ここで、Ｉｍは検出対象電流であり、Ｉｍ（ｍａｘ）は最大検出対象電流であり、ｍはＩｍ（ｍａｘ）／Ｉｄで表される比例定数である。図１６では、平行成分Ｈｘｂと交換バイアス磁界Ｈｉｎとの合成磁界の磁束密度Ｈｘｂ＋Ｈｉｎ（１０^-4Ｔ）を横軸とし、式（５）から求められる線形性（％）を縦軸とした。図１５と同様、交換バイアス磁界Ｈｉｎの磁束密度を７×１０^-4Ｔとすると共に、バイアス磁界Ｈｂの直交成分Ｈｙｂを、それぞれ１０×１０^-4Ｔ、２０×１０^-4Ｔ、３０×１０^-4Ｔ、４０×１０^-4Ｔ、５０×１０^-4Ｔとした場合について示す。図１６の結果から、いずれの場合においても合成磁界の磁束密度Ｈｘｂ＋Ｈｉｎが５２×１０^-4Ｔ以下であれば、安定した線形性が得られることがわかった。

図１７は、磁気抵抗効果素子の感度（センシティビティ）の変化について示したものである。ここでいう「感度」とは、図１０〜図１４に示した曲線Ｒ−Ｈｙにおける磁界Ｈｙ＝０での傾きに相当する、磁気抵抗効果素子の抵抗変化率である。横軸を直交成分Ｈｙｂの磁束密度とし、縦軸を図１０〜図１４から求められる感度とした。ここでは、バイアス磁界Ｈｂの平行成分Ｈｘｂを、それぞれ１０×１０^-4Ｔ、２０×１０^-4Ｔ、３０×１０^-4Ｔ、４０×１０^-4Ｔ、５０×１０^-4Ｔとした場合について、直交成分Ｈｙｂの磁束密度と感度との相関を示している。この結果、直交成分Ｈｙｂの磁束密度が１５×１０^-4Ｔ以上４５×１０^-4Ｔ以下であれば、ほぼ一定の感度が得られることがわかった。

以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば本実施の形態では、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向が、固着層の磁化方向と平行であるように構成された磁気抵抗効果素子を採用するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、外部磁界が零のときの自由層の磁化方向が、固着層の磁化方向と直交するように構成された磁気抵抗効果素子を用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態等では、バイアス磁界を印加する手段として、永久磁石を対向配置するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、図１８に示したように、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂの近傍にソレノイドコイルＢＣ１，ＢＣ２（以下、単にコイルＣ１，Ｃ２という。）それぞれ設け、例えば、コイルＢＣ１により直交成分Ｈｙｂを形成すると共にコイルＢＣ２により平行成分Ｈｘｂを形成し、全体としてバイアス磁界Ｈｂを磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂへ印加するようにしてもよい。その場合、図１９に示したように、磁気抵抗効果素子１Ａ，１Ｂを挟んでコイルＢＣ１，ＢＣ２と対向するように、ソレノイドコイルＢＣ３，ＢＣ４（以下、単にコイルＣ３，Ｃ４という。）をそれぞれ配置するようにしてもよい。これにより、コイルＢＣ１およびコイルＢＣ３によって、より安定した直交成分Ｈｙｂを形成すると共に、コイルＢＣ２およびコイルＢＣ４によって、より安定した平行成分Ｈｘｂを形成することができる。

また、上記実施の形態等では、交換バイアス磁界Ｈinの方向と、平行成分Ｈｘｂの方向とが互いに同一方向となるように構成したが、互いに反対方向となるようにしてもよい。但し、同一方向とした場合の方が、検出動作がより安定するので好ましい。

また、上記実施の形態等では、導体を流れる電流によって生ずる電流磁界を測定する電流センサを例に挙げて説明するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、電流を流す導体を有することなく、自らの置かれた環境における磁束そのものの変化を検出する磁気センサをも含むものである。本発明の磁気センサは、例えば、プリント配線の欠陥などの検査を行う渦電流探傷技術に応用可能である。この場合、磁気抵抗効果素子を対象物の上に直線上に多数個配置し、渦電流の変化を磁束の変化として捉えるようにする。

本発明の一実施の形態に係る電流センサの構成を示す斜視図である。 図１に示した電流センサにおけるバイアス磁界の状態を説明するための説明図である。 図１に示した電流センサに対応する回路図である。 図１に示した電流センサの要部である磁気抵抗効果素子の構成を示す分解斜視図である。 図４に示した磁気抵抗効果素子における一部の構成を示す斜視図である。 図４に示した磁気抵抗効果素子の自由層におけるスピン分布を表す模式図である。 図４に示した磁気抵抗効果素子における抵抗変化率の磁界依存性を示す特性図である。 図１に示した電流センサの要部である磁気抵抗効果素子の構成を示す他の分解斜視図である。 図１に示した電流センサにおける変形例の概略構成を示す平面図である。 図１に示した電流センサの磁気抵抗効果素子における抵抗値Ｒの磁界依存性を表す第１の特性図である。 図１に示した電流センサの磁気抵抗効果素子における抵抗値Ｒの磁界依存性を表す第２の特性図である。 図１に示した電流センサの磁気抵抗効果素子における抵抗値Ｒの磁界依存性を表す第３の特性図である。 図１に示した電流センサの磁気抵抗効果素子における抵抗値Ｒの磁界依存性を表す第４の特性図である。 図１に示した電流センサの磁気抵抗効果素子における抵抗値Ｒの磁界依存性を表す第５の特性図である。 図１に示した電流センサの磁気抵抗効果素子におけるヒステリシスに起因するギャップＧＰの、磁界依存性を表す特性図である。 図１に示した電流センサの磁気抵抗効果素子におけるリニアリティの磁界依存性を表す特性図である。 図１に示した電流センサの磁気抵抗効果素子における感度の磁界依存性を表す特性図である。 図１に示した電流センサにおける第２の変形例としての構成例を示す概略図である。 図１に示した電流センサにおける第３の変形例としての構成例を示す概略図である。

符号の説明

１Ａ…（第１の）磁気抵抗効果素子、１Ｂ…（第２の）磁気抵抗効果素子、２Ａ…第１の定電流源、２Ｂ…第２の定電流源、３…基体、４…導体、５，６…回路基板、１０…電流センサ、１１…固着層、１２…中間層、１３…自由層、ＡＥ１３…磁化容易軸、ＢＣ１〜ＢＣ４…バイアス磁界用コイル、ＣＬ…中心線、Ｉｍ…検出対象電流、Ｈｂ…バイアス磁界、Hｘｂ…平行成分、Ｈｙｂ…直交成分、Ｈin…交換バイアス磁界、Ｈｍ…電流磁界、ＨＭ１，ＨＭ２…永久磁石、Ｊ１１，Ｊ１３…磁化方向。

Claims (17)

1. 一定方向に固着された磁化方向を有する固着層、外部磁界に応じて磁化方向が変化する自由層、および前記固着層と前記自由層の間に挟まれた中間層を含む磁気抵抗効果素子と、
   外部磁界が零のときの前記自由層の磁化方向に平行な平行成分と、前記平行成分に直交する直交成分とを有するバイアス磁界を、前記磁気抵抗効果素子に対して印加するバイアス印加手段と
   を備えたことを特徴とする磁気センサ。
2. 前記バイアス印加手段は、永久磁石またはソレノイドコイルからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
3. 外部磁界が零のときの前記自由層の磁化方向は、前記固着層の磁化方向と平行をなす
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気センサ。
4. 前記自由層は、前記固着層の磁化方向と平行な磁化容易軸を有する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁気センサ。
5. 前記固着層と前記自由層との間に生じる交換バイアス磁界と、前記バイアス磁界における平行成分との合成磁界の磁束密度は、２２×１０^-4テスラ（Ｔ）以上５２×１０^-4テスラ（Ｔ）以下である
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の磁気センサ。
6. 前記バイアス磁界における直交成分の磁束密度は、１５×１０^-4テスラ（Ｔ）以上４５×１０^-4テスラ（Ｔ）以下である
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の磁気センサ。
7. 外部磁界が零のときの前記自由層の磁化方向は、前記固着層の磁化方向と直交する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気センサ。
8. 一定方向に固着された磁化方向を有する固着層と、外部磁界に応じて磁化方向が変化し、かつ、その外部磁界が零のときに磁化方向が前記固着層の磁化方向と平行となる自由層と、前記固着層と前記自由層との間に挟まれた中間層とをそれぞれ含み、かつ、導体を流れる検出対象電流により生ずる電流磁界に応じて抵抗値が互いに逆方向の変化を示すこととなるように前記導体に沿って配置された第１および第２の磁気抵抗効果素子と、
   外部磁界が零のときの前記自由層の磁化方向に平行な平行成分と、前記平行成分に直交する直交成分とを有するバイアス磁界を、前記第１および第２の磁気抵抗効果素子に対して印加するバイアス印加手段と、
   前記第１および第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれに、互いに等しい値の定電流を供給する第１および第２の定電流源と、
   前記定電流によって前記第１および第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれに生ずる電圧降下の差分を検出する差分検出器と
   を備え、
   前記電圧降下の差分に基づいて前記検出対象電流を検出する
   ことを特徴とする電流センサ。
9. 前記第１および第２の磁気抵抗効果素子は、その一端同士が第１の接続点において接続され、
   前記第１および第２の定電流源は、その一端同士が第２の接続点において接続され、
   前記第１の磁気抵抗効果素子の他端と前記第１の定電流源の他端とが第３の接続点において接続され、
   前記第２の磁気抵抗効果素子の他端と前記第２の定電流源の他端とが第４の接続点において接続され、
   前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電圧が印加されたときの前記第３の接続点と前記第４の接続点との間の電位差に基づいて前記検出対象電流を検出する
   ことを特徴とする請求項８に記載の電流センサ。
10. 前記電圧降下の差分に応じた補償電流が流れることにより、前記検出対象電流に基づいて前記第１および第２の磁気抵抗効果素子に印加される各電流磁界とは逆方向の補償電流磁界を前記第１および第２の磁気抵抗効果素子の各々に付与するように構成された補償電流ラインをさらに備えた
    ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電流センサ。
11. 前記補償電流ラインを流れる補償電流に基づいて前記検出対象電流を検出する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電流センサ。
12. 前記第１および第２の磁気抵抗効果素子は、それぞれの前記固着層の磁化方向が互いに平行をなすように配置されている
    ことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の電流センサ。
13. 前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第１の定電流源とは、前記第１の磁気抵抗効果素子における固着層の磁化方向に延びる直線上に配置されており、
    前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第２の定電流源とは、前記第２の磁気抵抗効果素子における固着層の磁化方向に延びる直線上に配置されている
    ことを特徴とする請求項１２に記載の電流センサ。
14. 前記自由層は、前記固着層の磁化方向と平行な磁化容易軸を有する
    ことを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の電流センサ。
15. 前記バイアス印加手段は、永久磁石またはソレノイドコイルからなる
    ことを特徴とする請求項８から請求項１４のいずれか１項に記載の電流センサ。
16. 前記固着層と前記自由層との間に生じる交換バイアス磁界と、前記バイアス磁界における平行成分との合成磁界の磁束密度は、２２×１０^-4テスラ（Ｔ）以上５２×１０^-4テスラ（Ｔ）以下である
    ことを特徴とする請求項８から請求項１５のいずれか１項に記載の電流センサ。
17. 前記バイアス磁界における直交成分の磁束密度は、１５×１０^-4テスラ（Ｔ）以上４５×１０^-4テスラ（Ｔ）以下である
    ことを特徴とする請求項８から請求項１６のいずれか１項に記載の電流センサ。
    

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