JP2015212628A - Method for using magnetic sensor and method for determining bias magnetic field of magnetic sensor - Google Patents
Method for using magnetic sensor and method for determining bias magnetic field of magnetic sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015212628A JP2015212628A JP2014094523A JP2014094523A JP2015212628A JP 2015212628 A JP2015212628 A JP 2015212628A JP 2014094523 A JP2014094523 A JP 2014094523A JP 2014094523 A JP2014094523 A JP 2014094523A JP 2015212628 A JP2015212628 A JP 2015212628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- bias
- magnetic
- sensor
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、磁気センサの使用方法及び磁気センサのバイアス磁場の決定方法に関し、さらに詳しくは、使用環境の温度変化に起因するセンサの出力電圧の誤差を最小限に抑制することが可能な磁気センサの使用方法、及び、このような誤差を最小限に抑制することが可能なバイアス磁場の決定方法に関する。 The present invention relates to a method of using a magnetic sensor and a method of determining a bias magnetic field of the magnetic sensor, and more particularly, a magnetic sensor capable of minimizing an error in the output voltage of the sensor due to a temperature change in a use environment. And a method for determining a bias magnetic field capable of minimizing such an error.
磁気センサは、電磁気力（例えば、電流、電圧、電力、磁界、磁束など。）、力学量（例えば、位置、速度、加速度、変位、距離、張力、圧力、トルク、温度、湿度など。）、生化学量等の被検出量を、磁界を介して電圧に変換する電子デバイスである。磁気センサは、磁界の検出方法に応じて、ホールセンサ、異方的磁気抵抗（ＡＭＲ： Anisotropic Magneto-Resistivity）センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ： Gaiant MR）センサ等に分類される。 A magnetic sensor is an electromagnetic force (eg, current, voltage, power, magnetic field, magnetic flux, etc.), a mechanical quantity (eg, position, velocity, acceleration, displacement, distance, tension, pressure, torque, temperature, humidity, etc.), An electronic device that converts a detected amount such as a biochemical amount into a voltage via a magnetic field. Magnetic sensors are classified into Hall sensors, Anisotropic Magneto-Resistivity (AMR) sensors, Giant Magnetoresistive (GMR) sensors, etc., depending on the detection method of the magnetic field.
これらの中でもＧＭＲセンサは、
（１）ＡＭＲセンサに比べて電気比抵抗の変化率の最大値（すなわち、ＭＲ比＝△ρ／ρ０（△ρ＝ρＨ−ρ０：ρＨは、外部磁界Ｈにおける電気比抵抗、ρ０は、外部磁界ゼロにおける電気比抵抗））が極めて大きい、
（２）ホールセンサに比べて抵抗値の温度変化が小さい、
（３）巨大磁気抵抗効果を有する材料が薄膜材料であるために、マイクロ化に適している、
等の利点がある。そのため、ＧＭＲセンサは、コンピュータ、電力、自動車、家電、携帯機器等に用いられる高感度マイクロ磁気センサとしての応用が期待されている。
Among these, GMR sensors are
(1) The maximum value of the change rate of the electrical resistivity compared to the AMR sensor (ie, MR ratio = Δρ / ρ 0 (Δρ = ρ H −ρ 0 : ρ H is the electrical resistivity in the external magnetic field H, ρ 0 is an extremely large electrical resistivity at zero external magnetic field)),
(2) The temperature change of the resistance value is small compared to the Hall sensor.
(3) Since the material having a giant magnetoresistance effect is a thin film material, it is suitable for microfabrication.
There are advantages such as. Therefore, the GMR sensor is expected to be applied as a high-sensitivity micromagnetic sensor used in computers, electric power, automobiles, home appliances, portable devices and the like.
ＧＭＲ効果を示す材料としては、強磁性層（例えば、パーマロイ等）と非磁性層（例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等）の多層膜、あるいは、反強磁性層、強磁性層（固定層）、非磁性層及び強磁性層（自由層）の４層構造を備えた多層膜（いわゆる、「スピンバルブ」）からなる金属人工格子、強磁性金属（例えば、パーマロイ等）からなるｎｍサイズの微粒子と、非磁性金属（例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等）からなる粒界相とを備えた金属−金属系ナノグラニュラー材料、スピン依存トンネル効果によってＭＲ（Magneto-Resistivity）効果が生ずるトンネル接合膜、ｎｍサイズの強磁性金属合金微粒子と、非磁性・絶縁性材料からなる粒界相とを備えた金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料等が知られている。 As a material exhibiting the GMR effect, a multilayer film of a ferromagnetic layer (for example, permalloy) and a nonmagnetic layer (for example, Cu, Ag, Au, etc.), an antiferromagnetic layer, a ferromagnetic layer (fixed layer), A metal artificial lattice composed of a multilayer film (so-called “spin valve”) having a four-layer structure of a non-magnetic layer and a ferromagnetic layer (free layer); nanometer-sized fine particles composed of a ferromagnetic metal (for example, permalloy); , Metal-metal nanogranular material having a grain boundary phase made of nonmagnetic metal (for example, Cu, Ag, Au, etc.), tunnel junction film in which MR (Magneto-Resistivity) effect is produced by spin-dependent tunnel effect, nm size A metal-insulator nanogranular material having a ferromagnetic metal alloy fine particle and a grain boundary phase made of a nonmagnetic / insulating material is known.
これらの内、スピンバルブに代表される多層膜は、一般に、低磁界における感度が高いという特徴がある。しかしながら、多層膜は、種々の材料からなる薄膜を高精度で積層する必要があるために、安定性や歩留まりが悪く、製作コストを抑えるには限界がある。そのため、この種の多層膜は、専ら付加価値の大きなデバイス（例えば、ハードディスク用の磁気ヘッド）にのみ用いられ、単価の安いＡＭＲセンサやホールセンサとの価格競争を強いられる磁気センサに応用するのは困難であると考えられている。また、多層膜間の拡散が生じやすく、ＧＭＲ効果が消失しやすいため、耐熱性が悪いという大きな欠点がある。 Among these, a multilayer film represented by a spin valve is generally characterized by high sensitivity in a low magnetic field. However, the multilayer film needs to be laminated with high accuracy with thin films made of various materials, so that the stability and yield are poor, and there is a limit in suppressing the manufacturing cost. For this reason, this type of multilayer film is used only for high value-added devices (for example, magnetic heads for hard disks), and is applied to magnetic sensors that are forced to compete with AMR sensors and Hall sensors with low unit prices. Is considered difficult. In addition, diffusion between the multilayer films is likely to occur, and the GMR effect is likely to be lost.
一方、ナノグラニュラー材料は、一般に、作製が容易で、再現性も良い。そのため、これを磁気センサに応用すれば、磁気センサを低コスト化することができる。特に、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、
（１）その組成を最適化すれば、室温において１０％を越える高いＭＲ比を示す、
（２）電気比抵抗ρが桁違いに高いので、磁気センサの超小型化と低消費電力化が同時に実現可能である、
（３）耐熱性の悪い反強磁性膜を含むスピンバルブ膜と異なり、高温環境下でも使用可能である、
等の利点がある。しかしながら、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、低磁界における磁界感度が非常に小さいという問題がある。そのため、巨大磁気抵抗薄膜の両端に軟磁性薄膜を配置し、巨大磁気抵抗薄膜の磁界感度を上げることも行われる。
On the other hand, nano-granular materials are generally easy to produce and have good reproducibility. Therefore, if this is applied to a magnetic sensor, the cost of the magnetic sensor can be reduced. In particular, metal-insulator nanogranular materials
(1) If the composition is optimized, a high MR ratio exceeding 10% is exhibited at room temperature.
(2) Since the electrical resistivity ρ is an order of magnitude higher, it is possible to simultaneously achieve the miniaturization and low power consumption of the magnetic sensor.
(3) Unlike spin valve films including antiferromagnetic films with poor heat resistance, they can be used in high-temperature environments.
There are advantages such as. However, the metal-insulator nanogranular material has a problem that the magnetic field sensitivity in a low magnetic field is very small. For this reason, a soft magnetic thin film is disposed at both ends of the giant magnetoresistive thin film to increase the magnetic field sensitivity of the giant magnetoresistive thin film.
ＧＭＲセンサは、出力がゼロ磁場に対して左右対称である偶関数出力のセンサであるため、磁場の極性を判定するには、センサの動作点を変化させる必要がある。動作点の変更は、センサ素子に動作点に対応する磁場を外部よりマグネットやコイルにより印加することにより行われている（特許文献１、２参照）。このとき、センサは、動作点上で検出磁場に対して出力する。検出磁場が無い場合のセンサ出力を「オフセット電圧」という。また、検出磁場が印加された時のセンサ出力の内、オフセット電圧からの電圧変化量を、センサの「出力電圧」といい、センサの出力電圧を、検出磁場で除した値をセンサの「感度」という。
Since the GMR sensor is an even function output sensor whose output is symmetrical with respect to the zero magnetic field, it is necessary to change the operating point of the sensor in order to determine the polarity of the magnetic field. The change of the operating point is performed by applying a magnetic field corresponding to the operating point to the sensor element from the outside with a magnet or a coil (see
一般に、センサの感度が最も高くなる位置（又は、センサ出力の直線性の良い部分（特許文献３参照））に、センサの動作点を変化させることが多い。
一方、センサ出力は、温度に対して変化することが知られている。そのため、センサ出力（ＭＲ比）の温度変化が最も小さくなるように、センサにバイアス磁場を印加することも行われている（特許文献４参照）。
In general, the operating point of the sensor is often changed to a position where the sensitivity of the sensor is highest (or a portion where the linearity of the sensor output is good (see Patent Document 3)).
On the other hand, it is known that the sensor output varies with temperature. Therefore, a bias magnetic field is also applied to the sensor so that the temperature change of the sensor output (MR ratio) is minimized (see Patent Document 4).
また、センサ後段の回路により、センサの出力電圧の温度補償を行う方法も知られている。
例えば、デジタル的に補償する方法として、センサの出力電圧をデジタル変換後にマイクロプロセッサ等に読み取り、温度変化量を演算する方法が知られている。この時、磁気センサ、又は磁気センサ以外の温度センサで、補償する温度を採取する。
また、アナログ的に補償する方法として、センサの電源電圧をセンサと逆の温度係数を有する素子（ダイオード等）で制御する方法が知られている。
さらに、センサの出力電圧を増幅する過程で、温度補償を行う場合もある。
There is also known a method of performing temperature compensation of the output voltage of the sensor by using a circuit subsequent to the sensor.
For example, as a digital compensation method, a method is known in which the output voltage of a sensor is read by a microprocessor after digital conversion and a temperature change amount is calculated. At this time, the temperature to be compensated is collected by a magnetic sensor or a temperature sensor other than the magnetic sensor.
As a method for analog compensation, a method of controlling the power supply voltage of a sensor with an element (diode or the like) having a temperature coefficient opposite to that of the sensor is known.
Furthermore, temperature compensation may be performed in the process of amplifying the output voltage of the sensor.
しかしながら、回路を用いて温度補償を行うのは、外付け部品や付加的なソフトの実装が必要となる。また、センサの動作点を変化させるために必要なマグネットには、温度によって磁力が変化する特性があり（特許文献２参照）、これらの影響でセンサの出力電圧の誤差は増大する。
一例として、交流電流により動作点を変化させる平衡型センサ（零位法を用いたセンサ）では、検知磁場に等しい帰還磁場をセンサに印加する。この帰還をデジタル的に行う場合には、検知磁場により変化するセンサの出力電圧に比例した帰還磁場を印加する必要がある。温度によりセンサの出力電圧が変化する場合、帰還磁場に誤差を生じる。センサが低温になり検知磁場に対する出力電圧が大きくなると、見かけ上、帰還磁場が大きくなる。この場合、帰還は過補正となり、出力電圧にオーバーシュートを生じることになる。
However, temperature compensation using a circuit requires mounting of external components and additional software. In addition, the magnet necessary for changing the operating point of the sensor has a characteristic that the magnetic force changes depending on the temperature (see Patent Document 2), and the error of the output voltage of the sensor increases due to these effects.
As an example, in a balanced sensor that changes the operating point by an alternating current (a sensor using the null method), a feedback magnetic field equal to the detected magnetic field is applied to the sensor. When this feedback is performed digitally, it is necessary to apply a feedback magnetic field proportional to the output voltage of the sensor, which varies with the detected magnetic field. When the output voltage of the sensor changes with temperature, an error occurs in the feedback magnetic field. When the sensor becomes low temperature and the output voltage with respect to the detected magnetic field increases, the feedback magnetic field apparently increases. In this case, feedback is overcorrected, resulting in overshoot in the output voltage.
本発明が解決しようとする課題は、使用環境の温度変化に起因するセンサの出力電圧の誤差を最小限に抑制することが可能な磁気センサの使用方法を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、このような誤差を最小限に抑制することが可能なバイアス磁場の決定方法を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a method of using a magnetic sensor capable of minimizing an error in the output voltage of the sensor due to a temperature change in the use environment.
Another object of the present invention is to provide a method for determining a bias magnetic field capable of minimizing such an error.
上記課題を解決するために本発明に係る磁気センサの使用方法の１番目は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）感磁部が常磁性体として振る舞う１個又は２個以上の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサを用いて、外部磁場Ｂextを測定する。
（２）前記外部磁場Ｂextを測定する際に、前記磁気センサに対してバイアス磁場Ｂbiasが印加され、
前記バイアス磁場Ｂbiasは、前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが以下の（１）式を満たすように決定される。
Ｂ* a-b／Ｂ* max≦Ｂm／Ｂk≦Ｂ* b-c／Ｂ* max ・・・（１）
但し、
Ｂkは、実測された前記磁気センサの温度ｂにおける飽和磁場、
Ｂ* a-bは、ランジュバン関数から求めた、温度ａにおけるセンサの出力電圧Ｖ*（＝(Ｍ／Ｎμ0)2）の磁場Ｂに対する変化率（∂Ｖ*／∂Ｂ）と、前記温度ｂにおける前記変化率とが一致する下限磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]L）、
Ｂ* ｂ-ｃは、ランジュバン関数から求めた、前記温度ｂにおける前記変化率と、温度ｃにおける前記変化率とが一致する上限磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]U）、
Ｂ* maxは、ランジュバン関数から求めた、前記温度ｂにおける飽和磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]max）、
前記温度ａは、前記磁気センサの下限使用温度、
前記温度ｂは、前記磁気センサの標準使用温度、
前記温度ｃは、前記磁気センサの上限使用温度、
Ｍは、磁化ベクトル、
Ｎは、単位体積あたりの磁性原子の原子数、
μ0は、磁性原子の磁気モーメント、
ｋは、ボルツマン定数。
In order to solve the above problems, the first of the usage methods of the magnetic sensor according to the present invention is summarized as having the following configuration.
(1) The external magnetic field B ext is measured using a magnetic sensor including one or more magnetoresistive elements in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) When measuring the external magnetic field B ext , a bias magnetic field B bias is applied to the magnetic sensor;
The bias magnetic field B bias is determined so that the magnetic sensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor satisfies the following expression (1).
B * ab / B * max ≦ B m / B k ≦ B * bc / B * max ··· (1)
However,
B k is the measured saturation magnetic field at the temperature b of the magnetic sensor,
B * ab is the rate of change (∂V * / ∂B) of the sensor output voltage V * (= (M / Nμ 0 ) 2 ) with respect to the magnetic field B, obtained from the Langevin function, and the temperature b. Lower limit magnetic field (= [(μ 0 / k) × B] L ) that matches the rate of change,
B * b-c were determined from the Langevin function, the said rate of change in the temperature b, the upper magnetic field and the rate of change in the temperature c matches (= [(μ 0 / k ) × B] U),
B * max is a saturation magnetic field (= [(μ 0 / k) × B] max ) obtained from the Langevin function at the temperature b,
The temperature a is a lower limit operating temperature of the magnetic sensor,
The temperature b is the standard operating temperature of the magnetic sensor,
The temperature c is the upper limit operating temperature of the magnetic sensor,
M is a magnetization vector,
N is the number of magnetic atoms per unit volume,
μ 0 is the magnetic moment of the magnetic atom,
k is the Boltzmann constant.
本発明に係る磁気センサのバイアス磁場の決定方法の１番目は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記決定方法は、感磁部が常磁性体として振る舞う磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに印加するバイアス磁場Ｂbiasを決定するために用いられる。
（２）前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが上述した（１）式を満たすように、前記バイアス磁場Ｂbiasが決定される。
The gist of the first method for determining the bias magnetic field of the magnetic sensor according to the present invention is to have the following configuration.
(1) The determination method is used to determine a bias magnetic field B bias to be applied to a magnetic sensor having a magnetoresistive effect element in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) The bias magnetic field B bias is determined so that the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor satisfies the above-described equation (1).
本発明に係る磁気センサの使用方法の２番目は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）感磁部が常磁性体として振る舞う１個又は２個以上の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサを用いて、外部磁場Ｂextを測定する。
（２）前記外部磁場Ｂextを測定する際に、前記磁気センサに対してバイアス磁場Ｂbiasが印加され、
前記バイアス磁場Ｂbiasは、前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが以下の手順により決定される。
（ａ）温度ａ（前記磁気センサの下限使用温度）、温度ｂ（前記磁気センサの標準使用温度）、及び、温度ｃ（前記磁気センサの上限使用温度）におけるセンサの出力電圧Ｖの磁場Ｂに対する変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）を求める。
（ｂ）印加磁場Ｂと相対感度変化率ΔＶとの関係を２次関数でフィッティングする。
ここで、「相対感度変化率ΔＶ」とは、次の（１０）式で表される値をいう。
ΔＶ＝（[∂Ｖ／∂Ｂ]c−[∂Ｖ／∂Ｂ]a）／[∂Ｖ／∂Ｂ]b ・・・（１０）
但し、
[∂Ｖ／∂Ｂ]aは、前記温度ａにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）、
[∂Ｖ／∂Ｂ]bは、前記温度ｂにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）、
[∂Ｖ／∂Ｂ]cは、前記温度ｃにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）。
（ｃ）ΔＶが±０．１０以内となる前記印加磁場Ｂの範囲を求め、前記磁気センサに印加される前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが前記印加磁場Ｂの範囲内となるように、前記バイアス磁場Ｂbiasを決定する。
The second usage method of the magnetic sensor according to the present invention is summarized as having the following configuration.
(1) The external magnetic field B ext is measured using a magnetic sensor including one or more magnetoresistive elements in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) When measuring the external magnetic field B ext , a bias magnetic field B bias is applied to the magnetic sensor;
The bias magnetic field B bias is determined by the following procedure for the magnetic sensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor.
(A) The temperature a (the lower limit operating temperature of the magnetic sensor), the temperature b (the standard operating temperature of the magnetic sensor), and the temperature c (the upper limit operating temperature of the magnetic sensor) of the sensor output voltage V with respect to the magnetic field B The rate of change (∂V / ∂B) is obtained.
(B) The relationship between the applied magnetic field B and the relative sensitivity change rate ΔV is fitted with a quadratic function.
Here, “relative sensitivity change rate ΔV” means a value represented by the following equation (10).
ΔV = ([∂V / ∂B] c − [∂V / ∂B] a ) / [∂V / ∂B] b (10)
However,
[∂V / ∂B] a is the rate of change in temperature a (∂V / ∂B),
[∂V / ∂B] b is the rate of change at the temperature b (∂V / ∂B),
[∂V / ∂B] c is the rate of change at the temperature c (∂V / ∂B).
(C) The range of the applied magnetic field B in which ΔV is within ± 0.10 is obtained, and the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias applied to the magnetic sensor is within the range of the applied magnetic field B. Thus, the bias magnetic field B bias is determined.
本発明に係る磁気センサのバイアス磁場の決定方法の２番目は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記決定方法は、感磁部が常磁性体として振る舞う磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに印加するバイアス磁場Ｂbiasを決定するために用いられる。
（２）前記バイアス磁場Ｂbiasは、上記手順により決定される。
The second aspect of the method for determining the bias magnetic field of the magnetic sensor according to the present invention is summarized as having the following configuration.
(1) The determination method is used to determine a bias magnetic field B bias to be applied to a magnetic sensor having a magnetoresistive effect element in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) The bias magnetic field B bias is determined by the above procedure.
感磁部が常磁性体として振る舞う磁気センサにおいて、センサの出力電圧（Ｖ）及びセンサの出力電圧の傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）は、いずれも温度に依存し、出力電圧（Ｖ）及び傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）の温度変化が最小となる磁場の範囲がそれぞれ存在する。しかしながら、出力電圧（Ｖ）の温度変化が最小となる磁場の範囲は、通常、傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）の温度変化が最小となる磁場の範囲とは異なる。 In a magnetic sensor in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic substance, the output voltage (V) of the sensor and the slope of the sensor output voltage (∂V / ∂B) both depend on the temperature, and the output voltage (V) and the slope There are magnetic field ranges in which the temperature change of (∂V / ∂B) is minimized. However, the magnetic field range in which the temperature change of the output voltage (V) is minimized is usually different from the magnetic field range in which the temperature change of the gradient (∂V / ∂B) is minimized.
そのため、出力電圧（Ｖ）の温度変化が最小となるように、バイアス磁場Ｂbiasを設定した場合には、オフセット電圧の温度による変動を最小限に抑制することができるが、傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）は温度に応じて相対的に大きく変化する。その結果、このようなバイアス磁場Ｂbiasが印加された磁気センサに対して、相対的に大きな外部磁場Ｂextが作用した場合には、温度変化に起因する出力電圧（Ｖ）の誤差は大きくなる。 Therefore, when the bias magnetic field B bias is set so that the temperature change of the output voltage (V) is minimized, fluctuations in the offset voltage due to temperature can be suppressed to a minimum, but the slope (∂V / ∂B) changes relatively greatly depending on the temperature. As a result, when a relatively large external magnetic field B ext is applied to the magnetic sensor to which such a bias magnetic field B bias is applied, an error in the output voltage (V) due to a temperature change increases. .
これに対し、傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）の温度変化が最小となるように、バイアス磁場Ｂbiasを設定した場合には、オフセット電圧は温度に応じて若干変動するが、傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）は温度によらずほぼ一定となる。その結果、このようなバイアス磁場Ｂbiasが印加された磁気センサに対して、相対的に大きな外部磁場Ｂextが作用した場合であっても、温度変化に起因する出力電圧（Ｖ）の誤差は小さくなる。 On the other hand, when the bias magnetic field B bias is set so that the temperature change of the slope (∂V / ∂B) is minimized, the offset voltage slightly varies depending on the temperature, but the slope (∂V / ∂B) is almost constant regardless of temperature. As a result, even if a relatively large external magnetic field B ext is applied to the magnetic sensor to which such a bias magnetic field B bias is applied, the error of the output voltage (V) due to the temperature change is Get smaller.
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１． 磁気センサ］
［１．１． 磁気抵抗効果素子］
本発明において、磁気センサには、感磁部が常磁性体として振る舞う磁気抵抗効果素子を備えているものが用いられる。「感磁部」とは、磁場の変化を電気抵抗の変化として出力する部分をいう。
このような磁気センサとしては、例えば、磁性体粒子又は磁性体薄膜の間に薄い絶縁膜がある構造を備えたトンネル磁気効果（ＴＭＲ：Tunneling Magnetoresistive）センサなどがある。また、磁気センサではないが、本願発明は、ＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ）にも適用することができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
[1. Magnetic sensor]
[1.1. Magnetoresistive element]
In the present invention, a magnetic sensor having a magnetoresistive effect element in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material is used. The “magnetic part” refers to a part that outputs a change in magnetic field as a change in electrical resistance.
As such a magnetic sensor, for example, there is a tunneling magnetic effect (TMR) sensor having a structure in which a thin insulating film is provided between magnetic particles or a magnetic thin film. Although not a magnetic sensor, the present invention can also be applied to an MRAM (magnetoresistance memory).
ＴＭＲセンサとしては、具体的には、以下のようなものがある。
（ａ） 積層型：
積層型のＴＭＲセンサは、下地層／反強磁性層／強磁性層１／トンネルバリア層／強磁性層２／キャップ層の積層構造を持つ磁気センサである。
強磁性層１の磁化の方向は、反強磁性層によりピン止めされている。一方、強磁性層２の磁化の方向は、外部磁界により回転可能になっている。そのため、外部磁界が作用すると、強磁性層２の磁化の方向のみが変化し、これによってトンネル電流の大きさが変化する。
Specific examples of the TMR sensor include the following.
(A) Multilayer type:
The laminated TMR sensor is a magnetic sensor having a laminated structure of an underlayer / antiferromagnetic layer /
The direction of magnetization of the
各層の材料は、特に限定されるものではなく、目的に応じて種々の材料を用いることができる。各層の材料としては、具体的には、以下のようなものがある。
（イ）下地層： Ｔａ、ＮｉＦｅなど。
（ロ）反強磁性層： ＩｒＭｎなど。
（ハ）強磁性層１： ＣｏＦｅ、Ｒｕ、ＣｏＦｅ積層膜、ＣｏＦｅＢなど。
（ニ）トンネルバリア層： Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＭｇＦｅ2、ＡｌＦ3など。
（ホ）強磁性層２： ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ積層膜、ＮｉＦｅ積層膜、ＣｏＦｅＢなど。
（へ）キャップ層： Ｔａ積層膜、ＮｉＦｅ／Ｒｕ積層膜、Ｔａ合金、Ｔｉ合金、ＩｎＴｉ酸化物など。
The material of each layer is not particularly limited, and various materials can be used depending on the purpose. Specific examples of the material for each layer include the following.
(A) Underlayer: Ta, NiFe, etc.
(B) Antiferromagnetic layer: IrMn or the like.
(C) Ferromagnetic layer 1: CoFe, Ru, CoFe laminated film, CoFeB, and the like.
(D) Tunnel barrier layer: Al 2 O 3 , MgO, MgFe 2 , AlF 3 or the like.
(E) Ferromagnetic layer 2: CoFe, NiFe, CoFe laminated film, NiFe laminated film, CoFeB, and the like.
(F) Cap layer: Ta laminated film, NiFe / Ru laminated film, Ta alloy, Ti alloy, InTi oxide and the like.
（ｂ） ナノグラニュラー型：
ナノグラニュラー型のＴＭＲセンサは、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料からなる薄膜を備えた磁気センサである。金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料とは、ｎｍサイズの強磁性金属粒子と、非磁性・絶縁性材料からなる粒界相を備えた材料をいう。
金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料中の強磁性金属粒子の磁化の方向は、通常、ランダムな方向を向いている。一方、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料に外部磁界が作用すると、強磁性金属粒子の磁化の方向が揃い、これがトンネル電流の大きさの変化となって現れる。金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、高いＭＲ比と高い電気比抵抗ρを有するだけでなく、僅かな組成変動によってＭＲ比が大きく変動することがないので、安定した磁気特性を有する薄膜を、再現性良く、かつ低コストで作製することができるという利点がある。
(B) Nano granular type:
The nano granular type TMR sensor is a magnetic sensor including a thin film made of a metal-insulator nano granular material. The metal-insulator nanogranular material is a material having a nanometer-sized ferromagnetic metal particle and a grain boundary phase made of a nonmagnetic / insulating material.
The magnetization direction of the ferromagnetic metal particles in the metal-insulator nanogranular material is usually in a random direction. On the other hand, when an external magnetic field acts on the metal-insulator nanogranular material, the direction of magnetization of the ferromagnetic metal particles is aligned, and this appears as a change in the magnitude of the tunnel current. Metal-insulator nanogranular materials not only have high MR ratio and high electrical resistivity ρ, but also MR ratio does not fluctuate greatly due to slight composition fluctuations. There is an advantage that it can be manufactured at low cost.
金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料としては、具体的には、
（イ）Ｃｏ−Ｙ2Ｏ3系、Ｃｏ−Ａｌ2Ｏ3系、Ｃｏ−Ｓｍ2Ｏ3系、Ｃｏ−Ｄｙ2Ｏ3系、ＦｅＣｏ−Ｙ2Ｏ3系などの酸化物系ナノグラニュラー材料、
（ロ）Ｆｅ−ＭｇＦ2系、ＦｅＣｏ−ＭｇＦ2系、ＦｅＣｏＢ−ＭｇＦ2系、Ｆｅ−ＣａＦ2系、Ｆｅ−ＡｌＦ3系などのフッ化物系ナノグラニュラー材料、
などがある。
As a metal-insulator system nano granular material, specifically,
(Ii) Co-Y 2 O 3 -based, Co-Al 2 O 3 -based, Co-Sm 2 O 3 -based, Co-Dy 2 O 3 -based, FeCo-Y 2 O 3 -based oxide nano-granular materials,
(B) Fluoride-based nano granular materials such as Fe—MgF 2 , FeCo—MgF 2 , FeCoB—MgF 2 , Fe—CaF 2 , Fe—AlF 3 ,
and so on.
（ｃ） グラニュラーインギャップ（ＧＩＧ）型：
ＧＩＧ型のＴＭＲセンサは、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料からなる薄膜の両端に、軟磁性材料からなる薄膜ヨークが配置された構造を持つ磁気センサをいう。
金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、高いＭＲ比を示すが、低磁界における磁界感度が非常に小さい。一方、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料からなる薄膜の両端に軟磁性材料からなる薄膜ヨークを配置すると、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料の磁界感度を向上させることができる。
(C) Granular in gap (GIG) type:
The GIG type TMR sensor is a magnetic sensor having a structure in which a thin film yoke made of a soft magnetic material is disposed on both ends of a thin film made of a metal-insulator nanogranular material.
A metal-insulator nanogranular material exhibits a high MR ratio, but has a very low magnetic field sensitivity in a low magnetic field. On the other hand, when a thin film yoke made of a soft magnetic material is arranged at both ends of a thin film made of a metal-insulator nanogranular material, the magnetic field sensitivity of the metal-insulator nanogranular material can be improved.
薄膜ヨークの材料としては、具体的には、４０〜９０％Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ74Ｓｉ9Ａｌ17、Ｆｅ12Ｎｉ82Ｎｂ6、Ｃｏ88Ｎｂ6Ｚｒ6アモルファス合金、(Ｃｏ94Ｆｅ6)70Ｓｉ15Ｂ15アモルファス合金、Ｆｅ75.6Ｓｉ13.2Ｂ8.5Ｎｂ1.9Ｃｕ0.8、Ｆｅ83Ｈｆ6Ｃ11、Ｆｅ85Ｚｒ10Ｂ5合金、Ｆｅ93Ｓｉ3Ｎ4合金、Ｆｅ71Ｂ11Ｎ18合金、Ｆｅ71.3Ｎｄ9.6Ｏ19.1ナノグラニュラー合金、Ｃｏ70Ａｌ10Ｏ20ナノグラニュラー合金、Ｃｏ65Ｆｅ5Ａｌ10Ｏ20合金などがある。 Specifically, the material of the thin film yoke is 40 to 90% Ni—Fe alloy, Fe 74 Si 9 Al 17 , Fe 12 Ni 82 Nb 6 , Co 88 Nb 6 Zr 6 amorphous alloy, (Co 94 Fe 6 ). 70 Si 15 B 15 amorphous alloy, Fe 75.6 Si 13.2 B 8.5 Nb 1.9 Cu 0.8 , Fe 83 Hf 6 C 11 , Fe 85 Zr 10 B 5 alloy, Fe 93 Si 3 N 4 alloy, Fe 71 B 11 N 18 alloy, Fe 71.3 Nd 9.6 O 19.1 nano granular alloy, Co 70 Al 10 O 20 nano granular alloy, Co 65 Fe 5 Al 10 O 20 alloy and the like.
［１．２． 磁気抵抗効果素子の数］
磁気センサに備えられる磁気抵抗効果素子の数は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な数を選択することができる。
すなわち、本発明は、
（ａ）１個の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサ、
（ｂ）２個の磁気抵抗効果素子を用いたハーフブリッジ回路を備えた磁気センサ、
（ｃ）４個の磁気抵抗効果素子を用いたフルブリッジ回路を備えた磁気センサ、
のいずれに対しても適用することができる。
[1.2. Number of magnetoresistive effect elements]
The number of magnetoresistive elements provided in the magnetic sensor is not particularly limited, and an optimal number can be selected according to the purpose.
That is, the present invention
(A) a magnetic sensor comprising one magnetoresistive element;
(B) a magnetic sensor provided with a half-bridge circuit using two magnetoresistive elements;
(C) a magnetic sensor having a full bridge circuit using four magnetoresistive elements,
It can be applied to any of these.
［２． 磁気センサのバイアス磁場の決定方法（１）］
本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサのバイアス磁場の決定方法は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記決定方法は、感磁部が常磁性体として振る舞う磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに印加するバイアス磁場Ｂbiasを決定するために用いられる。
（２）前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが後述する（１）式を満たすように、前記バイアス磁場Ｂbiasが決定される。
[2. Method for determining bias magnetic field of magnetic sensor (1)]
The gist of the method for determining the bias magnetic field of the magnetic sensor according to the first embodiment of the present invention is as follows.
(1) The determination method is used to determine a bias magnetic field B bias to be applied to a magnetic sensor having a magnetoresistive effect element in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) The bias magnetic field B bias is determined so that the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor satisfies the following expression (1).
［２．１． 磁気センサ］
本発明が適用される磁気センサの詳細については、上述した通りであるので、説明を省略する。
[2.1. Magnetic sensor]
Since the details of the magnetic sensor to which the present invention is applied are as described above, the description thereof is omitted.
［２．２． バイアス磁場の決定方法］
本発明において、バイアス磁場Ｂbiasは、磁気センサに作用するバイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが次の（１）式を満たすように決定される。
Ｂ* a-b／Ｂ* max≦Ｂm／Ｂk≦Ｂ* b-c／Ｂ* max ・・・（１）
但し、
Ｂkは、実測された前記磁気センサの温度ｂにおける飽和磁場、
Ｂ* a-bは、ランジュバン関数から求めた、温度ａにおけるセンサの出力電圧Ｖ*（＝(Ｍ／Ｎμ0)2）の磁場Ｂに対する変化率（∂Ｖ*／∂Ｂ）と、前記温度ｂにおける前記変化率とが一致する下限磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]L）、
Ｂ* ｂ-ｃは、ランジュバン関数から求めた、前記温度ｂにおける前記変化率と、温度ｃにおける前記変化率とが一致する上限磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]U）、
Ｂ* maxは、ランジュバン関数から求めた、前記温度ｂにおける飽和磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]max）、
前記温度ａは、前記磁気センサの下限使用温度、
前記温度ｂは、前記磁気センサの標準使用温度、
前記温度ｃは、前記磁気センサの上限使用温度、
Ｍは、磁化ベクトル、
Ｎは、単位体積あたりの磁性原子の原子数、
μ0は、磁性原子の磁気モーメント、
ｋは、ボルツマン定数。
[2.2. Bias magnetic field determination method]
In the present invention, the bias magnetic field B bias is determined so that the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor satisfies the following expression (1).
B * ab / B * max ≦ B m / B k ≦ B * bc / B * max ··· (1)
However,
B k is the measured saturation magnetic field at the temperature b of the magnetic sensor,
B * ab is the rate of change (∂V * / ∂B) of the sensor output voltage V * (= (M / Nμ 0 ) 2 ) with respect to the magnetic field B, obtained from the Langevin function, and the temperature b. Lower limit magnetic field (= [(μ 0 / k) × B] L ) that matches the rate of change,
B * b-c was determined from the Langevin function, the said rate of change in the temperature b, the upper magnetic field and the rate of change in the temperature c matches (= [(μ 0 / k ) × B] U),
B * max is a saturation magnetic field (= [(μ 0 / k) × B] max ) obtained from the Langevin function at the temperature b,
The temperature a is a lower limit operating temperature of the magnetic sensor,
The temperature b is the standard operating temperature of the magnetic sensor,
The temperature c is the upper limit operating temperature of the magnetic sensor,
M is a magnetization vector,
N is the number of magnetic atoms per unit volume,
μ 0 is the magnetic moment of the magnetic atom,
k is the Boltzmann constant.
「感磁方向」とは、磁気センサに回転磁界を作用させた場合において、最大の抵抗変化が生ずる方向をいう。
「バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂm」とは、バイアス磁場Ｂbiasのベクトルを感磁方向に投影したベクトルの大きさをいう。
“Magnetic direction” refers to the direction in which the maximum resistance change occurs when a rotating magnetic field is applied to the magnetic sensor.
The "bias magnetic sensitivity direction component B m of the magnetic field B bias" refers to the magnitude of a vector obtained by projecting the vector of the bias magnetic field B bias in the magnetic sensitive direction.
［１．２．１． Ｂ* a-b、Ｂ* b-c、及びＢ* maxの導出］
常磁性体の磁気特性は、量子力学により次の（２）式によりモデル化できる（ランジュバン関数、又は、ランジュバンの常磁性方程式）。ＴＭＲ型磁気センサのような感磁部が常磁性体からなる磁気センサにおいて、外部磁場Ｂに対して、感磁部の磁性原子の磁気モーメントは、ある確率で磁場方向に向きを揃える。
なお、（２）式は、単一の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサだけでなく、２個以上の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに対しても成り立つ。
[1.2.1. B * ab , B * bc , and B * max derivation]
The magnetic properties of the paramagnetic material can be modeled by the following equation (2) by quantum mechanics (Languban function or Langevin paramagnetic equation). In a magnetic sensor having a magnetically sensitive portion such as a TMR type magnetic sensor made of a paramagnetic material, the magnetic moment of the magnetic atoms in the magnetically sensitive portion is aligned with the magnetic field direction with a certain probability with respect to the external magnetic field B.
The expression (2) is valid not only for a magnetic sensor including a single magnetoresistive element but also for a magnetic sensor including two or more magnetoresistive elements.
Ｍは、磁化ベクトル、
Ｎは、単位体積あたりの磁性原子の原子数、
μ0は、磁性原子の磁気モーメント、
ｋは、ボルツマン定数。
M is a magnetization vector,
N is the number of magnetic atoms per unit volume,
μ 0 is the magnetic moment of the magnetic atom,
k is the Boltzmann constant.
磁気センサの磁気抵抗効果（ＭＲ比）は、磁性原子の磁化の２乗の関数（比例する）と言われている。すなわち、センサの出力電圧（Ｖ）は、次の（３）式で表される。
Ｖ∝Ｖ(Ｍ2) ・・・（３）
The magnetoresistive effect (MR ratio) of a magnetic sensor is said to be a function (proportional) of the square of the magnetization of a magnetic atom. That is, the output voltage (V) of the sensor is expressed by the following equation (3).
V ∝ V (M 2 ) (3)
図１に、感磁部が常磁性体からなる磁気センサの磁場Ｂ*（＝(μ0／ｋ)×Ｂ）と、センサの出力電圧Ｖ*（＝(Ｍ／Ｎμ0)2）との関係を示す。
なお、図１中、縦軸は、センサの出力電圧の実測値（Ｖ）ではなく、（２）式（ランジュバン関数）から求められる磁化の２乗、すなわち、磁化の最大値で規格化された出力電圧の理論値（Ｖ*＝(Ｍ／Ｎμ0)2）を表す。横軸は、磁気センサに実際に印加される磁場（Ｂ）ではなく、単位温度（Ｔ＝１）内にあり磁場Ｂの環境に置かれた熱平衡状態にある磁気モーメントμ0である磁性原子が持つ熱エネルギー（ｋ）に対する磁気エネルギーの比率であり、磁性原子が置かれた磁場の相対値（Ｂ*＝(μ0／ｋ)×Ｂ）を表す。
図１には、温度Ｔが−４０℃、２５℃、及び８５℃である時のセンサの出力電圧Ｖ*がそれぞれ例示されている。図１より、外部磁場Ｂ*が同一であっても、温度Ｔによりセンサの出力電圧Ｖ*が変化することがわかる。
FIG. 1 shows the relationship between the magnetic field B * (= (μ 0 / k) × B) of the magnetic sensor whose magnetic sensing part is made of a paramagnetic material and the output voltage V * (= (M / Nμ 0 ) 2 ) of the sensor. Show the relationship.
In FIG. 1, the vertical axis is standardized not by the actual measured value (V) of the output voltage of the sensor but by the square of the magnetization obtained from the equation (2) (Langevin function), that is, the maximum value of the magnetization. This represents the theoretical value of output voltage (V * = (M / Nμ 0 ) 2 ). The horizontal axis shows not the magnetic field (B) actually applied to the magnetic sensor, but the magnetic atom having the magnetic moment μ 0 in the thermal equilibrium state within the unit temperature (T = 1) and placed in the environment of the magnetic field B. It is the ratio of the magnetic energy to the thermal energy (k) possessed, and represents the relative value (B * = (μ 0 / k) × B) of the magnetic field in which the magnetic atoms are placed.
FIG. 1 illustrates the output voltage V * of the sensor when the temperature T is −40 ° C., 25 ° C., and 85 ° C., respectively. 1 that the output voltage V * of the sensor varies with the temperature T even when the external magnetic field B * is the same.
図２に、感磁部が常磁性体からなる磁気センサの磁場Ｂ*と、センサの出力電圧Ｖ*の磁場Ｂ*に対する変化率（∂Ｖ*／∂Ｂ）との関係を示す。
図２には、温度Ｔが−４０℃、２５℃、及び８５℃である時の変化率∂Ｖ*／∂Ｂがそれぞれ例示されている。図２より、
（ａ）外部磁場Ｂ*が同一であっても、温度により変化率（すなわち、センサの出力電圧Ｖ*の傾き）が変化すること、及び、
（ｂ）各曲線が、それぞれ、ある磁場Ｂ*において交差すること
がわかる。
FIG. 2 shows the relationship between the magnetic field B * of a magnetic sensor whose magnetic sensing part is made of a paramagnetic material and the rate of change (∂V * / ∂B) of the output voltage V * of the sensor with respect to the magnetic field B * .
FIG. 2 illustrates the change rates ∂V * / ∂B when the temperature T is −40 ° C., 25 ° C., and 85 ° C., respectively. From FIG.
(A) Even if the external magnetic field B * is the same, the rate of change (that is, the slope of the output voltage V * of the sensor) changes with temperature, and
(B) It can be seen that the curves intersect at a certain magnetic field B * .
一般に、磁気センサは、定常的に使用される温度、使用が許容される下限温度、及び、使用が許容される上限温度を想定して設計される。
本発明においては、
（ａ）使用が許容される下限温度を「下限使用温度（温度ａ）」、
（ｂ）定常的な使用が想定されている温度を「標準使用温度（温度ｂ）」、
（ｃ）使用が許容される上限温度を「上限使用温度（温度ｃ）」、
と定義する。
In general, a magnetic sensor is designed assuming a constantly used temperature, a lower limit temperature that is allowed to be used, and an upper limit temperature that is allowed to be used.
In the present invention,
(A) The lower limit temperature that is allowed to be used is the “lower limit operating temperature (temperature a)”,
(B) The temperature at which steady use is assumed is “standard use temperature (temperature b)”,
(C) The upper limit temperature allowed to be used is defined as “upper limit use temperature (temperature c)”,
It is defined as
図２に示す例において、ａ＝−４０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝８５℃である。従って、Ｂ* a-b（ａ＝−４０℃、ｂ＝２５℃）は、２５８と求められる。同様に、Ｂ* ｂ-ｃ（ｂ＝２５℃、ｃ＝８５℃）は、３１８と求められる。 In the example shown in FIG. 2, a = −40 ° C., b = 25 ° C., and c = 85 ° C. Therefore, B * ab (a = −40 ° C., b = 25 ° C.) is obtained as 258. Similarly, B * bc (b = 25 ° C., c = 85 ° C.) is obtained as 318.
図３に、感磁部が常磁性体からなる磁気センサの飽和磁場Ｂ* maxの導出方法を示す。
本発明において、「飽和磁場Ｂ* max」は、温度ｂで最大の感度となる磁場Ｂ*での接線と、センサの出力電圧Ｖ*＝１とが交わる磁場Ｂ*と定義される。
図３に示す例において、ａ＝−４０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝８５℃、温度ｂで最大となる磁場Ｂ*＝１７９である。従って、Ｂ* max（ｂ＝２５℃）は、４５５と求められる。
FIG. 3 shows a method for deriving the saturation magnetic field B * max of a magnetic sensor whose magnetic sensing part is made of a paramagnetic material.
In the present invention, "saturated magnetic field B * max" is defined as the tangent at the magnetic field B * having the maximum sensitivity at temperature b, the output voltage V * = 1 of the sensor with the magnetic field B * intersecting.
In the example shown in FIG. 3, a = −40 ° C., b = 25 ° C., c = 85 ° C., and magnetic field B * = 179 which is maximum at temperature b. Therefore, B * max (b = 25 ° C.) is obtained as 455.
温度ａ、ｂ、ｃが上記以外の組み合わせである場合も同様であり、ランジュバン関数からＢ* a-b、Ｂ* b-c、及びＢ* maxを導出することができる。 The same applies when the temperatures a, b, and c are combinations other than those described above, and B * ab , B * bc , and B * max can be derived from the Langevin function.
［１．２．２． Ｂbiasの導出］
次に、磁気センサの温度ｂにおける飽和磁場Ｂkを実測する。実測されたＢk、並びに、計算により求められたＢ* a-b、Ｂ* b-c、及びＢ* maxを（１）式に代入すると、感磁方向成分Ｂmを決定することができる。
[1.2.2. B bias derivation]
Next, the saturation magnetic field B k at the temperature b of the magnetic sensor is measured. By substituting the actually measured B k and the B * ab , B * bc , and B * max obtained by calculation into the equation (1), the magnetosensitive direction component B m can be determined.
ａ＝−４０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝８５℃の場合、Ｂ* a-b＝２５８、Ｂ* ｂ-ｃ＝３１８、Ｂ* max＝４５５である。
従って、例えば、Ｂk＝５０[Ｏｅ]である場合、感磁方向成分Ｂmの下限値ＢmL、及び上限値ＢmUは、それぞれ、以下のように求められる。
ＢmL＝（２５８／４５５）×５０＝０．５６７×５０＝２８．３５[Ｏｅ]
ＢmU＝（３１８／４５５）×５０＝０．６９９×５０＝３４．９５[Ｏｅ]
実際の磁気センサにおいては、バイアス磁場の感磁方向成分Ｂmが下限値ＢmLと上限値ＢmUの間となるように、最適なバイアス磁場Ｂbiasが選択される。
When a = −40 ° C., b = 25 ° C., and c = 85 ° C., B * ab = 258, B * bc = 318, and B * max = 455.
Therefore, for example, when B k = 50 [Oe], the lower limit value B mL and the upper limit value B mU of the magnetosensitive direction component B m are obtained as follows.
B mL = (258/455) x 50 = 0.567 x 50 = 28.35 [Oe]
B mU = (318/455) × 50 = 0.699 × 50 = 34.95 [Oe]
In an actual magnetic sensor, the optimum bias magnetic field B bias is selected so that the magnetic sensitive component B m of the bias magnetic field is between the lower limit value B mL and the upper limit value B mU .
［３． 磁気センサの使用方法］
本発明に係る磁気センサの使用方法は、以下の構成を備えている。
（１）感磁部が常磁性体として振る舞う１個又は２個以上の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサを用いて、外部磁場Ｂextを測定する。
（２）前記外部磁場Ｂextを測定する際に、前記磁気センサに対してバイアス磁場Ｂbiasが印加され、
前記バイアス磁場Ｂbiasは、前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが上述した（１）式を満たすように決定される。
[3. How to use magnetic sensor]
The method of using the magnetic sensor according to the present invention has the following configuration.
(1) The external magnetic field B ext is measured using a magnetic sensor including one or more magnetoresistive elements in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) When measuring the external magnetic field B ext , a bias magnetic field B bias is applied to the magnetic sensor;
The bias magnetic field B bias is determined so that the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor satisfies the above-described equation (1).
［３．１． 磁気センサ］
磁気センサの詳細については、上述した通りであるので、説明を省略する。
[3.1. Magnetic sensor]
Since the details of the magnetic sensor are as described above, the description thereof is omitted.
［３．２． バイアス磁場Ｂbiasの大きさ及び方向］
実際の外部磁場Ｂextを測定する際には、磁気センサに対してバイアス磁場Ｂbiasが印加される。バイアス磁場Ｂbiasは、磁気センサに作用するバイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが（１）式を満たすように印加される。（１）式の詳細については、上述した通りであるので、説明を省略する。
[3.2. The magnitude and direction of the bias magnetic field B bias ]
When measuring the actual external magnetic field B ext , a bias magnetic field B bias is applied to the magnetic sensor. The bias magnetic field B bias is applied so that the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor satisfies the expression (1). Since the details of the expression (1) are as described above, the description thereof is omitted.
バイアス磁場Ｂbiasは、通常、磁気センサの感磁方向に対して平行に印加されるが、外部磁場Ｂextを検出可能な限りにおいて、バイアス磁場Ｂbiasの方向と磁気センサの感磁方向とが異なっていても良い。
例えば、バイアス磁場Ｂbiasの印加方向が磁気センサの感磁方向に対して平行である場合、Ｂbias＝Ｂmとなる。一方、バイアス磁場Ｂbiasの印加方向と磁気センサの感磁方向とのなす角が４５°である場合、Ｂm＝Ｂbias／√２となる。
The bias magnetic field B bias is normally applied in parallel to the magnetic sensing direction of the magnetic sensor. However, as long as the external magnetic field B ext can be detected, the direction of the bias magnetic field B bias and the magnetic sensing direction of the magnetic sensor are different. It may be different.
For example, when the application direction of the bias magnetic field B bias is parallel to the magnetic sensing direction of the magnetic sensor, B bias = B m . On the other hand, when the angle formed by the direction in which the bias magnetic field B bias is applied and the direction of magnetic sensing of the magnetic sensor is 45 °, B m = B bias / √2.
外部磁場Ｂextは、通常、磁気センサ（又は、磁気センサを構成する磁気抵抗効果素子）の感磁方向に対して平行に印加されるが、外部磁場Ｂextを検出可能な限りにおいて、外部磁場Ｂextの方向と磁気センサの感磁方向とが異なっていても良い。
さらに、バイアス磁場Ｂbiasは、通常、外部磁場Ｂextの方向に対して平行に印加されるが、外部磁場Ｂextを検出可能な限りにおいて、バイアス磁場Ｂbiasの方向と外部磁場Ｂextの方向とが異なっていても良い。
The external magnetic field B ext is normally applied in parallel to the magnetic sensing direction of the magnetic sensor (or the magnetoresistive effect element constituting the magnetic sensor). However, as long as the external magnetic field B ext can be detected, the external magnetic field B ext The direction of B ext may be different from the magnetic sensing direction of the magnetic sensor.
Further, the bias magnetic field B bias is usually applied parallel to the direction of the external magnetic field B ext, insofar capable of detecting an external magnetic field B ext, the direction of the direction and the external magnetic field B ext bias magnetic field B bias And may be different.
［３．３． バイアス磁場Ｂbiasの印加方法］
磁気センサに対してバイアス磁場Ｂbiasを印加する方法としては、
（１）マグネットなどの磁性体が作る磁場を用いる方法、
（２）コイルなどの電流が作る磁場を用いる方法、
（３）時間的に変化する電場を用いる方法、
などがある。
また、バイアス磁場Ｂbiasとして使用できる磁場の種類には、
（１）時間的に変化しない固定された磁場、
（２）時間的に変化する交番磁場、
がある。
マグネットにより固定磁場を作る場合には、バイアス磁場Ｂbiasが温度により変動することがある。このため、「オフセット電圧」や「出力電圧」が変動する。一方、コイルで磁場を作る場合には、コイルに印加する電流によりバイアス磁場Ｂbiasを補正できる。更に、交番磁場を用いることで、後段の回路処理により「オフセット電圧」の温度変化や、センサの個体間の「オフセット電圧」のバラツキを補正できる。なお、時間的に変化する任意の電流を印加することで、バイアス磁場Ｂbiasを印加するコイルのことを「変調用コイル」という。また、上記の「変調用コイル」に対して、任意の電流を印加することで検知した磁場を帰還するコイルのことを「帰還用コイル」という。
また、コイルを用いる場合には、交番磁場に直流の電流を印加することで印加磁場を帰還することも可能である。
[3.3. Application method of bias magnetic field B bias ]
As a method of applying the bias magnetic field B bias to the magnetic sensor,
(1) A method using a magnetic field created by a magnetic material such as a magnet,
(2) A method using a magnetic field generated by a current such as a coil,
(3) A method using an electric field that changes over time,
and so on.
The types of magnetic fields that can be used as the bias magnetic field B bias include
(1) A fixed magnetic field that does not change over time,
(2) An alternating magnetic field that changes over time,
There is.
When a fixed magnetic field is generated by a magnet, the bias magnetic field B bias may vary depending on the temperature. For this reason, “offset voltage” and “output voltage” fluctuate. On the other hand, when the magnetic field is generated by the coil, the bias magnetic field B bias can be corrected by the current applied to the coil. Furthermore, by using an alternating magnetic field, it is possible to correct the temperature change of the “offset voltage” and the variation in the “offset voltage” between individual sensors by circuit processing in the subsequent stage. A coil to which the bias magnetic field B bias is applied by applying an arbitrary current that changes with time is referred to as a “modulation coil”. A coil that feeds back a magnetic field detected by applying an arbitrary current to the “modulation coil” is referred to as a “feedback coil”.
In the case of using a coil, the applied magnetic field can be fed back by applying a direct current to the alternating magnetic field.
これらの中でも、変調用コイルを用いる方法は、
（ａ）バイアス磁場Ｂbiasの大きさが温度により変動することがない、
（ｂ）変調用コイルを用いて帰還を行うこともできる（即ち、変調用コイルを帰還用コイルとしても使用する）、
などの利点がある。
Among these, the method using a modulation coil is:
(A) The magnitude of the bias magnetic field B bias does not vary with temperature.
(B) Feedback can also be performed using a modulation coil (that is, the modulation coil is also used as a feedback coil),
There are advantages such as.
［３．４． バイアス磁場Ｂbiasの具体例］
例えば、ａ＝−４０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝８５℃である場合、感磁方向成分Ｂmが次の（１．１）式を満たすように、バイアス磁場Ｂbiasを印加するのが好ましい。
０．５６７≦Ｂm／Ｂk≦０．６９９ ・・・（１．１）
[3.4. Specific example of bias magnetic field B bias ]
For example, when a = −40 ° C., b = 25 ° C., and c = 85 ° C., the bias magnetic field B bias is applied so that the magnetosensitive direction component B m satisfies the following expression (1.1). preferable.
0.567 ≦ B m / B k ≦ 0.699 (1.1)
ａ＝０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝６０℃である場合、感磁方向成分Ｂmが次の（１．２）式を満たすように、バイアス磁場Ｂbiasを印加するのが好ましい。
０．６００≦Ｂm／Ｂk≦０．６７９ ・・・（１．２）
When a = 0 ° C., b = 25 ° C., and c = 60 ° C., it is preferable to apply the bias magnetic field B bias so that the magnetosensitive direction component B m satisfies the following equation (1.2).
0.600 ≦ B m / B k ≦ 0.679 (1.2)
ａ＝２０℃、ｂ＝６０℃、ｃ＝１００℃である場合、感磁方向成分Ｂmが次の（１．３）式を満たすように、バイアス磁場Ｂbiasを印加するのが好ましい。
０．６０１≦Ｂm／Ｂk≦０．６７９ ・・・（１．３）
When a = 20 ° C., b = 60 ° C., and c = 100 ° C., it is preferable to apply the bias magnetic field B bias so that the magnetosensitive direction component B m satisfies the following equation (1.3).
0.601 ≦ B m / B k ≦ 0.679 (1.3)
［３．５． 用途］
本発明は、磁気を検出するあらゆる用途に使用することができる。用途としては、例えば、紙幣判別装置、電流センサ、方位センサ、位置センサ、回転角度センサ、回転速度センサ、近接センサ、加速度センサなどがある。
バイアス磁場Ｂbias及びその感磁方向成分Ｂmは、用途、要求される精度、使用温度などに応じて、最適な値を選択する。
[3.5. Application]
The present invention can be used in any application that detects magnetism. Applications include, for example, a banknote discriminating device, a current sensor, a direction sensor, a position sensor, a rotation angle sensor, a rotation speed sensor, a proximity sensor, and an acceleration sensor.
As the bias magnetic field B bias and its magnetic sensing direction component B m , optimum values are selected according to the application, required accuracy, operating temperature, and the like.
例えば、紙幣判別装置の場合、通常、ａ＝−１５℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝６０℃である。
従って、０．５６９≦Ｂm／Ｂk≦０．６７８が好ましい。
さらに好ましくは、０．６１７≦Ｂm／Ｂk≦０．６５８、
さらに好ましくは、０．６２７≦Ｂm／Ｂk≦０．６４７である。
For example, in the case of a banknote discriminating device, normally, a = −15 ° C., b = 25 ° C., and c = 60 ° C.
Therefore, 0.569 ≦ B m / B k ≦ 0.678 is preferable.
More preferably, 0.617 ≦ B m / B k ≦ 0.658,
More preferably 0.627 ≦ B m / B k ≦ 0.647.
電流センサの場合、通常、ａ＝−４０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝１０５℃である。
従って、０．５６７≦Ｂm／Ｂk≦０．７２２が好ましい。
さらに好ましくは、０．６０６≦Ｂm／Ｂk≦０．６８３、
さらに好ましくは、０．６２５≦Ｂm／Ｂk≦０．６６４である。
In the case of a current sensor, normally, a = −40 ° C., b = 25 ° C., and c = 105 ° C.
Therefore, 0.567 ≦ B m / B k ≦ 0.722 is preferable.
More preferably, 0.606 ≦ B m / B k ≦ 0.683,
More preferably 0.625 ≦ B m / B k ≦ 0.664.
方位センサの場合、通常、ａ＝−２０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝６０℃である。
従って、０．５８９≦Ｂm／Ｂk≦０．６７８が好ましい。
さらに好ましくは、０．６１１≦Ｂm／Ｂk≦０．６５６、
さらに好ましくは、０．６２２≦Ｂm／Ｂk≦０．６４５である。
In the case of the azimuth sensor, normally, a = −20 ° C., b = 25 ° C., and c = 60 ° C.
Therefore, 0.589 ≦ B m / B k ≦ 0.678 is preferable.
More preferably, 0.611 ≦ B m / B k ≦ 0.656,
More preferably, 0.622 ≦ Bm / Bk ≦ 0.645.
［４． 磁気センサのバイアス磁場の決定方法（２）］
本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサのバイアス磁場の決定方法は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記決定方法は、感磁部が常磁性体として振る舞う磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに印加するバイアス磁場Ｂbiasを決定するために用いられる。
（２）温度ａ（前記磁気センサの下限使用温度）、温度ｂ（前記磁気センサの標準使用温度）、及び、温度ｃ（前記磁気センサの上限使用温度）におけるセンサの出力電圧Ｖの磁場Ｂに対する変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）を求める。
（３）印加磁場Ｂと相対感度変化率ΔＶとの関係を２次関数でフィッティングする。
ここで、「相対感度変化率ΔＶ」とは、次の（１０）式で表される値をいう。
ΔＶ＝（[∂Ｖ／∂Ｂ]c−[∂Ｖ／∂Ｂ]a）／[∂Ｖ／∂Ｂ]b ・・・（１０）
但し、
[∂Ｖ／∂Ｂ]aは、前記温度ａにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）、
[∂Ｖ／∂Ｂ]bは、前記温度ｂにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）、
[∂Ｖ／∂Ｂ]cは、前記温度ｃにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）。
（４）ΔＶが±０．１０以内となる前記印加磁場Ｂの範囲を求め、前記磁気センサに印加される前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが前記印加磁場Ｂの範囲内となるように、前記バイアス磁場Ｂbiasを決定する。
[4. Method for determining bias magnetic field of magnetic sensor (2)]
The gist of the method for determining the bias magnetic field of the magnetic sensor according to the second embodiment of the present invention is as follows.
(1) The determination method is used to determine a bias magnetic field B bias to be applied to a magnetic sensor having a magnetoresistive effect element in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) The temperature a (the lower limit operating temperature of the magnetic sensor), the temperature b (the standard operating temperature of the magnetic sensor), and the temperature c (the upper limit operating temperature of the magnetic sensor) of the sensor output voltage V with respect to the magnetic field B The rate of change (∂V / ∂B) is obtained.
(3) The relationship between the applied magnetic field B and the relative sensitivity change rate ΔV is fitted with a quadratic function.
Here, “relative sensitivity change rate ΔV” means a value represented by the following equation (10).
ΔV = ([∂V / ∂B] c − [∂V / ∂B] a ) / [∂V / ∂B] b (10)
However,
[∂V / ∂B] a is the rate of change in temperature a (∂V / ∂B),
[∂V / ∂B] b is the rate of change at the temperature b (∂V / ∂B),
[∂V / ∂B] c is the rate of change at the temperature c (∂V / ∂B).
(4) The range of the applied magnetic field B in which ΔV is within ± 0.10 is obtained, and the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias applied to the magnetic sensor is within the range of the applied magnetic field B. Thus, the bias magnetic field B bias is determined.
温度に起因する出力電圧の変化を小さくするためには、ΔＶは、±０．１０以内が好ましい。ΔＶは、さらに好ましくは、±０．０８以内、さらに好ましくは、±０．０５以内である。 In order to reduce the change in output voltage due to temperature, ΔV is preferably within ± 0.10. ΔV is more preferably within ± 0.08, and even more preferably within ± 0.05.
第１の決定方法は、温度ｂにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）からの偏倚が最小となるようにバイアス磁場Ｂbiasを決定している。一方、第２の方法は、温度ｃにおける変化率と温度ａにおける変化率の差がゼロとなるバイアス磁場Ｂbiasを計算によって算出する。そのためには、磁場に対して、値がゼロとなる周辺のそれぞれの温度での変化率の差を２次関数でフィッティングする。この時、変化率がゼロとなる磁場を内挿し、かつ、２次関数の磁場に対する相関係数が最大となるようにバイアス磁場Ｂbiasの範囲を設定する。また、２次関数によるフィッティングでは、変化率の差を関数の定義域に、磁場を値域に設定することで、変化率がゼロとなるバイアス磁場Ｂbiasを決めることができる。第１及び第２何れの方法を用いても、温度に起因する出力電圧の変化を最小限に抑制することができる。また、第２の方法は、実際に作製された磁気センサを用いて実験により感磁方向成分Ｂmを求めるのが好ましい。なお、測定間隔は、例えば、飽和感度を示す最低磁場の１／５０以下とすれば良い。
その他の点については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
In the first determination method, the bias magnetic field B bias is determined so that the deviation from the rate of change (∂V / ∂B) in the temperature b is minimized. On the other hand, in the second method, a bias magnetic field B bias at which the difference between the change rate at the temperature c and the change rate at the temperature a is zero is calculated. For this purpose, the difference in the rate of change at each of the surrounding temperatures where the value is zero is fitted to the magnetic field by a quadratic function. At this time, the range of the bias magnetic field B bias is set such that the magnetic field at which the rate of change is zero is interpolated and the correlation coefficient with respect to the magnetic field of the quadratic function is maximized. In the fitting by a quadratic function, the bias magnetic field B bias at which the rate of change becomes zero can be determined by setting the difference in the rate of change in the function definition region and the magnetic field in the value range. Regardless of which of the first and second methods is used, the change in the output voltage due to the temperature can be minimized. The second method is actually a fabricated experimentally using a magnetic sensor preferably determined the magnetic sensitive direction component B m. The measurement interval may be, for example, 1/50 or less of the minimum magnetic field indicating saturation sensitivity.
Other points are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
［５． 磁気センサの使用方法（２）］
本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサの使用方法は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）感磁部が常磁性体として振る舞う１個又は２個以上の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサを用いて、外部磁場Ｂextを測定する。
（２）前記外部磁場Ｂextを測定する際に、前記磁気センサに対してバイアス磁場Ｂbiasが印加され、
前記バイアス磁場Ｂbiasは、前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが［４．］に記載した手順により決定される。
[5. How to use magnetic sensor (2)]
The gist of the method of using the magnetic sensor according to the second embodiment of the present invention is as follows.
(1) The external magnetic field B ext is measured using a magnetic sensor including one or more magnetoresistive elements in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) When measuring the external magnetic field B ext , a bias magnetic field B bias is applied to the magnetic sensor;
The bias magnetic field B bias is such that the magnetic sensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor is [4. It is determined by the procedure described in the above.
［５．１． 磁気センサ］
磁気センサの詳細については、上述した通りであるので、説明を省略する。
［５．２． バイアス磁場Ｂbiasの決定方法］
バイアス磁場Ｂbiasの決定方法については、［４．］に記載した通りであるので、説明を省略する。
[5.1. Magnetic sensor]
Since the details of the magnetic sensor are as described above, the description thereof is omitted.
[5.2. Determination Method of Bias Magnetic Field B bias ]
For the method of determining the bias magnetic field B bias , see [4. ], The description is omitted.
［５．２． 感磁方向成分Ｂmの具体例］
後述する実施例２で作製された磁気センサの場合、感磁方向成分Ｂmの実測値は、以下の通りである。
例えば、ａ＝−４０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝８５℃の場合、０．４２０≦Ｂm／Ｂk≦０．７００となる。
また、ａ＝０℃、ｂ＝２５℃、ｃ＝８５℃の場合、０．５６０≦Ｂm／Ｂk≦０．７００となる。
[5.2. Specific examples of the magnetic sensitive direction component B m]
If the magnetic sensor manufactured in Example 2 described below, the measured values of the magnetic sensitive direction component B m are as follows.
For example, when a = −40 ° C., b = 25 ° C., and c = 85 ° C., 0.420 ≦ B m / B k ≦ 0.700.
Further, when a = 0 ° C., b = 25 ° C., and c = 85 ° C., 0.560 ≦ B m / B k ≦ 0.700.
［６． 作用］
感磁部が常磁性体として振る舞う磁気センサにおいて、センサの出力電圧（Ｖ）及びセンサの出力電圧の傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）は、いずれも温度に依存し、出力電圧（Ｖ）及び傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）の温度変化が最小となる磁場の範囲がそれぞれ存在する。しかしながら、出力電圧（Ｖ）の温度変化が最小となる磁場の範囲は、通常、傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）の温度変化が最小となる磁場の範囲とは異なる。
[6. Action]
In a magnetic sensor in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic substance, the output voltage (V) of the sensor and the slope of the sensor output voltage (∂V / ∂B) both depend on the temperature, and the output voltage (V) and the slope There are magnetic field ranges in which the temperature change of (∂V / ∂B) is minimized. However, the magnetic field range in which the temperature change of the output voltage (V) is minimized is usually different from the magnetic field range in which the temperature change of the gradient (∂V / ∂B) is minimized.
従来、センサの出力電圧（Ｖ）の温度変化が最小となるように、バイアス磁場Ｂbiasを設定するのが一般的である。この場合、バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmの大きさは、通常、飽和磁場Ｂkの５０％以下である。
しかしながら、センサの出力電圧（Ｖ）の温度変化が最小となるように、バイアス磁場Ｂbiasを設定した場合には、オフセット電圧の温度による変動を最小限に抑制することができるが、センサの出力電圧の傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）は温度に応じて相対的に大きく変化する。その結果、このようなバイアス磁場Ｂbiasが印加された磁気センサに対して、相対的に大きな外部磁場Ｂextが作用した場合には、温度変化に起因する出力電圧（Ｖ）の誤差は大きくなる。
Conventionally, the bias magnetic field B bias is generally set so that the temperature change of the output voltage (V) of the sensor is minimized. In this case, the magnitude of the magneto-sensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias is usually less than 50% of the saturated magnetic field B k.
However, when the bias magnetic field B bias is set so that the temperature change of the sensor output voltage (V) is minimized, fluctuations in the offset voltage due to temperature can be suppressed to a minimum. The slope of voltage (∂V / ∂B) changes relatively greatly depending on the temperature. As a result, when a relatively large external magnetic field B ext is applied to the magnetic sensor to which such a bias magnetic field B bias is applied, an error in the output voltage (V) due to a temperature change increases. .
これに対し、センサの出力電圧の傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）の温度変化が最小となるように、バイアス磁場Ｂbiasを設定した場合には、オフセット電圧は温度に応じて若干変動するが、傾き（∂Ｖ／∂Ｂ）は温度によらずほぼ一定となる。その結果、このようなバイアス磁場Ｂbiasが印加された磁気センサに対して、相対的に大きな外部磁場Ｂextが作用した場合であっても、温度変化に起因する出力電圧（Ｖ）の誤差は小さくなる。 On the other hand, when the bias magnetic field B bias is set so that the temperature change of the output voltage gradient (∂V / ∂B) of the sensor is minimized, the offset voltage slightly varies depending on the temperature. The inclination (∂V / ∂B) is almost constant regardless of the temperature. As a result, even if a relatively large external magnetic field B ext is applied to the magnetic sensor to which such a bias magnetic field B bias is applied, the error of the output voltage (V) due to the temperature change is Get smaller.
（実施例１）
［１． 磁気センサの作製］
ＴＭＲ素子を備えた磁気センサを作製した。図４に、作製した磁気センサの回路図を示す。磁気センサは、４個のＴＭＲ素子Ｒ1〜Ｒ4からなるブリッジ回路を備えている。ＴＭＲ素子Ｒ1〜Ｒ4の飽和感度（飽和磁場）Ｂkは、それぞれ、５０[Ｏｅ]である
Example 1
[1. Fabrication of magnetic sensor]
A magnetic sensor provided with a TMR element was produced. FIG. 4 shows a circuit diagram of the manufactured magnetic sensor. The magnetic sensor includes a bridge circuit composed of four TMR elements R 1 to R 4 . The saturation sensitivity (saturation magnetic field) B k of each of the TMR elements R 1 to R 4 is 50 [Oe].
［２． 試験方法］
磁場をＴＭＲ素子Ｒ2／Ｒ4の感磁方向に対して平行に印加した。磁場は、−１００[Ｏｅ]から＋１００[Ｏｅ]に印加後、＋１００[Ｏｅ]から−１００[Ｏｅ]へ掃引した。Ｖcc＝５．０Ｖで磁場を印加した場合のＶ12−Ｖ34（作動出力）を計測した。測定時の温度は、−４０℃、０℃、２５℃、又は８５℃とした。
[2. Test method]
A magnetic field was applied in parallel to the magnetic sensing direction of the TMR element R 2 / R 4 . The magnetic field was swept from +100 [Oe] to −100 [Oe] after being applied from −100 [Oe] to +100 [Oe]. V 12 -V 34 (operation output) when a magnetic field was applied at V cc = 5.0 V was measured. The temperature at the time of measurement was −40 ° C., 0 ° C., 25 ° C., or 85 ° C.
［３． 結果］
図５に、磁気センサの各温度における差動出力を示す。図６に、磁気センサの各温度における差動出力の傾きを示す。図７に、図６に示す差動出力の傾きの拡大図を示す。図５〜７より、以下のことがわかる。
（１）差動出力は、低温ほど高くなる（図５）。
（２）低磁場領域では、温度が低くなるほど、差動出力の傾き（センサ感度に相当）が大きくなる。一方、中〜高磁場領域では、差動出力の傾きの温度変化が少ない（図６）。
（３）２０〜４０[Ｏｅ]付近に、温度を変えても差動出力の傾きが変化しない領域（図７中、破線の円で囲った領域）がある（図７）。これは、ランジュバン関数から求めた値、すなわち、（１．１）式とほぼ一致する。
[3. result]
FIG. 5 shows the differential output at each temperature of the magnetic sensor. FIG. 6 shows the gradient of the differential output at each temperature of the magnetic sensor. FIG. 7 is an enlarged view of the slope of the differential output shown in FIG. The following can be understood from FIGS.
(1) The differential output becomes higher at lower temperatures (FIG. 5).
(2) In the low magnetic field region, the gradient of the differential output (corresponding to the sensor sensitivity) increases as the temperature decreases. On the other hand, in the middle to high magnetic field region, the temperature change of the gradient of the differential output is small (FIG. 6).
(3) In the vicinity of 20 to 40 [Oe], there is a region where the gradient of the differential output does not change even if the temperature is changed (a region surrounded by a broken circle in FIG. 7) (FIG. 7). This substantially coincides with the value obtained from the Langevin function, that is, the equation (1.1).
（実施例２）
［１． 磁気センサの作製］
実施例１と同様にして、フルブリッジ回路を備えた磁気センサを作製した。
［２． 試験方法］
［２．１． 差動出力の計測］
実施例１と同様にして、差動出力を計測した。
［２．２． 差動出力のバラツキの計測］
合計４個のウェハー上にそれぞれ複数個の磁気センサを作製した。その中から、無作為に合計３５個の磁気センサをサンプリングし、差動出力を計測した。さらに、各磁気センサについて、８５℃における出力電圧の傾きと、−４０℃における出力電圧の傾きが一致する磁場を求めた。
(Example 2)
[1. Fabrication of magnetic sensor]
In the same manner as in Example 1, a magnetic sensor provided with a full bridge circuit was produced.
[2. Test method]
[2.1. Differential output measurement]
The differential output was measured in the same manner as in Example 1.
[2.2. Measurement of differential output variation]
A plurality of magnetic sensors were respectively produced on a total of four wafers. A total of 35 magnetic sensors were sampled at random, and the differential output was measured. Further, for each magnetic sensor, a magnetic field in which the slope of the output voltage at 85 ° C. coincides with the slope of the output voltage at −40 ° C. was obtained.
［３． 結果］
［３．１． 差動出力の計測］
図８に、磁気センサの差動出力の傾きの差（[∂Ｖ／∂Ｂ]c−[∂Ｖ／∂Ｂ]a）（ａ＝−４０℃、ｃ＝８５℃）を示す。図９に、差動出力の傾きの差（[∂Ｖ／∂Ｂ]c−[∂Ｖ／∂Ｂ]a）の拡大図を示す。図１０に、磁気センサの差動出力の傾き（[∂Ｖ／∂Ｂ]b）（ｂ＝２５℃）を示す。図１１に、印加磁場と相対感度変化率ΔＶとの関係を示す。図１２に、図１１に示す相対感度変化率ΔＶの拡大図を示す。図１２中、破線は、１５〜４０[Ｏｅ]の範囲のデータを２次関数でフィッティングした曲線を表す。図８〜図１１より、以下のことがわかる。
[3. result]
[3.1. Differential output measurement]
FIG. 8 shows the difference in the slope of the differential output of the magnetic sensor ([∂V / ∂B] c − [∂V / ∂B] a ) (a = −40 ° C., c = 85 ° C.). FIG. 9 shows an enlarged view of the difference in the slope of the differential output ([∂V / ∂B] c − [∂V / ∂B] a ). FIG. 10 shows the gradient ([∂V / ∂B] b ) (b = 25 ° C.) of the differential output of the magnetic sensor. FIG. 11 shows the relationship between the applied magnetic field and the relative sensitivity change rate ΔV. FIG. 12 shows an enlarged view of the relative sensitivity change rate ΔV shown in FIG. In FIG. 12, a broken line represents a curve obtained by fitting data in the range of 15 to 40 [Oe] with a quadratic function. The following can be seen from FIGS.
（１）実験で確認した磁気センサにおいて、印加磁場が約２３[Ｏｅ]のところで、８５℃における出力の傾きと−４０℃における傾きが同じとなる、すなわち、相対感度変化率ΔＶがゼロとなる（図１１）。
（２）本磁気センサにおいて、磁気センサの相対感度変化率が±５％に相当する範囲となる印加磁場は、約２３［Ｏｅ］に対して、−３〜４．５［Ｏｅ］の範囲（即ち、２０〜２７．５［Ｏｅ］）にある。この結果は、１［Ｏｅ］あたりの印加磁場により低磁場側で１．６７％、高磁場側で１．１１％の感度誤差を生じることがわかる。
(1) In the magnetic sensor confirmed in the experiment, when the applied magnetic field is about 23 [Oe], the slope of the output at 85 ° C. and the slope at −40 ° C. are the same, that is, the relative sensitivity change rate ΔV becomes zero. (FIG. 11).
(2) In this magnetic sensor, the applied magnetic field in which the rate of change in relative sensitivity of the magnetic sensor corresponds to ± 5% is in the range of −3 to 4.5 [Oe] with respect to about 23 [Oe] ( That is, 20 to 27.5 [Oe]). This result shows that the sensitivity error of 1.67% on the low magnetic field side and 1.11% on the high magnetic field side is caused by the applied magnetic field per 1 [Oe].
［３．２． 差動出力のバラツキ］
図１３に、４個のウェハーからサンプリングした磁気センサの相対感度変化率ΔＶがゼロになるときの磁場の分布を示す。図１３より、以下のことがわかる。
（１）バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmは、統計上の分布平均値としては２９[Ｏｅ]が最適である。この値は、飽和感度（＝５０[Ｏｅ]）の約５８％に相当し、計算により求めた結果と良く一致した。
（２）最適値（２９[Ｏｅ]）に対し、２０〜３５[Ｏｅ]のバラツキは、先の（１）より、−１０％〜１０％の感度変化の誤差に相当する。
（３）仮に、個別の磁気センサにおいて、本願の請求項７の手法でバイアス磁場Ｂbiasを決めることができる場合には、感度変化の誤差は更に小さくなる。
[3.2. Differential output variation]
FIG. 13 shows the distribution of the magnetic field when the relative sensitivity change rate ΔV of the magnetic sensors sampled from four wafers becomes zero. FIG. 13 shows the following.
(1) magneto-sensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias, as the statistical distribution average 29 [Oe] is optimal. This value corresponds to about 58% of the saturation sensitivity (= 50 [Oe]) and agreed well with the result obtained by calculation.
(2) The variation of 20 to 35 [Oe] with respect to the optimum value (29 [Oe]) corresponds to an error in sensitivity change of −10% to 10% from the previous (1).
(3) If an individual magnetic sensor can determine the bias magnetic field B bias by the method of claim 7 of the present application, the sensitivity change error is further reduced.
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明に係る磁気センサの使用方法は、自動車の車軸、ロータリーエンコーダ、産業用歯車等の回転情報の検出、油圧式シリンダ／空気式シリンダのストロークポジション、工作機械のスライド等の位置・速度情報の検出、工業用溶接ロボットのアーク電流等の電流情報の検出、地磁気方位コンパスなどに用いられる磁気センサのバイアス磁場の決定方法として用いることができる。 The magnetic sensor according to the present invention can be used to detect rotation information of automobile axles, rotary encoders, industrial gears, etc., stroke positions of hydraulic cylinders / pneumatic cylinders, position / speed information of machine tool slides, etc. It can be used as a method for determining a bias magnetic field of a magnetic sensor used for detection, detection of current information such as an arc current of an industrial welding robot, or a geomagnetic compass.
Claims (8)
（１）感磁部が常磁性体として振る舞う１個又は２個以上の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサを用いて、外部磁場Ｂextを測定する。
（２）前記外部磁場Ｂextを測定する際に、前記磁気センサに対してバイアス磁場Ｂbiasが印加され、
前記バイアス磁場Ｂbiasは、前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが以下の（１）式を満たすように決定される。
Ｂ* a-b／Ｂ* max≦Ｂm／Ｂk≦Ｂ* b-c／Ｂ* max ・・・（１）
但し、
Ｂkは、実測された前記磁気センサの温度ｂにおける飽和磁場、
Ｂ* a-bは、ランジュバン関数から求めた、温度ａにおけるセンサの出力電圧Ｖ*（＝(Ｍ／Ｎμ0)2）の磁場Ｂに対する変化率（∂Ｖ*／∂Ｂ）と、前記温度ｂにおける前記変化率とが一致する下限磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]L）、
Ｂ* ｂ-ｃは、ランジュバン関数から求めた、前記温度ｂにおける前記変化率と、温度ｃにおける前記変化率とが一致する上限磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]U）、
Ｂ* maxは、ランジュバン関数から求めた、前記温度ｂにおける飽和磁場（＝[(μ0／ｋ)×Ｂ]max）、
前記温度ａは、前記磁気センサの下限使用温度、
前記温度ｂは、前記磁気センサの標準使用温度、
前記温度ｃは、前記磁気センサの上限使用温度、
Ｍは、磁化ベクトル、
Ｎは、単位体積あたりの磁性原子の原子数、
μ0は、磁性原子の磁気モーメント、
ｋは、ボルツマン定数。 A method of using a magnetic sensor having the following configuration.
(1) The external magnetic field B ext is measured using a magnetic sensor including one or more magnetoresistive elements in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) When measuring the external magnetic field B ext , a bias magnetic field B bias is applied to the magnetic sensor;
The bias magnetic field B bias is determined so that the magnetic sensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor satisfies the following expression (1).
B * ab / B * max ≦ B m / B k ≦ B * bc / B * max ··· (1)
However,
B k is the measured saturation magnetic field at the temperature b of the magnetic sensor,
B * ab is the rate of change (∂V * / ∂B) of the sensor output voltage V * (= (M / Nμ 0 ) 2 ) with respect to the magnetic field B, obtained from the Langevin function, and the temperature b. Lower limit magnetic field (= [(μ 0 / k) × B] L ) that matches the rate of change,
B * b-c were determined from the Langevin function, the said rate of change in the temperature b, the upper magnetic field and the rate of change in the temperature c matches (= [(μ 0 / k ) × B] U),
B * max is a saturation magnetic field (= [(μ 0 / k) × B] max ) obtained from the Langevin function at the temperature b,
The temperature a is a lower limit operating temperature of the magnetic sensor,
The temperature b is the standard operating temperature of the magnetic sensor,
The temperature c is the upper limit operating temperature of the magnetic sensor,
M is a magnetization vector,
N is the number of magnetic atoms per unit volume,
μ 0 is the magnetic moment of the magnetic atom,
k is the Boltzmann constant.
前記感磁方向成分Ｂmが次の（１．１）式を満たす
請求項１に記載の磁気センサの使用方法。
０．５６７≦Ｂm／Ｂk≦０．６９９ ・・・（１．１） a = −40 ° C., b = 25 ° C., c = 85 ° C.,
The method of using a magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetosensitive direction component B m satisfies the following expression (1.1).
0.567 ≦ B m / B k ≦ 0.699 (1.1)
前記感磁方向成分Ｂmが次の（１．２）式を満たす
請求項１に記載の磁気センサの使用方法。
０．６００≦Ｂm／Ｂk≦０．６７９ ・・・（１．２） a = 0 ° C., b = 25 ° C., c = 60 ° C.
The method of using the magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetosensitive direction component B m satisfies the following expression (1.2).
0.600 ≦ B m / B k ≦ 0.679 (1.2)
（１）前記決定方法は、感磁部が常磁性体として振る舞う磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに印加するバイアス磁場Ｂbiasを決定するために用いられる。
（２）前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが請求項１に記載の（１）式を満たすように、前記バイアス磁場Ｂbiasが決定される。 A method for determining a bias magnetic field of a magnetic sensor having the following configuration.
(1) The determination method is used to determine a bias magnetic field B bias to be applied to a magnetic sensor having a magnetoresistive effect element in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) The bias magnetic field B bias is determined so that the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor satisfies the expression (1) described in claim 1.
（１）感磁部が常磁性体として振る舞う１個又は２個以上の磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサを用いて、外部磁場Ｂextを測定する。
（２）前記外部磁場Ｂextを測定する際に、前記磁気センサに対してバイアス磁場Ｂbiasが印加され、
前記バイアス磁場Ｂbiasは、前記磁気センサに作用する前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが以下の手順により決定される。
（ａ）温度ａ（前記磁気センサの下限使用温度）、温度ｂ（前記磁気センサの標準使用温度）、及び、温度ｃ（前記磁気センサの上限使用温度）におけるセンサの出力電圧Ｖの磁場Ｂに対する変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）を求める。
（ｂ）印加磁場Ｂと相対感度変化率ΔＶとの関係を２次関数でフィッティングする。
ここで、「相対感度変化率ΔＶ」とは、次の（１０）式で表される値をいう。
ΔＶ＝（[∂Ｖ／∂Ｂ]c−[∂Ｖ／∂Ｂ]a）／[∂Ｖ／∂Ｂ]b ・・・（１０）
但し、
[∂Ｖ／∂Ｂ]aは、前記温度ａにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）、
[∂Ｖ／∂Ｂ]bは、前記温度ｂにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）、
[∂Ｖ／∂Ｂ]cは、前記温度ｃにおける変化率（∂Ｖ／∂Ｂ）。
（ｃ）ΔＶが±０．１０以内となる前記印加磁場Ｂの範囲を求め、前記磁気センサに印加される前記バイアス磁場Ｂbiasの感磁方向成分Ｂmが前記印加磁場Ｂの範囲内となるように、前記バイアス磁場Ｂbiasを決定する。 A method of using a magnetic sensor having the following configuration.
(1) The external magnetic field B ext is measured using a magnetic sensor including one or more magnetoresistive elements in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) When measuring the external magnetic field B ext , a bias magnetic field B bias is applied to the magnetic sensor;
The bias magnetic field B bias is determined by the following procedure for the magnetic sensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias acting on the magnetic sensor.
(A) The temperature a (the lower limit operating temperature of the magnetic sensor), the temperature b (the standard operating temperature of the magnetic sensor), and the temperature c (the upper limit operating temperature of the magnetic sensor) of the sensor output voltage V with respect to the magnetic field B The rate of change (∂V / ∂B) is obtained.
(B) The relationship between the applied magnetic field B and the relative sensitivity change rate ΔV is fitted with a quadratic function.
Here, “relative sensitivity change rate ΔV” means a value represented by the following equation (10).
ΔV = ([∂V / ∂B] c − [∂V / ∂B] a ) / [∂V / ∂B] b (10)
However,
[∂V / ∂B] a is the rate of change in temperature a (∂V / ∂B),
[∂V / ∂B] b is the rate of change at the temperature b (∂V / ∂B),
[∂V / ∂B] c is the rate of change at the temperature c (∂V / ∂B).
(C) The range of the applied magnetic field B in which ΔV is within ± 0.10 is obtained, and the magnetosensitive direction component B m of the bias magnetic field B bias applied to the magnetic sensor is within the range of the applied magnetic field B. Thus, the bias magnetic field B bias is determined.
（１）前記決定方法は、感磁部が常磁性体として振る舞う磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに印加するバイアス磁場Ｂbiasを決定するために用いられる。
（２）前記バイアス磁場Ｂbiasは、請求項７に記載の手順により決定される。 A method for determining a bias magnetic field of a magnetic sensor having the following configuration.
(1) The determination method is used to determine a bias magnetic field B bias to be applied to a magnetic sensor having a magnetoresistive effect element in which the magnetosensitive part behaves as a paramagnetic material.
(2) The bias magnetic field B bias is determined by the procedure described in claim 7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014094523A JP2015212628A (en) | 2014-05-01 | 2014-05-01 | Method for using magnetic sensor and method for determining bias magnetic field of magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014094523A JP2015212628A (en) | 2014-05-01 | 2014-05-01 | Method for using magnetic sensor and method for determining bias magnetic field of magnetic sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015212628A true JP2015212628A (en) | 2015-11-26 |
Family
ID=54696973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014094523A Pending JP2015212628A (en) | 2014-05-01 | 2014-05-01 | Method for using magnetic sensor and method for determining bias magnetic field of magnetic sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015212628A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021047169A (en) * | 2019-09-13 | 2021-03-25 | 株式会社東芝 | Magnetic sensor and diagnostic device |
| CN115762843A (en) * | 2022-12-01 | 2023-03-07 | 杭州旷潼量子科技有限公司 | Be used for super cold atomic magnetic field precision control device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001281308A (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Sony Precision Technology Inc | Magnetic sensor and position detector |
| JP2005030872A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Toshiba Corp | Magnetic body quantity detector |
| US20110285395A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-11-24 | Nxp B.V. | Magnetic field sensor |
-
2014
- 2014-05-01 JP JP2014094523A patent/JP2015212628A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001281308A (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Sony Precision Technology Inc | Magnetic sensor and position detector |
| JP2005030872A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Toshiba Corp | Magnetic body quantity detector |
| US20110285395A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-11-24 | Nxp B.V. | Magnetic field sensor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021047169A (en) * | 2019-09-13 | 2021-03-25 | 株式会社東芝 | Magnetic sensor and diagnostic device |
| JP7328919B2 (en) | 2019-09-13 | 2023-08-17 | 株式会社東芝 | Magnetic sensor and diagnostic equipment |
| CN115762843A (en) * | 2022-12-01 | 2023-03-07 | 杭州旷潼量子科技有限公司 | Be used for super cold atomic magnetic field precision control device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10734443B2 (en) | Dual manetoresistance element with two directions of response to external magnetic fields | |
| US10753989B2 (en) | Magnetoresistance element with perpendicular or parallel magnetic anistropy | |
| EP1720027B1 (en) | Magnetic field detector and current detection device, position detection device and rotation detection device using the magnetic field detector | |
| US10989769B2 (en) | Magneto-resistive structured device having spontaneously generated in-plane closed flux magnetization pattern | |
| US11519977B2 (en) | Stray field robust XMR sensor using perpendicular anisotropy | |
| US10557726B2 (en) | Systems and methods for reducing angle error for magnetic field angle sensors | |
| US20090309581A1 (en) | Method and System for Adjusting the Sensitivity of a Magnetoresistive Sensor | |
| WO2012092831A1 (en) | Thin-film magnetoresistance sensing element, combination thereof, and electronic device coupled to the combination | |
| US10254305B2 (en) | Inertial sensor | |
| WO2012090631A1 (en) | Electromagnetic proportional current sensor | |
| JP6610746B1 (en) | Magnetic sensor | |
| JP6842741B2 (en) | Magnetic sensor | |
| JP5353536B2 (en) | Magnetic sensor signal processing program and magnetic sensor module | |
| JP4285695B2 (en) | Thin film magnetic sensor and rotation sensor | |
| WO2016017490A1 (en) | Magnetic switch | |
| JP6216598B2 (en) | Unit element pair and thin film magnetic sensor | |
| JP2015212628A (en) | Method for using magnetic sensor and method for determining bias magnetic field of magnetic sensor | |
| JP2016505834A (en) | Wide dynamic range magnetometer | |
| JP5869405B2 (en) | Magnetic detection element and magnetic sensor using the same | |
| US11579213B2 (en) | Magnetic sensor | |
| CN109643755A (en) | Magnetic Sensor and current sensor | |
| JP2017198484A (en) | Thin-film magnetic sensor | |
| Mattheis et al. | Giant magnetoresistance-stack optimization for current sensor application with low hysteresis and a temperature-independent sensitivity at low current | |
| JP2020064892A (en) | Magnetic sensor | |
| JP2017058376A (en) | Power sensing sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170321 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171227 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180123 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180828 |