JP5184380B2 - 磁気検出装置 - Google Patents
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Description
しかしながらホール素子を用いた場合、ホール電圧のオフセットや感度のばらつきにより安定した動作を得ることが難しかった。さらに、切換信号の出力タイミングを変更したい場合には、集積回路を変更することが必要となり、感度の異なる磁気センサを作製するためには、そのたび毎に、集積回路の改良を余儀なくされた。
(+)方向の外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した第1磁気抵抗効果素子と、前記(+)方向とは逆方向の(−)方向の外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した第2磁気抵抗効果素子と、前記第1磁気抵抗効果素子 及び前記第2磁気抵抗効果素子に夫々、電気的に接続される共通のラッチ回路を備えた集積回路とを有し、
前記ラッチ回路は、前記第1磁気抵抗効果素子からの電気抵抗変化に基づいて生成された High信号及びLow信号のレベル信号を入力する入力部Aと、前記第2磁気抵抗効果 素子からの電気抵抗変化に基づいて生成されたHigh信号及びLow信号のレベル信号 を入力する入力部Bとを備え、
前記(+)方向の外部磁界の印加により前記第1磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が変化し て前記入力部A及び前記入力部Bから夫々、異なる前記レベル信号が得られたときに第1 の信号を生成し、一旦生成された前記第1の信号を、前記入力部Aからの前記レベル信号 が変化しかつ前記入力部Bからの前記レベル信号が変化せずに、前記入力部A及び前記入 力部Bの双方から同じ前記レベル信号が得られる前記(+)方向の外部磁界及び前記(−)方向の外部磁界に対して保持し、前記(−)方向の外部磁界の印加により前記第2磁気 抵抗効果素子の電気抵抗値が変化して前記入力部A及び前記入力部Bから異なる前記レベ ル信号であってかつ前記第1の信号を生成するための前記レベル信号の組み合わせとは逆 の組み合わせの前記レベル信号が得られたときに第2の信号を生成し、一旦生成された前記第2の信号を、前記入力部Bからの前記レベル信号が変化しかつ前記入力部Aからの前 記レベル信号が変化せずに、前記入力部A及び前記入力部Bの双方から同じ前記レベル信 号が得られる前記(−)方向の外部磁界及び前記(+)方向の外部磁界に対して保持する ための論理回路が前記ラッチ回路に設定されていることを特徴とするものである。
前記入力部BからLow信号が得られ、前記入力部AからHigh信号が得られたときに 第2の信号が得られ、前記第2の信号が出力されている状態にて、前記入力部A及び前記 入力部BからともにHigh信号が得られるとき前記第2の信号が保持されることが好ま しい。
また本発明では、前記第1磁気抵抗効果素子を有する第1ブリッジ回路、前記第2磁気抵 抗効果素子を有する第2ブリッジ回路、前記第1ブリッジ回路に接続される第1差動増幅 器、前記第2ブリッジ回路に接続される第2差動増幅器、前記第1差動増幅器に接続され るとともに出力部が前記入力部Aに接続され閾値電圧が設定された第1比較回路、及び前 記第2の差動増幅器に接続され出力部が前記入力部Bに接続された閾値電圧が設定された 第2比較回路を有し、前記集積回路は、前記第1差動増幅器、前記第2差動増幅器、前記 第1比較回路、前記第2比較回路及び前記ラッチ回路を有して構成されることが好ましい 。
なお抵抗素子部21,56の素子構成は図1,図2以外の構成であってもよい。
21、56 抵抗素子部
22 集積回路(IC)
23 第1磁気抵抗効果素子
24、27、28、31、32、34、35、57、58 固定抵抗素子
25 第1出力取り出し部
29 第2出力取り出し部
31 第2磁気抵抗効果素子
37 第1ブリッジ回路
39 入力端子
40 外部出力端子
41 第2ブリッジ回路
42 アース端子
44、45 差動増幅器
46、47 比較回路(コンパレータ)
48 ラッチ回路
50 磁石
51 磁気スイッチ
52 NAND回路
53 ExOR回路
54 Dラッチ
62 反強磁性層
63 固定磁性層
64、67 非磁性中間層
65 フリー磁性層
66 保護層
70 基板
71〜74 能動素子
78、80 絶縁層
Claims (4)
- (+)方向の外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した第1磁気抵抗効果素子と、前記(+)方向とは逆方向の(−)方向の外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した第2磁気抵抗効果素子と、前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第2磁気抵抗効果素子に夫々、電気的に接続される共通のラッチ回路を備えた集積回路とを有し、
前記ラッチ回路は、前記第1磁気抵抗効果素子からの電気抵抗変化に基づいて生成されたHigh信号及びLow信号のレベル信号を入力する入力部Aと、前記第2磁気抵抗効果素子からの電気抵抗変化に基づいて生成されたHigh信号及びLow信号のレベル信号を入力する入力部Bとを備え、
前記(+)方向の外部磁界の印加により前記第1磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が変化して前記入力部A及び前記入力部Bから夫々、異なる前記レベル信号が得られたときに第1の信号を生成し、一旦生成された前記第1の信号を、前記入力部Aからの前記レベル信号が変化しかつ前記入力部Bからの前記レベル信号が変化せずに、前記入力部A及び前記入力部Bの双方から同じ前記レベル信号が得られる前記(+)方向の外部磁界及び前記(−)方向の外部磁界に対して保持し、前記(−)方向の外部磁界の印加により前記第2磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が変化して前記入力部A及び前記入力部Bから異なる前記レベル信号であってかつ前記第1の信号を生成するための前記レベル信号の組み合わせとは逆の組み合わせの前記レベル信号が得られたときに第2の信号を生成し、一旦生成された前記第2の信号を、前記入力部Bからの前記レベル信号が変化しかつ前記入力部Aからの前記レベル信号が変化せずに、前記入力部A及び前記入力部Bの双方から同じ前記レベル信号が得られる前記(−)方向の外部磁界及び前記(+)方向の外部磁界に対して保持するための論理回路が前記ラッチ回路に設定されていることを特徴とする磁気検出装置。 - 前記入力部AからLow信号が得られ、前記入力部BからHigh信号が得られたときに第1の信号が得られ、前記第1の信号が出力されている状態にて、前記入力部A及び前記入力部BからともにHigh信号が得られるとき前記第1の信号が保持され、
前記入力部BからLow信号が得られ、前記入力部AからHigh信号が得られたときに第2の信号が得られ、前記第2の信号が出力されている状態にて、前記入力部A及び前記入力部BからともにHigh信号が得られるとき前記第2の信号が保持される請求項1記載の磁気検出装置。 - 前記第1磁気抵抗効果素子を有する第1ブリッジ回路、前記第2磁気抵抗効果素子を有する第2ブリッジ回路、前記第1ブリッジ回路に接続される第1差動増幅器、前記第2ブリッジ回路に接続される第2差動増幅器、前記第1差動増幅器に接続されるとともに出力部が前記入力部Aに接続され閾値電圧が設定された第1比較回路、及び前記第2の差動増幅器に接続され出力部が前記入力部Bに接続された閾値電圧が設定された第2比較回路を有し、前記集積回路は、前記第1差動増幅器、前記第2差動増幅器、前記第1比較回路、前記第2比較回路及び前記ラッチ回路を有して構成される請求項1又は2に記載の磁気検出装置。
- 前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第2磁気抵抗効果素子は、共に、磁化方向が一方向に固定された固定磁性層と、外部磁界に対して磁化方向が変動するフリー磁性層とが非磁性中間層を介して対向する構造を有し、前記固定磁性層と前記フリー磁性層間に作用する層間結合磁界Hinが、前記第1磁気抵抗効果素子と前記第2磁気抵抗効果素子とで逆符号に調整されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の磁気検出装置。
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