JP6348590B2 - 磁気抵抗電流制限器 - Google Patents
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- 基板、入力電極、出力電極、磁気抵抗センサ層、第1の絶縁層、コイル、第2の絶縁層、および磁気シールド層を備える磁気抵抗電流制限器であって、
前記コイルは、前記磁気シールド層と前記磁気抵抗センサ層との間に配置され、前記第1の絶縁層は、前記コイルを前記磁気抵抗センサ層から隔離し、前記第2の絶縁層は、前記コイルを前記磁気シールド層から隔離し、
前記磁気抵抗センサ層は、N列のアレイ型磁気トンネル接合線を含み、Nは1より大きい整数であり、前記各列の磁気トンネル接合線は、1つまたは複数の相互に接続される磁気トンネル接合部を備え、前記磁気トンネル接合線は、直列接続、または、並列接続の形態で前記磁気抵抗センサ層の2ポート構造を形成し、前記コイルも2ポート構造を有し、前記磁気抵抗センサ層の一方のポートは前記コイルの一方のポートに接続され、前記磁気抵抗センサ層の他方のポートは前記入力電極に接続され、前記コイルの他方のポートは前記出力電極に接続され、電流は前記入力電極を介して前記磁気抵抗センサ層へと流入し、前記コイルを介して前記出力電極から流出する、磁気抵抗電流制限器。 - 前記磁気抵抗センサ層の抵抗は、前記入力‐出力電極を介して流れる電流によって生成される磁場と線形関係にある場合に、前記入力‐出力電極を介して流れる電流が正常値であって、前記磁気抵抗センサ層の抵抗は最大値の位置である場合に、直流電流の減少に伴って、前記磁気抵抗センサ層の対応する抵抗も減少し直流電流の振幅の低下を制限し、前記入力‐出力電極を介して流れる電流が正常値であって、前記磁気抵抗センサ層の抵抗は最小値の位置である場合に、直流電流の増加に伴って、前記磁気抵抗センサ層の対応する抵抗も増加し直流電流の振幅の増大を制限する、または、
前記磁気抵抗センサ層の抵抗は、前記入力‐出力電極を介して流れる電流によって生成される磁場の絶対値と対称線形分布特性を成す場合に、前記入力‐出力電極を介して流れる電流が正常値であって、前記磁気抵抗センサ層の抵抗は最大値または最小値の位置にあり、正電流の振幅の増大または負電流の振幅の増大に関係なく、磁気抵抗センサ層の抵抗は増加し、交流電流の振幅の増大を制限し、抵抗が最大値の位置にあり、電流が正常値未満である場合、磁場の減少に伴って、抵抗が減少し、電流の振幅の低下を制限する、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。 - 前記磁気トンネル接合部は、直列接続、並列接続、または直列接続と並列接続を組み合わせた形態で接続され、前記磁気トンネル接合部の磁気感度軸は、前記磁気トンネル接合線に垂直である、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。
- 前記コイルは、(2×N+M)の導電線を備え、この場合、N>1、M=−1またはM=3であり、前記導電線は直列接続され、前記導電線は前記磁気トンネル接合線に平行であり、前記導電線の一部は前記磁気トンネル接合線の上または下に配置され、前記導電線の他の部分は前記磁気トンネル接合線間に配置され、電流は、正方向に、前記磁気トンネル接合線の上または下に配置された前記導電線へと流入し、負方向に、前記磁気トンネル接合線間に配置された前記導電線へと流入する、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。
- 前記コイルは、(N+M)の導電線を備え、この場合、N>1、M=0またはM=2であり、前記導電線は並列接続され、前記導電線は前記磁気トンネル接合線に平行であり、前記導電線は前記磁気トンネル接合線の上または下に配置され、電流は、同一方向に、前記導電線それぞれへと流入する、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。
- M>0の場合、前記コイルの前記導電線の断面寸法は同じであり、M=0またはM<0の場合、前記コイルの前記導電線の断面寸法は、前記磁気抵抗センサ層の各磁気トンネル接合線の位置で感度磁気の方向に一定の磁場が確実に生成されるように変化する、請求項4または請求項5に記載の磁気抵抗電流制限器。
- 前記第1の絶縁層および前記第2の絶縁層は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、フォトレジストもしくはベンゾシクロブテンから成る、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。
- 前記コイルは、高伝導性金属材料、例えば、銅、金、または銀から成る、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。
- 前記磁気シールド層は、高透磁率強磁性合金材料、例えば、NiFe、CoFeSiB、CoZrNb、CoFeB、FeSiB、またはFeSiBNbCuから成る、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。
- 前記コイルの厚さは、1μm〜10μmであり、前記導電線の幅は、5μm〜40μmであり、2本の隣接する前記導電線間の間隔は、10μm〜100μmである、請求項4または請求項5に記載の磁気抵抗電流制限器。
- 前記第1の絶縁層および前記第2の絶縁層の厚さは共に、100nm〜1000nmである、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。
- 前記磁気シールド層の厚さは、1μm〜10μmである、請求項1に記載の磁気抵抗電流制限器。
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