JPH0221152B2 - - Google Patents

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JPH0221152B2
JPH0221152B2 JP56108533A JP10853381A JPH0221152B2 JP H0221152 B2 JPH0221152 B2 JP H0221152B2 JP 56108533 A JP56108533 A JP 56108533A JP 10853381 A JP10853381 A JP 10853381A JP H0221152 B2 JPH0221152 B2 JP H0221152B2
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JP
Japan
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magnetic
magnetoresistive element
terminals
magnetoresistive
output
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JP56108533A
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JPS5810879A (ja
Inventor
Mitsuo Sudo
Atsushi Kato
Hitoshi Miura
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KANGYO DENKI KIKI KK
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KANGYO DENKI KIKI KK
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/82Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of the magnetic field applied to the device

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は位置検出器等に用いられ、磁界を受
けて電気的抵抗が変化する半導体磁気抵抗素子に
関するものである。
半導体磁気抵抗素子に用いられる半導体として
はInSb,InAS等のホール移動度の大きい物質が
用いられ、一般にホール移動度を低下させないよ
うに不純物の添加は最小限にとどめられる。その
ためにその半導体の抵抗値の温度係数が大きい欠
点があつた。
したがつて、従来の磁気抵抗素子においては、
第1図に示すように基板11上に2個の磁気抵抗
体12,13が配列形成され、これら磁気抵抗体
12,13の各抵抗値Rm1,Rm2のバランスの
変化を出力とした。例えば磁気抵抗体12,13
を一端を共通端子14に接続し、各他端を端子1
5,16にそれぞれ接続し、端子15,16間に
電圧Eを加えておき、端子14,16間の電圧e
を出力とすると、Rm1=Rm2の時e=E/2であ り、磁気抵抗体12に加わる磁界が変化し、
Rm1が変化するとそれに応じて、出力電圧eが
変化する。すなわち出力eは e=Rm2/Rm1+Rm2E で表わされる。いま磁気抵抗体12に加わる磁界
をB1,磁気抵抗体13に加わる磁界をB2,温度
をTとすると、各磁気抵抗体の抵抗値は Rm1=f(B1)・f(T) Rm2=f(B2)・f(T) で表わされ、これら抵抗値Rm1,Rm2は、温度
と磁界との関数となる。したがつて出力eは e=f(B2)f(T)/f(B1)f(T)+f(B2
)f(T)E =f(B2)/f(B1)+f(B2)E となり、この出力eは温度と無関係で、磁界B1
とB2との不平衡に相当する出力となる。
従来の半導体磁気抵抗素子において、多数の検
知部、すなわち多数の磁気抵抗体を必要とする場
合は、2個の磁気抵抗体を組としてそれを多数配
列していた。端子を少なくすることが小形軽量化
に不可欠なため、第2図に示すように第1図の端
子15(又は16)を共通にしたものも考えられ
た。この場合でもn個の検知部を作るためには端
子は2n+1個、磁気抵抗体が2n個必要とした。
この発明の目的は端子数及び磁気抵抗体の個数
が従来のものの約1/2であり、従つて従来のもの より小形、軽量に適し、しかも温度の影響を受け
ないようにすることができる多数の検知部を備え
た半導体磁気抵抗素子を提供することにある。
この発明によれば、絶縁板の基板上にn個(n
は3以上の整数)の磁気抵抗体が形成され、その
基板上にn+1個の端子が設けられる。そのn個
の磁気抵抗体の一端にそれぞれn個の端子が接続
され、残りの1個の端子は上記n個の磁気抵抗体
の他端に共通に接続され、n個の検知部を備え
る。
例えば第3図乃至第6図に示すようにガラス、
セラミツクス等の基板11上に、蒸着により製造
された約1μmの厚さの半導体膜がエポキシ樹脂等
の接着剤18で接着され、更にホトエツチングや
化学メツキあるいは電気メツキ等により、所定の
形状、配列の磁気抵抗体17及び端子19が形成
される。短冊状の磁気抵抗体のn個171〜17o
が互に平行に配列され、その各一端にメツキ層の
端子191〜19oが形成され、他端子は共通の接
続配線を通じて、端子191〜19oと同一側に設
けられた端子19o+1に接続される。
その基板11は接着剤21により永久磁石22
上に接着される。永久磁石22は磁気抵抗体17
の厚味方向に着磁されている。或は基板11自体
を永久磁石で作製してもよい。このようにして各
磁気抵抗体17に対する磁気バイアスが加えられ
る。各端子19にはリード線23の一端がそれぞ
れ接続される。磁性体の近接を検出するマルチ磁
気抵抗素子が得られる。
更に必要に応じて第5図に示すようにそれぞれ
の磁気抵抗体17をおおうように、n個の磁性体
片24を接着等により配置することにより、感度
を高く、かつ分解能を上げることができる。その
磁性体片24は、鉄、パーマロイ等の軟質磁性体
あるいは、希土類コバルト等の硬質磁性体を用い
ることができる。これら半導体層17、端子19
上に全体にわたつて保護用樹脂層25が形成され
る。
このような構成のこの発明による磁気抵抗素子
26は、例えば第6図に示すような電気回路に接
続されて使用される。n個の演算増幅器271
27o及び(n−1)個の比較器281〜28o
設けられ、演算増幅器271〜27oの反転入力端
子に磁気抵抗素子26の各磁気抵抗体171〜1
oの一端が端子211〜21oをそれぞれ通じて
接続される。磁気抵抗素子26の共通端子21o+
は接地され、演算増幅器271〜27oの非反転
入力端子には電源29より一定の電圧E1が同一
抵抗値の抵抗器をそれぞれ通じて加えられる。n
個の演算増幅器271〜27oのどれか1個、例え
ば27oの出力は比較器281〜28o-1の設定電圧
として非反転入力端子に供給される。他の(n−
1)個の演算増幅器271〜27o-1の出力はそれ
ぞれ(n−1)個の比較器281〜28o-1の反転
入力端子にそれぞれ供給される。演算増幅器27
〜27oの反転入力端子と出力端子との間にはそ
れぞれ同一抵抗値の帰還抵抗器31が接続されて
ある。
例えば磁気抵抗体171に磁性体が接近し、磁
気抵抗体171の抵抗値Rm1が増大すると、演算
増幅器271の増幅度が減少し、比較器281の反
転入力端子に加わる電圧が減少し、比較器281
はONの信号を出力する。磁気抵抗体171から、
その磁性体が遠ざかると比較器281はOFFの信
号を出力する。
k番目の演算増幅器27kの出力をek磁気抵抗
体17kの抵抗値をRmk、帰還抵抗器31の抵
抗値をR1とすると、 ek=(1+R1/Rmk)E1 k=1,2,3…(n−1)となる。
この出力ekを温度T及び磁界Bkで表わすと ek=(1+R1/f(T)f(Bk))E1 k=1,2,…(n−1) となり、すべての演算増幅器の出力が温度Tの関
数となるが、比較器281〜28o-1における動作
は、例えば演算増幅器27nの出力eoを比較器2
1〜28o-1に対する設定電圧とした場合、eo
ekが正か負かにより比較器28kの出力はONか
OFFになる。従つて比較器281〜28o-1の出力
は、温度とほゞ無関係になる。
また抵抗値R1を充分大きな値にすると磁気抵
抗体171〜17oに流れる電流は、例えば数μA
〜数nAと小さなものにすることができ、磁気抵
抗素子26の内部発熱を極めて小さくすることが
できる。
従来の磁気抵抗素子の使用法と全く異るもので
ある。すなわち、従来の磁気抵抗素子においては
先に述べたように出力eは、 e=Rm2/Rm1+Rm2E となり、印加電圧Eに比例した出力となるため、
感度を上げるには、Rm1及びRm2を充分大きな
抵抗値とし、電圧Eをできるだけ大きくしてい
た。電圧Eの大きさの上限は、素子の内部発熱量
と、熱方散面積等で決定される熱的抵抗などで決
まるものである。電圧Eを大とするための抵抗値
Rm1,Rm2を大きくすることと、熱的抵抗を小
とすることとは両方とも磁気抵抗素子を大形にす
ることにつながる。
この発明の磁気抵抗素子においては、それらの
制限は無く1つの磁気抵抗体171〜17oの抵抗
値は従来のものより1/10〜1/100の数+Ω〜P百Ω あるいはそれ以下であつても良い。
第7図はこの発明による磁気抵抗素子を用いた
デジタル回転角度計を示す。磁性体でできた回転
板33に磁性体の突起34を第8図に示すように
又は非磁性円板に磁性体を埋込み、円板を同心リ
ングに分割し、その各リングを例えば最も外周程
最下位桁になるように2進法で重みを付け、円板
33の中心とする単位角度ごとに2進コードで突
起34を形成する。その回転板33に相対するよ
うに磁気抵抗素子26を配置し、その各磁気抵抗
体171〜17o-1が円板33の各2進法で重み付
けられたリングと対向させる。
磁気抵抗素子26の磁気抵抗体17の数をnと
し、1回転を測る分解能は、 で表わされ、例えばn−1を8とすると n−1を10とすると 360゜/1023≒0.3519゜ となる。
この角度計は、デジタル信号として高速処理が
できる利点があり、例えばポテンシヨンメーター
などを利用した角度計でデジタル信号を得ようと
する場合、アナログ信号をデジタル信号に変換す
る、いわゆるA−D変換器の変換速度は、時定数
回路を使用するなどのため高速処理が基本的にむ
ずかしい。従つて高速度で変化する角度をデジタ
ル信号として検出して処理する場合にこの発明の
磁気抵抗素子は利用できる。
第9図は磁気駆動により移動体を移動させ、例
えばスクリーンあるいはカーテンの開閉に利用す
ることができる。即ち第1相コイル列35と第2
相コイル列36とが、第10図に示すように電気
角で4分のπだけずらされて重ねて配され、この
コイル列35,36の配列方向に沿つて磁性体に
よる位置記録部、例えば2進コード記録を有する
移動用ガイドバー37が設けられ、このガイドバ
ー37上に移動体38が挿通される。移動体38
にはコイル列35,36とN,Sが対向する磁石
39及びガイドバー37の磁気2進コードを読取
る磁気抵抗素子26を備えている。
第10図に示すように第1相コイル列35のコ
イル35A,35B…と第2相コイル列36のコ
イル36a,36b,…それぞれそのコイル列の
配列方向に配列された一対のコイルより成り、そ
の各コイル対はそれぞれの端子41,42より選
択的に電流を流すことができ、その一対のコイル
は逆向きの磁束を発生する。端子41を正側、端
子42を負側として電流を流すと実線矢印のよう
に電流が流れる。磁石39の磁極N,Sの間隔は
各コイルの間隔と等しくされている。ガイドバー
37上の磁気的位置記録部は例えば電気角でπ/4 ごとに1増加するように第11図に示すように記
録されている。移動体38に取付けた磁気抵抗素
子26からの信号をデジタル演算し、コイル列3
5,36を駆動して設定した位置に移動体38を
移動させる。その時の第1相コイル列35、第2
相コイル列36に対する駆動電流は第12図に示
すようにして移動体38を第9図において右側に
移動させる。
以上述べたようにこの発明によれば、温度に影
響されない多数の磁気抵抗体をもつ磁気抵抗素子
を小形に作ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の磁気抵抗素子を示す図、第2図
は従来の磁気抵抗素子を多数設けた例を示す接続
図、第3図はこの発明による磁気抵抗素子の一例
を示す平面図、第4図は第3図のAA′線断面図、
第5図は第3図のBB′線断面図、第6図はこの発
明による磁気抵抗素子を用いた電気的回路を示す
図、第7図はこの発明の磁気抵抗素子を用いた角
度検出器を示す図、第8図は円板33を示す図、
第9図は移動体の磁気駆動装置を示す図、第10
図は第9図の第1相コイル列、第2相コイル列及
び移動体との関係を示す図、第11図はガイドバ
ー上の磁気的位置記録の例を示す図、第12図は
コイル列に対する駆動電流の供給例を示す図であ
る。 11……基板、17,171〜17o……磁気抵
抗体、18,21……接着剤層、19,191
19o+1……端子、22……磁石、23……リー
ド線、24……磁性体片、25……保護樹脂層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 絶縁板の基板と、その基板上に形成されたn
    個(nは3以上の整数)の磁気抵抗体と、そのn
    個の磁気抵抗体の一端にそれぞれ接続され、上記
    基板上に設けられたn個の端子と、上記n個の磁
    気抵抗体の他端に共通に接続され上記基板上に設
    けられた共通端子とを具備する半導体磁気抵抗素
    子。
JP56108533A 1981-07-10 1981-07-10 半導体磁気抵抗素子 Granted JPS5810879A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56108533A JPS5810879A (ja) 1981-07-10 1981-07-10 半導体磁気抵抗素子

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JP56108533A JPS5810879A (ja) 1981-07-10 1981-07-10 半導体磁気抵抗素子

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JPS5810879A JPS5810879A (ja) 1983-01-21
JPH0221152B2 true JPH0221152B2 (ja) 1990-05-11

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556660U (ja) * 1992-01-10 1993-07-27 河西工業株式会社 ピラーガーニッシュの取付構造

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0672915B2 (ja) * 1988-04-04 1994-09-14 シャープ株式会社 磁気パターン検出装置
JP2000088868A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転数センサ

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JPS5810879A (ja) 1983-01-21

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