JPH08201492A - 磁気センサ - Google Patents

磁気センサ

Info

Publication number
JPH08201492A
JPH08201492A JP7007409A JP740995A JPH08201492A JP H08201492 A JPH08201492 A JP H08201492A JP 7007409 A JP7007409 A JP 7007409A JP 740995 A JP740995 A JP 740995A JP H08201492 A JPH08201492 A JP H08201492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
resistor pattern
pattern
resistor
signal
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
Application number
JP7007409A
Other languages
English (en)
Inventor
Shizue Tanaka
志津枝 田中
Shigeru Yamamoto
山本  茂
Kazuhiro Onaka
和弘 尾中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7007409A priority Critical patent/JPH08201492A/ja
Publication of JPH08201492A publication Critical patent/JPH08201492A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人工格子膜を用い信号磁界の印加方向または
印加量の検出が可能な高出力、高感度の磁気センサを実
現することを目的とする。 【構成】 強磁性層と非強磁性層とを交互に積層した人
工格子膜を用いた抵抗体パターン1と抵抗体パターン2
とを同一基板8上に同方向平行して直列に接続し、抵抗
体パターン1と抵抗体パターン2に逆方向のバイアス磁
界3および4を印加し、さらに信号磁界9を印加する。
抵抗値変化が起り、信号磁界9の印加方向または印加量
の検出が可能となり、優れた高出力、高感度の磁気セン
サが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗効果を有する人
工格子膜を用いた磁気センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、大きな磁気抵抗効果が現れること
が発見された人工格子膜は、抵抗値差が発生せず差動出
力としても取り出せないという問題点を解消するように
要望が高まってきている。
【0003】以下に従来の磁気センサについて説明す
る。図5は従来のホール素子、図6は従来の強磁性膜素
子の信号磁界の検出状態を示すものである。
【0004】従来から、磁気センサとしてはホール素子
や強磁性薄膜抵抗素子等が知られている。図5に示すよ
うに、ホール素子は基板21に垂直方向の信号磁界9を
検出するものである。これに対し、強磁性薄膜抵抗素子
は図6に示すように基板22上の素子検出パターン23
の長手方向に直角な信号磁界9を検出するものである。
これらの磁気検出方法の内、ホール素子は低磁界に対す
る感度が悪く200(Oe)以下の低磁界の検出はでき
ない。
【0005】これに対し、強磁性薄膜抵抗素子は10
(Oe)〜50(Oe)の低磁界の感度は良いが磁気抵
抗変化率が3〜5%と小さく外部ノイズの影響等で出力
の取り出しが困難になるという問題点があった。
【0006】これに対して最近、強磁性層と、非強磁性
層とを交互に積層し隣接する強磁性層の磁化が反平行に
なるようにカップリングした人工格子膜では、大きな磁
気抵抗効果が現れることが発見され、注目されている。
【0007】人工格子膜は、特開平4−329683号
公報等に示されているようにNi・Fe・Co等の強磁
性層とCu等の非強磁性金属より成り、RKKY的磁気
結合により磁性層が反強磁性的に結合したとき、大きな
磁気抵抗効果を示す。
【0008】このような人工格子膜と従来の強磁性磁気
抵抗膜との違いは、その磁気抵抗変化率の大きさと、磁
気異方性と抵抗値変化の方向である。磁気抵抗変化率は
強磁性磁気抵抗膜の最大5%に対して人工格子膜では少
なくとも15%以上である。また磁気異方性と抵抗値変
化をする方向に対しては、強磁性磁気抵抗膜は磁化され
た方向と電流方向が垂直の場合抵抗値が小さくなるのに
対し、人工格子膜ではこのような異方性はなく、磁化さ
れると等方的に抵抗値が小さくなる。このため、磁気抵
抗素子の飽和磁界を計算する際、必要な式は Hk=Ha+4πIs・T/W …… (1)式 Hk:素子の飽和磁界 Ha:磁性膜本来の飽和磁界 Is:飽和磁化 T/W:反磁界定数 で表されるが、強磁性膜の場合、図7に示すように素子
検出パターン24の電流方向即ちパターン長手方向に対
し直角な信号磁界9を検出し、 T:膜厚、W:パターン幅 として上記(1)式が計算されるが、人工格子膜の場合
は、図7に示すように素子検出パターン24の電流方向
即ちパターン長手方向に対し直角な信号磁界9も、図8
の素子検出パターン25のように電流方向即ちパターン
長手方向に対し平行に印加された信号磁界9も検出し、 T:パターン幅、W:パターン長 として上記(1)式が計算される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、図7に示すような素子検出パターン2
4のパターン長手方向に対し直角な信号磁界9も、図8
に示すような素子検出パターン25のパターン長手方向
に対し平行に印加された信号磁界9も検出する。したが
って、人工格子膜では同一基板上に作成された2個の抵
抗体に印加された信号磁界について強磁性薄膜抵抗素子
のようにパターン形状による抵抗値差が発生せず差動出
力としても取り出せないという問題を有していた。
【0010】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、人工格子膜を用いた磁気センサにおいて、信号磁
界の印加方向または印加量の検出が可能な高出力、高感
度の磁気センサを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、強磁性層と非強磁性層とを交互に積層し
た人工格子膜からなり、基板上に直列に接続した2個の
抵抗体パターンと、前記2個の抵抗体パターンの接続点
に設けた出力端子とを有し、前記抵抗体パターンにバイ
アス磁界を印加することにより、前記基板の表面にほぼ
平行な信号磁界の印加方向または印加量の変化に応じて
前記出力端子の電圧が変化することを特徴とするもので
ある。
【0012】
【作用】このような構成により、人工格子膜のパターン
にバイアス磁界を印加すると、人工格子膜基板の面にほ
ぼ平行な信号磁界の印加方向または印加量の変化に応じ
て出力端子の電圧が変化し、信号磁界の印加方向または
印加量の検出が可能になり、高出力、高感度の磁気セン
サを提供することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図1(a)、図2(a)および図3
(a)は本実施例における磁気センサを示すものであ
る。本実施例における磁気センサは、強磁性膜と非強磁
性膜とを交互に積層した人工格子膜を用いた抵抗体パタ
ーン1および抵抗体パターン2を、基板8上に平行に配
置かつ直列に接続し、抵抗体パターン1と抵抗体パター
ン2の接続点に出力端子を設けた構成と、抵抗体パター
ン1および抵抗体パターン2に印加されるバイアス磁界
3,4および5の方向とがそれぞれ示している。
【0014】以上のように構成された磁気センサについ
て、図1〜図3を用いてその動作を説明する。図1
(a)は抵抗体パターン1と抵抗体パターン2に逆方向
のバイアス磁界3および4を印加した時の印加状態であ
る。磁気飽和点をHkとすると、抵抗体パターン1に
(Hk/2)程度のバイアス磁界3を、抵抗体パターン
2には抵抗体パターン1と逆方向に(Hk/2)程度の
バイアス磁界4をそれぞれ印加する。この時、抵抗体パ
ターン1と抵抗体パターン2とはそれぞれ図1(b)の
波形図6、波形図7に示すような磁気抵抗変化の特性と
なる。
【0015】さらに、基板8に1周期λの信号磁界9を
印加すると、図1(b)の波形図10(抵抗体パターン
1)、波形図11(抵抗体パターン2)のような抵抗値
変化が起こる。抵抗値変化の大きさは波形図10、波形
図11共に−rから+rの大きさで変化する。その差動
電圧が図1(c)の波形図12に示す出力として得られ
る。この時の出力パルス数は1周期λの信号磁界に対し
て1周期の出力であり、出力の大きさは±2rの大きさ
となる。
【0016】図2(a)は抵抗体パターン1のみにバイ
アス磁界5を印加した時の印加状態である。最大信号磁
界をx,磁気飽和点をHkとすると(Hk+x)以上の
バイアス磁界5を抵抗体パターン1に印加する。この
時、抵抗体パターン1と抵抗体パターン2はそれぞれ図
2(b)の波形図13、波形図14のような磁気抵抗変
化の特性となる。
【0017】さらに、基板8に1周期λの信号磁界9を
印加すると、図2(b)の抵抗体パターン2のみに波形
図15のような抵抗値変化が起こる。抵抗値変化の大き
さは波形図15では0から−2rの大きさで変化する。
このように生じた、抵抗体パターン1と抵抗体パターン
2の差動が図2(c)の出力16として得られる。この
時の出力パルス数は1周期λの信号磁界に対して2周期
の出力が得られ、出力の大きさは−2rの大きさであ
る。
【0018】図3(a)は抵抗体パターン1と抵抗体パ
ターン2にそれぞれ違う大きさのバイアス磁界3および
5を印加した時の印加状態である。最大信号磁界をx,
磁気飽和点をHkとし抵抗体パターン1には(Hk+
x)以上のバイアス磁界5を、抵抗体パターン2には
(Hk/2)程度のバイアス磁界3を印加する。この時
の抵抗体パターン2へのバイアス磁界は、抵抗体パター
ン1へのバイアス磁界と逆方向でも良い。この時は、抵
抗体パターン1と抵抗体パターン2はそれぞれ図3
(b)の波形図17、波形図18のような磁気抵抗変化
の特性となる。
【0019】さらに基板8に1周期λの信号磁界9を印
加すると、抵抗体パターン2にのみ図3(b)の波形図
19のような抵抗値変化が起こる。抵抗値変化の大きさ
は波形図19では−rから+rの大きさで変化する。そ
の差動が図3(c)の波形図20に示す出力として得ら
れる。この時の出力パルス数は1周期λの信号磁界に対
して1周期の出力であり、出力の大きさは±rの大きさ
である。
【0020】以上のように本実施例によれば、従来は、
人工格子膜では素子検出抵抗体パターン長手方向に対し
直角な信号磁界および素子検出抵抗体パターン長手方向
に対し平行に印加された信号磁界を検出し、同一基板上
に作成された2個の抵抗体パターンに印加された信号磁
界について差動出力として取り出せなかったが、本実施
例のように、人工格子膜の抵抗体パターンにバイアス磁
界を印加すると、人工格子膜基板の面にほぼ平行な信号
磁界の印加方向または印加量の変化に応じて出力端子の
電圧が変化し、信号磁界の印加方向または印加量の検出
を可能とすることができる。
【0021】また、図1,図2および図3に示すバイア
ス磁界印加方法のそれぞれの利点としては、まず図1に
示す、抵抗体パターン1と抵抗体パターン2に逆方向の
バイアス磁界を印加した場合は、抵抗体パターン1およ
び抵抗体パターン2の差動が出力を取り出すため、出力
が大きくとれる。次に図2に示す抵抗体パターン1のみ
にバイアス磁界を印加した場合は、信号磁界9の0→+
→0、0→−→0の2つの変化経路でそれぞれ1個ずつ
のピークが発生するため倍周波のパルスがとれる。さら
に、図3に示す、抵抗体パターン1と抵抗体パターン2
にそれぞれ違う大きさのバイアス磁界5および3を印加
した場合は、信号磁界9の+,−によって、出力端子1
00からの出力電位が変わるため極性判定ができる。
【0022】また、図4に示すように人工格子膜は面内
等方性であるため磁気抵抗変化が抵抗体パターン形状に
依存せず、工程に応じて、図4(a)に示す抵抗体パタ
ーン1と抵抗体パターン2を対向させて形成したもの、
図4(b)に示す抵抗体パターン1と抵抗体パターン2
を直角に交差させて形成したもの、図4(c)に示す抵
抗体パターン1と抵抗体パターン2を斜交させて形成し
たもの、図4(d)に示す抵抗体パターン1と抵抗体パ
ターン2を斜めに並列させて形成したパターン形状のも
のなども、図1〜図4に示したものと同様のバイアス磁
界の印加によって上記と同様の動作によって同様な磁気
の検出が可能である。
【0023】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなように
本発明は、磁気抵抗効果を有する人工格子膜を用いた磁
気センサにバイアス磁界をかけることにより、従来問題
としていた人工格子膜は温度係数が大きく1個の抵抗体
では出力の取り出しが困難であり、面内で等方性である
ため同一基板上に作成された2個の抵抗体について抵抗
値差が発生せず差動出力としても取り出せないという問
題を解決するもので、人工格子膜による磁界の印加方向
または印加量の検出を可能にすることによって、高出
力、高感度の優れた磁気センサを実現できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例における磁気センサに
バイアス磁界および信号磁界を印加した状態を示すパタ
ーン図 (b)同磁気センサの磁界に対する磁気抵抗変化率特性
図 (c)同磁気センサの外部磁界に対する出力特性図
【図2】(a)同磁気センサに他のバイアス磁界および
信号磁界を印加した状態を示すパターン図 (b)同磁気センサの磁界に対する磁気抵抗変化率特性
図 (c)同磁気センサの外部磁界に対する出力特性図
【図3】(a)同磁気センサに他のバイアス磁界および
信号磁界を印加した状態を示すパターン図 (b)同磁気センサの磁界に対する磁気抵抗変化率特性
図 (c)同磁気センサの外部磁界に対する出力特性図
【図4】(a)同実施例における磁気センサの抵抗体パ
ターン図 (b)同実施例における磁気センサの抵抗体パターン図 (c)同実施例における抵抗体パターン図 (d)同実施例における抵抗体パターン図
【図5】従来のホール素子を示す斜視図
【図6】従来の強磁性薄膜抵抗素子の斜視図
【図7】従来の強磁性薄膜抵抗素子の抵抗体パターンの
直角方向に信号磁界を印加した状態を示す説明図
【図8】従来の強磁性薄膜抵抗素子の抵抗体パターンに
平行方向に信号磁界を印加した状態を示す説明図
【符号の説明】
1 抵抗体パターン 2 抵抗体パターン 3 バイアス磁界 4 バイアス磁界 8 基板 9 信号磁界 100 出力端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強磁性層と非強磁性層とを交互に積層し
    た人工格子膜からなり、基板上に直列に接続した2個の
    抵抗体パターンと、前記2個の抵抗体パターンの接続点
    に設けた出力端子とを有し、前記抵抗体パターンにバイ
    アス磁界を印加することにより、前記基板の表面にほぼ
    平行な信号磁界の印加方向または印加量の変化に応じて
    前記出力端子の電圧が変化することを特徴とする磁気セ
    ンサ。
  2. 【請求項2】 基板上に接続した2個の抵抗体パターン
    にそれぞれ逆方向のバイアス磁界を印加することを特徴
    とする請求項1記載の磁気センサ。
  3. 【請求項3】 基板上に接続した2個の抵抗体パターン
    の一方に信号磁界よりも十分に大きいバイアス磁界を印
    加することを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。
  4. 【請求項4】 基板上に接続した2個の抵抗体パターン
    の一方に信号磁界よりも十分大きいバイアス磁界を印加
    し、他方の抵抗体パターンには信号磁界と同程度のバイ
    アス磁界を印加することを特徴とする請求項1記載の磁
    気センサ。
JP7007409A 1995-01-20 1995-01-20 磁気センサ Pending JPH08201492A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7007409A JPH08201492A (ja) 1995-01-20 1995-01-20 磁気センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7007409A JPH08201492A (ja) 1995-01-20 1995-01-20 磁気センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08201492A true JPH08201492A (ja) 1996-08-09

Family

ID=11665077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7007409A Pending JPH08201492A (ja) 1995-01-20 1995-01-20 磁気センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08201492A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000025371A1 (fr) * 1998-10-26 2000-05-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif magnetoresistant et capteur magnetique le renfermant
US6184680B1 (en) 1997-03-28 2001-02-06 Tdk Corporation Magnetic field sensor with components formed on a flexible substrate
JP2007064813A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Mitsubishi Electric Corp 磁界検出装置およびそれを調整する方法
JP2007085980A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Mitsubishi Electric Corp 磁界検出装置およびその製造方法
WO2012172946A1 (ja) * 2011-06-13 2012-12-20 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184680B1 (en) 1997-03-28 2001-02-06 Tdk Corporation Magnetic field sensor with components formed on a flexible substrate
WO2000025371A1 (fr) * 1998-10-26 2000-05-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif magnetoresistant et capteur magnetique le renfermant
JP2007064813A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Mitsubishi Electric Corp 磁界検出装置およびそれを調整する方法
US7786725B2 (en) 2005-08-31 2010-08-31 Mitsubishi Electric Corporation Magnetic field detection apparatus for detecting an external magnetic field applied to a magnetoresistance effect element, and method of adjusting the same
JP2007085980A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Mitsubishi Electric Corp 磁界検出装置およびその製造方法
US7733210B2 (en) 2005-09-26 2010-06-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic field detector and manufacturing method thereof
JP4508058B2 (ja) * 2005-09-26 2010-07-21 三菱電機株式会社 磁界検出装置およびその製造方法
WO2012172946A1 (ja) * 2011-06-13 2012-12-20 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3295152B2 (ja) 磁気抵抗効果型弱磁界センサ
US20100001723A1 (en) Bridge type sensor with tunable characteristic
US7456758B2 (en) Magnetic encoder apparatus
US6819101B2 (en) Magnetic detector
CN109471051B (zh) 一种tmr全桥磁传感器及其制备方法
US20040046624A1 (en) Magneto-resistive layer arrangement and gradiometer with said layer arrangement
JP3987826B2 (ja) 回転検出装置
CN100501835C (zh) 磁性编码器
US6466012B1 (en) MI element made of thin film magnetic material
JP2000180207A (ja) 磁気センサ
JPH08201492A (ja) 磁気センサ
JP2006208255A5 (ja)
JP2006029890A (ja) 磁気検出装置
JPH0870149A (ja) 磁気抵抗素子
JP2000193407A (ja) 磁気式位置検出装置
JP3035836B2 (ja) 磁気抵抗素子
JP2003215222A (ja) 磁気抵抗効果素子センサ
EP1058324A1 (en) Magnetoresistant device and a magnetic sensor comprising the same
JP3449160B2 (ja) 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた回転センサ
JPH0563254A (ja) 磁気抵抗複合素子
JPH09231517A (ja) 磁気抵抗センサ
JPH0217476A (ja) 差動型磁気抵抗効果素子
JP2746226B2 (ja) 磁気抵抗効果素子を用いた磁界の検出方法
JP2002357488A (ja) 応力センサー
JPH08316548A (ja) 磁気抵抗素子