JPS6041474B2 - 信号伝達素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は信号伝達素子に関する。

光を媒体として信号の伝達を行なうものとしてフオトカ
プラが知られている。

これは一般に電気的な入出力の絶縁を行ない、信号を伝
達するのに用いられている。媒体に光を利用するのに代
えて磁気を利用することが考えられる。そのためには磁
気抵抗片を用いればよい。すなわち入力信号に応じて磁
界を発生させるとともに、その磁界内に磁気抵抗片を配
置しておけば、これが磁界に感応して抵抗値が変化する
ようになる。したがってこの抵抗値を検出するか或いは
この抵抗値の変化に基ず〈電気的信号を検出して出力信
号とすればよい。このように磁気抵抗片を利用して信号
伝達素子を構成するには、磁界を発生させるためのコイ
ルが必要である。

したがって通常の技術をもって構成しようとするときは
、第１図に示すように磁気抵抗片を内蔵したケースＡの
外周にコイルＢを巻回することが考えられる。Ｃは磁気
抵抗片に連なるリード線である。しかしこのように構成
する場合、コイルＢを巻回しなければならない。この発
明は外部からのコイルの巻回を省略することを目的とし
た提案されたものである。

一般に、面に垂直な磁界に対して磁気抵抗効果を示す磁
気抵抗片と、面に平行な磁界に対して磁気抵抗効果を示
す磁気抵抗片とがあり、この発明ではいずれの磁気抵抗
片でも利用できる。

第２図は後者の磁気抵抗片を利用した場合の、磁気抵抗
効果による抵抗値の変化を検出するための回路例を示す
。同図において、１は横方向に延長して配置される磁気
抵抗片、２は縦方向に延長して配置される磁気抵抗片で
ある。磁気抵抗片１，２は強磁性体材料（たとえばＮｉ
−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等）からなり、可及的に薄
く形成することが望ましく、この発明の実施例では蒸着
などにより薄膜に形成する。図の例では抵抗値を高くす
るために折り曲げて形成してある。３，４は各磁気抵抗
片１，２の一端に接続してある電極、５は両磁気抵抗１
，２の接続点に接続してある電極、６は抵抗、７は電源
、８ａ，８ｂは抵抗６の分割点９と電極５との間の電圧
をとり出す出力端子である。分割点９により分割された
抵抗６の各分割抵抗を６ａ，６ｂとするとき、これらの
磁気抵抗１，２とによってブリッジ回路が構成するよう
にしてある。ここで無磁界のとき、前記ブリッジ回路が
平衡するように調整しておく。

これは分割点９の位置を調整することによって可能であ
る。この状態で磁気抵抗片１，２の面に平行な磁界を加
えると、その磁界によって各磁気抵抗片の抵抗値が変化
し、磁界の強さに応じた電圧が出力端子８ａ，８ｂ間に
現われる。この場合横方向（磁気抵抗片１の長手方向）
に対する磁界の方向を８とすると、前記出力電圧はＣＯ
Ｓ２８に比例することも知られている。この発明に使用
する磁気抵抗片は第２図のように必ずしも２個である必
要はなく、原理的には１個であってもよいし、或いは第
６図のように４個用意し、これをブリッジ回路に接続し
てもよい。この場合は互いに相対する二辺に接続される
磁気抵抗片同志を互いに平行とし、かつ互いに隣り合う
辺に接続させる磁気抵抗片同志を互いに直交するように
するとよく、そのときは、出力端子１８ａ，１８ｂ間に
現われる電圧は、第２図の場合の２倍の電圧となって都
合がよい。この発明は上託した磁気抵抗片を使用してフ
オトカプラーのような信号伝達素子とする場合、磁界印
加のためのコイルを素子に内蔵して構成することを特徴
とする。

以下この発明の実施例を図にって説明する。

第３図以降において、１１はシリコン基板、１２はその
表面を酸化するなどして形成した二酸化けし、素のよう
な絶縁膜、１３は絶縁層１２の表面に形成された下層導
体片で図のように複数（具体的には形成しようとするコ
イルのターン数に応じて決定される。）並設される。こ
れはスクリーン印刷による厚膜とするか又は蒸着等によ
る薄膜によって形成する。この場合フオトリングラフィ
ー技術によってパターンをつくるようにしてもよい。使
用材料はアルミニウム又は鋼などが好適である。１４は
各下層導体片１３をまたいで形成される二酸化けし、素
などのような絶縁膜（第３図参照。

）で、この表面に前記した磁気抵抗片１５Ａ，１５Ｂを
所定のパターンどおりに形成する。この磁気抵抗片１５
は薄膜によるのが好ましく、これによるときは厚みが薄
い（たとえば０．２仏程度）ので、厚み部分による平行
磁界の影響が少なくなって都合がよい。磁気抵抗片１５
は絶縁膜１４の表面に形成されるので、下層導体片１４
とは確実に絶縁される。１６は磁気抵抗片１５を覆うよ
うに形成された二酸化けし、素などによる絶縁膜、１７
は絶縁膜１６の表面に形成された上層導体片（第５図参
照。

）である。上層導体片１７はその一端１７ａがひとつの
下層導体片１３の端部１３ａに接続され、他の一端１７
ｂは前記下層導体片１３に隣り合う他のひとつの下層導
体片１３の他方の端部１３ｂに接続される。図の例は接
続される各端部を重ね合わして形成しているが、絶縁膜
１４又は１６が下層導体片１３を覆うように形成されて
ある場合は、その絶縁膜１４又は１６に孔をあげて下層
導体片１３の端部を露出させ、この孔を利用して上層導
体片１７の端部と接続するようにしてもよい。上層導体
片１７は下層導体片１３と同様に厚膿又は薄膜とし、所
定のパターンに形成ればよい。上下両導体片を前記のよ
うに接続することによって、この両導体片によりコイル
が形成されることになる。上記のように上下導体片によ
って形成されたコイルの両端に直流電圧を印加すれば磁
界が発生する。

この磁界の方向は磁気抵抗片１５Ａの長手方向と同じ方
向となる。そこで両磁気抵抗片１５Ａ，１５Ｂを第２図
のように接続しておけば、前記コイルの両端に印加する
直流電圧によって、第２図の出力端子間に電圧が生ずる
ようになる。そして前記直流電圧を与える入力回路と、
前記出力端子とは電気的な絶縁が確実に維持される。こ
れによって電気的な入出力の絶縁が行なわれた状態で信
号の伝達が可能になるのである。なお第５図の構成にお
いて、絶縁又は保護のためにその全表面を二酸化けし、
素のような絶縁膜でコーティングしてもよい。

又シリコン基板１１を使用しているので、磁気抵抗素子
の他にこのシリコン基板上に他のＩＣ素子又は半導体素
子或いはこれらの回路を形成することも可能である。以
上詳述したように、この発明によれば磁界発生のための
コイルを素子に内蔵したので、外部からコイルを巻回す
る必要はなくなるし、又内蔵させたことのよって素子自
体を充分小型化することができるといった効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気抵抗素子を使用した信号伝達器の普通に考
えられる使用状態を示す斜視図、第２図は磁気抵抗素子
を使用した回路図、第３図、第４図は製作過程を示す斜
視図、第５図はこの発明の実施例を示す斜視図、第６図
はこの発明の他の実施例を示す回路図である。 １１・・・基板、１２，１４，１６…絶縁膜、１３，１
７・・・導体片、１５Ａ，１５Ｂ・・・磁気抵抗片。 素′図 第２図 第Ｊ図 第４図 器ｊ図 乗る図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に設けられた絶縁膜間に磁界に対して磁気抵
   抗効果を示す磁気抵抗片を設け、前記絶縁膜の上下面の
   導体片を形成するとともに両導体片の端部をコイルが形
   成されるように接続してなり、前記コイルの両端に入力
   信号を与え、かつ前記磁気抵抗片の梯抗変化に基づく信
   号を出力信号としてなる信号伝達素子。 ２ 基板がシリコン基板である特許請求の範囲第１項記
   載の信号伝達素子。 ３ 絶縁膜が二酸化けい素膜である特許請求の範囲第１
   項記載の信号伝達素子。 ４ 磁気抵抗片はブリツジ回路の一部を構成している特
   許請求の範囲第１項記載の信号伝達素子。 ５ 磁気抵抗片は複数形成されブリツジ回路を構成して
   いる特許請求の範囲第１項記載の信号伝達素子。 ６ 磁気抵抗片が面に平行な磁界に対して磁気抵抗効果
   を示す材料からなる特許請求の範囲第１項記載の信号伝
   達素子。 ７ 材料が強磁性材料からなる特許請求の範囲第６項記
   載の信号伝達素子。