JPS63202978A - 磁気抵抗デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し概要コ 本発明は磁気抵抗素子と同一チップ上に感温抵抗素子を
設け、該素子を温度センシング抵抗の一部として接続し
、デバイスの温度特性を改善するようにした磁気抵抗デ
バイスである。

［産業上の利用分野］ 本発明はブリッジ接続した磁気抵抗素子と演算増幅素子
を具備し温度特性を改善した磁気抵抗デバイスに関する
。

従来、磁気抵抗素子の温度補償を行うとき、ダイオード
などによる個別素子を接続しているため、小型化するこ
とが困難であり、温度補償されたより小型の磁気抵抗デ
バイスを得ることが要望されている。

［従来の技術］ 第３図は従来の温度補償された磁気抵抗デバイス回路を
示す図である。第３図において、１−１〜１−４は強磁
性金属薄膜（例えばニッケル・鉄合金Ｎ　ｉ　−Ｆ　ｅ
）による磁気抵抗素子で、これを２と示すブリッジ回路
に接続する。３は演算増幅器で定電圧回路４から駆動さ
れ、定電流をブリッジ回路２に流す。例えば磁気センサ
を磁束の中に置いたとき、ブリッジ回路２の一つの対角
頂点２−１　、２−２間から磁束の変化を抵抗の変化と
して検出し、ブリッジの他の対角頂点２−３　、２−４
間より、電圧変化として取り出すことができる。磁束変
化が位置変化を換算している場合には、変位検出もでき
る。

第３図において、５はダイオード素子を示す。ダイオー
ド素子５は磁気抵抗素子１−１〜１−４の温度特性を補
償するため挿入接続され、且つ磁気抵抗素子と熱的に結
合している。磁気抵抗素子１−１〜１−４によるブリッ
ジ回路２は、その磁気抵抗変化率に温度特性を有し、前
記材料の素子を使用するとき磁界の強さの同一変化に対
し、磁気感度の変化率が温度上昇と共に低下する傾向に
ある。磁気感度変化は −３０℃〜２５℃において約−０，０６％／℃２５°Ｃ
〜８０℃において約−０，１１％／℃程度である。その
ため温度上昇と共にブリッジ回路２に流す定電流値を増
大させるように、図示するダイオード素子５を挿入接続
する。ダイオードの両端の電圧値に対する温度特性は一
２ｍ　Ｖ　／　”Ｃ程度であるから、温度上昇の時に演
算増幅器３に対し大電圧を印加する。またブリッジ回路
２に流れる電流値はセンシング抵抗８で検出し、演算増
幅器３の他方の端子に印加しているので演算増幅器３の
出力即ち、定電流源の出力電流値を増加させている。な
お、このダイオード素子の代わりにサーミスタ素子を使
用する構成も検討されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 磁気抵抗素子を使用する磁気抵抗デバイスにおいて、温
度補償用に単体素子を挿入接続すると、チップ以外に外
付は抵抗を必要とするからデバイスとして大型化するこ
ととなる。また磁気抵抗素子とその温度補償用素子とを
同じ温度条件下に置くことが難しかった。したがって有
効で小型なデバイスを得ることか困難となっている。

本発明の目的は前述の欠点を改善し、磁気抵抗素子のチ
ップと同一チップ上に感温抵抗素子を形成し、できるだ
け小型化して且つ正確に温度補償のできる磁気抵抗デバ
イスを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図にお
いて、１−１〜１−４は強磁性金属薄膜による磁気抵抗
素子、２はブリッジ回路、６はチップ、７は感温抵抗素
子、８は温度センシング抵抗の一つ、９は定電流回路を
示す。

磁気抵抗素子１−１〜Ｌ４をブリッジ２接続し、該ブリ
ッジ２の或る対角頂点２−１　、２−２間に定電流を流
し、他の対角頂点２−３．２−４間より出力を取り出す
ようにした磁気抵抗デバイスにおいて、本発明は下記の
構成としている。即ち、 前記磁気抵抗素子１−１〜１−４を設けたチップ６と同
一チップ上に感温抵抗素子７を形成し、該感温抵抗素子
７を定電流回路９の入力端子及びブリッジ回路２の接地
側に接続したことである。

［作用］ 感温抵抗素子７が、磁気抵抗素子１−１〜１−４と同一
チップ上に形成されているため、両者の温度は同じと言
えるので、感温抵抗素子７の温度特性が前記ダイオード
素子の特性と同様に負性であれば、温度変化に対応した
電流変化を同様にブリッジ回路に与えることができる。

即ち高温になるとき感温抵抗素子の抵抗値が減少し、定
電流回路９に対しブリッジ回路に流れる電流値を若干増
加させる。

また低温に変化したときの動作は逆になる。そのため有
効な温度補償ができる。また該感温抵抗素子７の温度特
性が正性であっても、該定電流回路９のフィードバック
の極性を変えることにより、有効な温度補償が出来る。

このとき、抵抗素子８は素子７の感度を調整し、且つ定
電流回路９に対する制御電圧を得るために使用するから
、感温抵抗素子７のみで良好に動作すれば素子７を直接
接地する。

［実施例］ 第２図は本発明の実施例を示す図である。第２図におい
て、１１．１２は磁気抵抗素子を２組隣接して同一チッ
プ上に形成したものである。実際にはブリッジ状に並ぶ
抵抗素子を１つのウェハ上で多数製作したものについて
、その２個を切り出し、一方の素子群１１についてはブ
リッジ状に、他方の素子群１２については磁界の影響を
除くため２つ或いは４つをポンディング接続し、ブリッ
ジ接続した磁気抵抗素子と温度センシング抵抗とを形成
させる。即ち他方の抵抗素子群１２ではその２つ或いは
４つの抵抗素子が、ブリッジ接続された抵抗素子群１１
と接続される。抵抗素子８は感温抵抗素子７の動作特性
が大きい場合の調整用に接続するから、必要に応じて使
用することで良い。この場合若し磁気抵抗素子製造用マ
スクを工夫してブリッジ接続した抵抗素子群の或る一つ
と隣接して感温抵抗素子となるＮｉ−Ｆｅ材のみを形成
するときは、基板の所要面積が更に小さくなる。

次に強磁性金属薄膜を設けたチップをシリコン基板で得
て、同一基板上にドープして得た感温抵抗素子（サーミ
スタなど）を形成しても良い。この場合通常の製造法で
作った強磁性金属薄膜の磁気抵抗素子とボンディング接
続などを行う。このときは感温抵抗素子の温度特性とし
て負性のものが得られるため、温度補償に有効と思われ
る。

［発明の効果］ このようにして本発明によると、磁気抵抗素子の設けら
れているチップと同一チップ上に感温抵抗素子を形成し
ているから、抵抗体の導電接続により、温度補償回路を
容易に構成することができる。このときデバイスに外付
けの部品を特に設ける必要がない。また特性の調整素子
を要するとしても小型で高精度の磁気抵抗デバイスを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の実施例の構成を示す図、第３図は従来
のデバイスを示す図である。 ■−１〜１−４磁気抵抗素子 ２−ブリッジ回路 ２−１〜２−４−ブリッジ対角頂点 ６−チツブ ７−感温抵抗素子 ９一定電流回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　磁気抵抗素子（１−１）〜（１−４）をブリッジ（２
   ）接続し、該ブリッジ（２）の或る対角頂点（２−１）
   、（２−２）間に定電流を流し、他の対角頂点（２−３
   ）、（２−４）間より出力を取り出すようにした磁気抵
   抗デバイスにおいて、 前記磁気抵抗素子（１−１）〜（１−４）を設けたチッ
   プ（６）と同一チップ上に感温抵抗素子（７）を設け、
   該感温抵抗素子（７）を定電流回路（９）の入力側端子
   及びブリッジ回路（２）の接地側に接続したこと を特徴とする磁気抵抗デバイス。