JPS635256Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS635256Y2 JPS635256Y2 JP3807181U JP3807181U JPS635256Y2 JP S635256 Y2 JPS635256 Y2 JP S635256Y2 JP 3807181 U JP3807181 U JP 3807181U JP 3807181 U JP3807181 U JP 3807181U JP S635256 Y2 JPS635256 Y2 JP S635256Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- position detection
- stripes
- ferromagnetic magnetoresistive
- length
- 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.)
- Expired
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 34
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 15
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 77
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
本考案は、磁気信号が等間隔のビツト長ｐを有
する磁化の形で記録されている磁気記憶媒体から
生じる周期的信号磁界の強弱、特に前記周期的磁
界のピーク位置もしくはそのピーク近傍の変化
を、強磁性磁気抵抗効果薄膜（以下MR膜と略称
する）の抵抗変化として検出する位置検出用強磁
性磁気抵抗効果素子（以下位置検出用MR素子と
略称する）に関する。 位置検出用MR素子は磁気記憶媒体との相対位
置に応じた信号を出力するもので、リニアエンコ
ーダーやロータリーエンコーダー等の位置検出器
の検出部に使用される。こうした位置検出用MR
素子では磁気記憶媒体との相対速度にかかわりな
く信号を検出する必要があり、MR膜ストライプ
の電気抵抗の変化は駆動電流による両端電圧の変
化として直流的に検出される。このため、磁界以
外の原因による両端電圧の変動、つまりオフセツ
トとドリフトはそのまま誤動作、ないしは動作予
裕度の低下を引きおこす。このうちドリフトは主
として温度変動によるものであるが、従来から差
動構成やブリツジ構成をすることで解決されてい
る。すなわち磁気記憶媒体の磁化のビツト長をｐ
としてｐ／２離れた２本のMR膜ストライプの抵抗 値が互いに逆相で変化することを利用し、それら
で差動構成をしたり、また互いにｐ／２離れた４本 のMR膜ストライプでブリツジ構成をして温度等
による同相変化分を打消している。 一方、オフセツトの原因は主として作製時のば
らつき、つまりMR膜の膜厚分布やストライプの
パターンニングのばらつきによる。従来同一基板
上のMR膜で前述の様に差動構成やブリツジ構成
をすることである程度改善されてはいたが、オフ
セツトの大きさとMR膜のストライプの配置の重
要性が認識されていなかつたため、オフセツトの
低減は不十分であり、オフセツトを外部的に調整
することが不可欠となつていた。 こうして従来の位置検出用MR素子ではオフセ
ツト調整のために部品点数が増加したり、調整の
繁雑な手間が必要となるなどの問題があつた。 本考案は、ブリツジ構成をしたMR膜ストライ
プを最適な位置に配置することにより、オフセツ
トが極めて小さく、その調整を必要としない位置
検出用MR素子を提供することにある。 本考案の位置検出用MR素子は磁気信号が等間
隔のビツト長ｐを有する磁化の形で記録されてい
る磁気記憶媒体によつて生じる周期的信号磁界を
検出するものであり、2n（ｎ≧１整数）本の互い
に平行で長さが等しいMR膜ストライプを、それ
らの中心を基準位置とし、ビツト長ｐを単位とし
て±kp（ｋ≧１、総計ｎ個の整数）の位置に配置
し、互いに直列に電気的に接続した第１のMR膜
ストライプ群、及びそれらのMR膜ストライプと
平行で長さの等しい同本数のMR膜ストライプを
基準位置から±（ｌ−1/2）ｐ（ｌ≧１、総計ｎ個
の整数）の位置に配置し、互いに直列に電気的に
接続した第２のMR膜ストライプ群とを有し、第
１と第２のMR膜ストライプ群を更に電気的に直
列に接続して、この接続点と、それぞれのMR膜
ストライプ群の他端とに電極素子を設けたことを
特徴とするものである。 次に本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。 第１図は本考案の位置検出用MR素子の第一の
実施例を示した平面図である。これは平滑な基板
１上に形成された互いに平行で長さの等しいMR
膜ストライプ２，３，４，５とそれらを電気的に
接続する導電体部６，７，８及び電極端子９，１
０，１１から成り、ｎ＝１としたものに相当す
る。２本のMR膜ストライプ２，３はそれらの中
心を基準位置１２とし、ビツト長ｐを単位として
±ｐ（つまりｋ＝１）の位置に配置し、導電体部
６によつて直列に接続して第１のMR膜ストライ
プ群を形成している。また、他の２本のMR膜ス
トライプ４，５は基準位置１２から±ｐ／２（つま りｌ＝１）に配置して導電体部７によつて直列に
接続して第２のMR膜ストライプ群を形成してい
る。この第１及び第２のMR膜ストライプ群は更
に導電体部８によつて直列に接続し、この接続点
に電極端子９を設け、それぞれのMR膜ストライ
プ群の他端に電極端子１０及び１１を設けてい
る。 第２図はMR膜ストライプ２，３，４，５の結
線を示す等価回路で、この差動回路を構成する抵
抗RA1，RB1，RB2，RA2がそれぞれMR膜ストライ
プ２，３，４，５に対応する。 次にこの位置検出用MR素子の動作を第１図、
第２図、第３図及び第４図によつて説明する。 第３図は位置検出用MR素子と磁気記憶媒体と
の位置関係を示す簡単な見取図である。位置検出
用MR素子（ここでは単にMR膜ストライプ２，
３，４，５で代表的に表わしている）は磁気記憶
媒体１１の面に平行に対向して配置される。磁気
記憶媒体１１にはビツト長をｐとする磁化が記録
され、ｘ方向への相対的変位に伴なつてMR膜ス
トライプ２，３，４，５へ作用する信号磁界１２
が周期的に変化する。これによりそれぞれのMR
膜ストライプの抵抗値も同様に周期的に変化す
る。これを第４図ａに示す。MR膜ストライプの
抵抗値は磁化の境界線１３上で最大となり、その
中間で最小となる。こうしてMR膜ストライプ
２，３，４，５の位置関係により、第１のMR膜
ストライプ群をなすMR膜ストライプ２，５の抵
抗値は共にRAの様に変化し、第２のMR膜ストラ
イプ群をなすMR膜ストライプ３，４の抵抗値は
全く逆相のRBの様に変化する。従つてこの第１
と第２とのMR膜ストライプ群によつて差動構成
を行なうことにより、周期ｐでゼロを中心として
変化する差動出力が得られる。すなわち、第１図
に示す位置検出用MR素子に於て電極端子９と１
０との間、及び９と１１との間に駆動電流Ｉを流
すことにより、電極端子１０と１１との間に第４
図ｂに示す差動出力電圧VMR1が得られる。通常
この差動出力VMR1がゼロをしきい値としてパル
ス化され、磁気記憶媒体との相対的変化量に応じ
たパルス列出力となるのである。従つて差動出力
がVMR1の様にオフセツトがない場合には問題な
いが、これにオフセツトVpffが加わつたVMR2の様
な出力になつた場合にはパルス化できなくなつた
り、またそうならないまでもノイズに対する予裕
度が低下して位置検出の機能を果せなくなつてし
まう。本考案の位置検出用MR素子はこのオフセ
ツトVpffを極めて小さくできることを特徴として
おり、次に従来のものと比較してこれを説明す
る。 第５図ａは従来普通に行なわれているMR膜ス
トライプの配置を示したもので、２本のMR膜ス
トライプ１６，１７はｐ／２だけ離して配置され、 両者に電流Ｉを流して差動出力がとり出される。
また第５図ｂは本考案によるMR膜ストライプの
配置を示したもので、すでに説明したものと同じ
である。それぞれのMR膜ストライプ１６，１７
及び２，３，４，５の抵抗値がすべて等しければ
どちらの場合もオフセツトVpffは生じないのであ
るが、現実には製作時にMR膜の膜厚分布やスト
ライプパターン形成時に、エツチング剤のむら等
によるパターン幅のばらつきが生じ、抵抗値がば
らつくのは避けられない。しかし、この様なMR
膜ストライプ群の抵抗値のばらつきには真にラン
ダムをばらつき以外に空間的に系統的な偏差があ
り、しかも一般にこの系統的偏差の方が大きな部
分を占めている。系統的偏差はMR膜の膜厚が空
間的にゆるやかな分布を持つこと、及びフオトエ
ツチング技術等によつてストライプパターンを形
成する際のオーバーエツチング量がやはり空間的
にゆるやかな分布を持つことに起因する。こうし
て、４本のMR膜ストライプの抵抗値には強い相
関関係があり、これを利用した本考案の配置と、
従来のもののオフセツトVpff（これは系統的偏差
に起因するオフセツトVpff′と真にランダムをば
らつきによるオフセツトVpff″との和である）と
は大きく異なる。これは以下の様に容易に示すこ
とができる。 MR膜のゆるやかな膜厚分布や、ストライプパ
ターン幅の分布によつて生ずる抵抗値の偏差も空
間的にゆるやかであり、１つの位置検出用MR素
子程度の大きさの範囲内では次の様に線形に近似
できる。 ｒ（ｘ，ｙ）＝r0（１＋ax＋by） …(1) 但し、ここでｒは座標ｘ，ｙでの単位長さ当り
のMR膜ストライプの抵抗値、r0は任意にとつた
座標原点での単位長さ当りの抵抗値であり、ａ，
ｂは抵抗値の分布に応じた係数である。またここ
では真にランダムなばらつきは省略している。こ
れにより１本のMR膜ストライプの抵抗値はスト
ライプ長をｌとして、 Ri（ｘ）＝∫l 0r0（１＋ax＋by）dy ＝r0l（１＋bl／２＋ax） …(2) となる。各MR膜のｘ座標を代入して得たそれぞ
れの抵抗値、及びオフセツトVpff′を表１にまと
める。
する磁化の形で記録されている磁気記憶媒体から
生じる周期的信号磁界の強弱、特に前記周期的磁
界のピーク位置もしくはそのピーク近傍の変化
を、強磁性磁気抵抗効果薄膜（以下MR膜と略称
する）の抵抗変化として検出する位置検出用強磁
性磁気抵抗効果素子（以下位置検出用MR素子と
略称する）に関する。 位置検出用MR素子は磁気記憶媒体との相対位
置に応じた信号を出力するもので、リニアエンコ
ーダーやロータリーエンコーダー等の位置検出器
の検出部に使用される。こうした位置検出用MR
素子では磁気記憶媒体との相対速度にかかわりな
く信号を検出する必要があり、MR膜ストライプ
の電気抵抗の変化は駆動電流による両端電圧の変
化として直流的に検出される。このため、磁界以
外の原因による両端電圧の変動、つまりオフセツ
トとドリフトはそのまま誤動作、ないしは動作予
裕度の低下を引きおこす。このうちドリフトは主
として温度変動によるものであるが、従来から差
動構成やブリツジ構成をすることで解決されてい
る。すなわち磁気記憶媒体の磁化のビツト長をｐ
としてｐ／２離れた２本のMR膜ストライプの抵抗 値が互いに逆相で変化することを利用し、それら
で差動構成をしたり、また互いにｐ／２離れた４本 のMR膜ストライプでブリツジ構成をして温度等
による同相変化分を打消している。 一方、オフセツトの原因は主として作製時のば
らつき、つまりMR膜の膜厚分布やストライプの
パターンニングのばらつきによる。従来同一基板
上のMR膜で前述の様に差動構成やブリツジ構成
をすることである程度改善されてはいたが、オフ
セツトの大きさとMR膜のストライプの配置の重
要性が認識されていなかつたため、オフセツトの
低減は不十分であり、オフセツトを外部的に調整
することが不可欠となつていた。 こうして従来の位置検出用MR素子ではオフセ
ツト調整のために部品点数が増加したり、調整の
繁雑な手間が必要となるなどの問題があつた。 本考案は、ブリツジ構成をしたMR膜ストライ
プを最適な位置に配置することにより、オフセツ
トが極めて小さく、その調整を必要としない位置
検出用MR素子を提供することにある。 本考案の位置検出用MR素子は磁気信号が等間
隔のビツト長ｐを有する磁化の形で記録されてい
る磁気記憶媒体によつて生じる周期的信号磁界を
検出するものであり、2n（ｎ≧１整数）本の互い
に平行で長さが等しいMR膜ストライプを、それ
らの中心を基準位置とし、ビツト長ｐを単位とし
て±kp（ｋ≧１、総計ｎ個の整数）の位置に配置
し、互いに直列に電気的に接続した第１のMR膜
ストライプ群、及びそれらのMR膜ストライプと
平行で長さの等しい同本数のMR膜ストライプを
基準位置から±（ｌ−1/2）ｐ（ｌ≧１、総計ｎ個
の整数）の位置に配置し、互いに直列に電気的に
接続した第２のMR膜ストライプ群とを有し、第
１と第２のMR膜ストライプ群を更に電気的に直
列に接続して、この接続点と、それぞれのMR膜
ストライプ群の他端とに電極素子を設けたことを
特徴とするものである。 次に本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。 第１図は本考案の位置検出用MR素子の第一の
実施例を示した平面図である。これは平滑な基板
１上に形成された互いに平行で長さの等しいMR
膜ストライプ２，３，４，５とそれらを電気的に
接続する導電体部６，７，８及び電極端子９，１
０，１１から成り、ｎ＝１としたものに相当す
る。２本のMR膜ストライプ２，３はそれらの中
心を基準位置１２とし、ビツト長ｐを単位として
±ｐ（つまりｋ＝１）の位置に配置し、導電体部
６によつて直列に接続して第１のMR膜ストライ
プ群を形成している。また、他の２本のMR膜ス
トライプ４，５は基準位置１２から±ｐ／２（つま りｌ＝１）に配置して導電体部７によつて直列に
接続して第２のMR膜ストライプ群を形成してい
る。この第１及び第２のMR膜ストライプ群は更
に導電体部８によつて直列に接続し、この接続点
に電極端子９を設け、それぞれのMR膜ストライ
プ群の他端に電極端子１０及び１１を設けてい
る。 第２図はMR膜ストライプ２，３，４，５の結
線を示す等価回路で、この差動回路を構成する抵
抗RA1，RB1，RB2，RA2がそれぞれMR膜ストライ
プ２，３，４，５に対応する。 次にこの位置検出用MR素子の動作を第１図、
第２図、第３図及び第４図によつて説明する。 第３図は位置検出用MR素子と磁気記憶媒体と
の位置関係を示す簡単な見取図である。位置検出
用MR素子（ここでは単にMR膜ストライプ２，
３，４，５で代表的に表わしている）は磁気記憶
媒体１１の面に平行に対向して配置される。磁気
記憶媒体１１にはビツト長をｐとする磁化が記録
され、ｘ方向への相対的変位に伴なつてMR膜ス
トライプ２，３，４，５へ作用する信号磁界１２
が周期的に変化する。これによりそれぞれのMR
膜ストライプの抵抗値も同様に周期的に変化す
る。これを第４図ａに示す。MR膜ストライプの
抵抗値は磁化の境界線１３上で最大となり、その
中間で最小となる。こうしてMR膜ストライプ
２，３，４，５の位置関係により、第１のMR膜
ストライプ群をなすMR膜ストライプ２，５の抵
抗値は共にRAの様に変化し、第２のMR膜ストラ
イプ群をなすMR膜ストライプ３，４の抵抗値は
全く逆相のRBの様に変化する。従つてこの第１
と第２とのMR膜ストライプ群によつて差動構成
を行なうことにより、周期ｐでゼロを中心として
変化する差動出力が得られる。すなわち、第１図
に示す位置検出用MR素子に於て電極端子９と１
０との間、及び９と１１との間に駆動電流Ｉを流
すことにより、電極端子１０と１１との間に第４
図ｂに示す差動出力電圧VMR1が得られる。通常
この差動出力VMR1がゼロをしきい値としてパル
ス化され、磁気記憶媒体との相対的変化量に応じ
たパルス列出力となるのである。従つて差動出力
がVMR1の様にオフセツトがない場合には問題な
いが、これにオフセツトVpffが加わつたVMR2の様
な出力になつた場合にはパルス化できなくなつた
り、またそうならないまでもノイズに対する予裕
度が低下して位置検出の機能を果せなくなつてし
まう。本考案の位置検出用MR素子はこのオフセ
ツトVpffを極めて小さくできることを特徴として
おり、次に従来のものと比較してこれを説明す
る。 第５図ａは従来普通に行なわれているMR膜ス
トライプの配置を示したもので、２本のMR膜ス
トライプ１６，１７はｐ／２だけ離して配置され、 両者に電流Ｉを流して差動出力がとり出される。
また第５図ｂは本考案によるMR膜ストライプの
配置を示したもので、すでに説明したものと同じ
である。それぞれのMR膜ストライプ１６，１７
及び２，３，４，５の抵抗値がすべて等しければ
どちらの場合もオフセツトVpffは生じないのであ
るが、現実には製作時にMR膜の膜厚分布やスト
ライプパターン形成時に、エツチング剤のむら等
によるパターン幅のばらつきが生じ、抵抗値がば
らつくのは避けられない。しかし、この様なMR
膜ストライプ群の抵抗値のばらつきには真にラン
ダムをばらつき以外に空間的に系統的な偏差があ
り、しかも一般にこの系統的偏差の方が大きな部
分を占めている。系統的偏差はMR膜の膜厚が空
間的にゆるやかな分布を持つこと、及びフオトエ
ツチング技術等によつてストライプパターンを形
成する際のオーバーエツチング量がやはり空間的
にゆるやかな分布を持つことに起因する。こうし
て、４本のMR膜ストライプの抵抗値には強い相
関関係があり、これを利用した本考案の配置と、
従来のもののオフセツトVpff（これは系統的偏差
に起因するオフセツトVpff′と真にランダムをば
らつきによるオフセツトVpff″との和である）と
は大きく異なる。これは以下の様に容易に示すこ
とができる。 MR膜のゆるやかな膜厚分布や、ストライプパ
ターン幅の分布によつて生ずる抵抗値の偏差も空
間的にゆるやかであり、１つの位置検出用MR素
子程度の大きさの範囲内では次の様に線形に近似
できる。 ｒ（ｘ，ｙ）＝r0（１＋ax＋by） …(1) 但し、ここでｒは座標ｘ，ｙでの単位長さ当り
のMR膜ストライプの抵抗値、r0は任意にとつた
座標原点での単位長さ当りの抵抗値であり、ａ，
ｂは抵抗値の分布に応じた係数である。またここ
では真にランダムなばらつきは省略している。こ
れにより１本のMR膜ストライプの抵抗値はスト
ライプ長をｌとして、 Ri（ｘ）＝∫l 0r0（１＋ax＋by）dy ＝r0l（１＋bl／２＋ax） …(2) となる。各MR膜のｘ座標を代入して得たそれぞ
れの抵抗値、及びオフセツトVpff′を表１にまと
める。
【表】
ここで、オフセツトVpff′は駆動電流をＩとし
てVpff′＝RB1＋RB2）Ｉ−（RA1＋RA2）Ｉ …(3) として計算している。従来の位置検出用MR素子
のオフセツトがap、つまり位置検出用MR素子で
ｐだけ離れた点でのMR膜ストライプ抵抗値の偏
差比率の項を含むのに対し、本考案の位置検出用
MR素子ではオフセツトは全く存在しない。この
効果を実際の数値を代入してより具体的に示す。
通常用いられるビツト長ｐの値は数100μｍ〜数
mmであり、例えばｐ＝１mmとするとこれに対する
代表的なapの値は0.5％程度である。またr0lは偏
差のないMR膜ストライプ１本の抵抗値であり、
代表的な値は500Ω程度（NiFe合金の500Å厚、
20μｍ幅、１mm長ストライプ、但し従来の位置検
出用MR素子のものではストライプ本数が少ない
ので２mm長）となる。従つて、駆動電流１mmＡ当
りのオフセツトVpff′は従来の位置検出用MR素子
では1.25mVになるのに対し、本考案の位置検出
用MR素子では0.01mVにもならない。一方、真
にランダムなばらつきに起因するオフセツト
Vpff″の代表的な値は同じ条件で0.3mV程度であ
り、従つて合計のオフセツトVpffでも従来のもの
が1.55mVであるのに対し、本考案のものは
0.3mV程度にしかすぎない。これを位置検出用
MR素子の出力と比較すると差動出力VMRのZero
−to−peak値は駆動電流1mA当り最大でも
14mV程度、実際に使用される場合には３〜
10mV程度である。従つて第５図ｂに示される様
に、従来の位置検出用MR素子ではオフセツト
Vpffを回路的に調整することが不可欠であるのに
対し、本考案の位置検出用MR素子では何等その
必要がないことは明らかである。 以上の実施例で、第１のMR膜ストライプ群と
して２本のMR膜ストライプをその中心を基準と
して±ｐの位置に配置し、第２のMR膜ストライ
プ群として同数の２本のMR膜ストライプを同じ
基準から±ｐ／２の位置に配置している。しかし MR膜の出力波形が第４図ａに示した様にビツチ
ｐの周期性を持つので、この点を考慮すると第１
及び第２のMR膜ストライプ群として2n本（ｎ≧
１）ずつのMR膜ストライプをそれぞれ±kp（ｋ
≧１）、及び±（ｌ−1/2）ｐ（ｌ≧１）に配置して
もこれまでの説明は全く同様に成り立つ。例えば
第１のMR膜ストライプ群として２本（つまりｎ
＝１）のMR膜ストライプを±2p（つまりｋ＝２）
に配置し、第２のMR膜ストライプ群として同数
のMR膜ストライプを±3/2ｐ（つまりｌ＝２）に
配置してもよい。また、第１及び第２のMR膜ス
トライプ群として４本（つまりｎ＝２）ずつの
MR膜ストライプをそれぞれ±2p，±ｐ（つまりｋ
＝１，２）と±3/2ｐ，±ｐ／２（つまりｌ＝１，２） に配置したものでも効果は同じである。尚、MR
膜ストライプが形成されている範囲が大きくなる
程、抵抗値分布が(1)式の線形近似からずれるの
で、特性的には第１図に示した実施例の様に最小
の本数でなるべく近似させて配置したものが最適
であるが、低消費電力化のために高抵抗の位置検
出用MR素子が必要な場合にはMRストライプ本
数を増やすことが有力である。 導電体部６，７，８及び電極端子９，１０，１
１の形状配置もあくまでも一例であり、所定の差
動回路を形成する限りどのようなものであつても
よい。例えば導電体の抵抗がMR膜ストライプの
抵抗に対して無視できない場合にはこれもオフセ
ツトの原因となり得るので、第１及び第２のMR
膜ストライプ群に含まれる導電体部の抵抗がそれ
ぞれ等しくなる様にする。 ここで位置検出用MR素子の基板１としては、
表面の滑らかなガラス、セラミツクや表面に絶縁
層を形成したシリコン板等が適しており、この上
にMR膜ストライプ２，３，４，５としてNi，
Fe，Co等の単体、又は、それらを主成分として
含む合金を蒸着、スパツター、めつきなどで形成
し、フオトエツチング等の微細加工技術によつて
不要部分を除去して所定の形状にする。 MR膜ストライプの代表的な形状を挙げると膜
厚が200〜1000Å、幅が数μｍ〜100μｍ、長さ数
100μｍ〜数mm程度であり、それらの具体的な数
値は使用する磁気記憶媒体やビツト長ｐ等に合わ
せて決定される。 導電体部６，７，８及び電極端子９，１０，１
１は抵抗値が小さいAu，Ag，Cu，Al等が適し
ており、MR膜ストライプと同様にして所定の形
状に形成する。 以上説明した様に、本考案の位置検出用MR素
子は磁気信号が等間隔のビツト長ｐを有する磁化
の形で記録された磁気記憶媒体から生じる周期的
信号磁界を検出するもので、2n（ｎ≧１整数）本
の互いに平行で長さが等しいMR膜ストライプ
を、それらの中心を基準位置とし、ビツト長ｐを
単位として±kp（ｋ≧１、総計ｎ個の整数）の位
置に配置し、互いに直列に接続した第１のMR膜
ストライプ群、及びそれらのMR膜ストライプと
平行で長さの等しい同本数のMR膜ストライプを
基準位置から±（ｌ−1/2）ｐ（ｌ≧１、総計ｎ個
の整数）の位置に配置し、互いに直列に電気的に
接続した第２のMR膜ストライプ群とを有し、第
１と第２のMR膜ストライプ群を更に電気的に直
列に接続し、この接続点及びそれぞれのMR膜ス
トライプ群の他端との電極端子を設けたため、
MR膜ストライプを形成する際に設けられない抵
抗値のばらつきがあつてもオフセツトは生ぜず、
調整が不要となり、そのための余分の部品、回路
や繁雑な手間を除去できる効果を有するものであ
る。
てVpff′＝RB1＋RB2）Ｉ−（RA1＋RA2）Ｉ …(3) として計算している。従来の位置検出用MR素子
のオフセツトがap、つまり位置検出用MR素子で
ｐだけ離れた点でのMR膜ストライプ抵抗値の偏
差比率の項を含むのに対し、本考案の位置検出用
MR素子ではオフセツトは全く存在しない。この
効果を実際の数値を代入してより具体的に示す。
通常用いられるビツト長ｐの値は数100μｍ〜数
mmであり、例えばｐ＝１mmとするとこれに対する
代表的なapの値は0.5％程度である。またr0lは偏
差のないMR膜ストライプ１本の抵抗値であり、
代表的な値は500Ω程度（NiFe合金の500Å厚、
20μｍ幅、１mm長ストライプ、但し従来の位置検
出用MR素子のものではストライプ本数が少ない
ので２mm長）となる。従つて、駆動電流１mmＡ当
りのオフセツトVpff′は従来の位置検出用MR素子
では1.25mVになるのに対し、本考案の位置検出
用MR素子では0.01mVにもならない。一方、真
にランダムなばらつきに起因するオフセツト
Vpff″の代表的な値は同じ条件で0.3mV程度であ
り、従つて合計のオフセツトVpffでも従来のもの
が1.55mVであるのに対し、本考案のものは
0.3mV程度にしかすぎない。これを位置検出用
MR素子の出力と比較すると差動出力VMRのZero
−to−peak値は駆動電流1mA当り最大でも
14mV程度、実際に使用される場合には３〜
10mV程度である。従つて第５図ｂに示される様
に、従来の位置検出用MR素子ではオフセツト
Vpffを回路的に調整することが不可欠であるのに
対し、本考案の位置検出用MR素子では何等その
必要がないことは明らかである。 以上の実施例で、第１のMR膜ストライプ群と
して２本のMR膜ストライプをその中心を基準と
して±ｐの位置に配置し、第２のMR膜ストライ
プ群として同数の２本のMR膜ストライプを同じ
基準から±ｐ／２の位置に配置している。しかし MR膜の出力波形が第４図ａに示した様にビツチ
ｐの周期性を持つので、この点を考慮すると第１
及び第２のMR膜ストライプ群として2n本（ｎ≧
１）ずつのMR膜ストライプをそれぞれ±kp（ｋ
≧１）、及び±（ｌ−1/2）ｐ（ｌ≧１）に配置して
もこれまでの説明は全く同様に成り立つ。例えば
第１のMR膜ストライプ群として２本（つまりｎ
＝１）のMR膜ストライプを±2p（つまりｋ＝２）
に配置し、第２のMR膜ストライプ群として同数
のMR膜ストライプを±3/2ｐ（つまりｌ＝２）に
配置してもよい。また、第１及び第２のMR膜ス
トライプ群として４本（つまりｎ＝２）ずつの
MR膜ストライプをそれぞれ±2p，±ｐ（つまりｋ
＝１，２）と±3/2ｐ，±ｐ／２（つまりｌ＝１，２） に配置したものでも効果は同じである。尚、MR
膜ストライプが形成されている範囲が大きくなる
程、抵抗値分布が(1)式の線形近似からずれるの
で、特性的には第１図に示した実施例の様に最小
の本数でなるべく近似させて配置したものが最適
であるが、低消費電力化のために高抵抗の位置検
出用MR素子が必要な場合にはMRストライプ本
数を増やすことが有力である。 導電体部６，７，８及び電極端子９，１０，１
１の形状配置もあくまでも一例であり、所定の差
動回路を形成する限りどのようなものであつても
よい。例えば導電体の抵抗がMR膜ストライプの
抵抗に対して無視できない場合にはこれもオフセ
ツトの原因となり得るので、第１及び第２のMR
膜ストライプ群に含まれる導電体部の抵抗がそれ
ぞれ等しくなる様にする。 ここで位置検出用MR素子の基板１としては、
表面の滑らかなガラス、セラミツクや表面に絶縁
層を形成したシリコン板等が適しており、この上
にMR膜ストライプ２，３，４，５としてNi，
Fe，Co等の単体、又は、それらを主成分として
含む合金を蒸着、スパツター、めつきなどで形成
し、フオトエツチング等の微細加工技術によつて
不要部分を除去して所定の形状にする。 MR膜ストライプの代表的な形状を挙げると膜
厚が200〜1000Å、幅が数μｍ〜100μｍ、長さ数
100μｍ〜数mm程度であり、それらの具体的な数
値は使用する磁気記憶媒体やビツト長ｐ等に合わ
せて決定される。 導電体部６，７，８及び電極端子９，１０，１
１は抵抗値が小さいAu，Ag，Cu，Al等が適し
ており、MR膜ストライプと同様にして所定の形
状に形成する。 以上説明した様に、本考案の位置検出用MR素
子は磁気信号が等間隔のビツト長ｐを有する磁化
の形で記録された磁気記憶媒体から生じる周期的
信号磁界を検出するもので、2n（ｎ≧１整数）本
の互いに平行で長さが等しいMR膜ストライプ
を、それらの中心を基準位置とし、ビツト長ｐを
単位として±kp（ｋ≧１、総計ｎ個の整数）の位
置に配置し、互いに直列に接続した第１のMR膜
ストライプ群、及びそれらのMR膜ストライプと
平行で長さの等しい同本数のMR膜ストライプを
基準位置から±（ｌ−1/2）ｐ（ｌ≧１、総計ｎ個
の整数）の位置に配置し、互いに直列に電気的に
接続した第２のMR膜ストライプ群とを有し、第
１と第２のMR膜ストライプ群を更に電気的に直
列に接続し、この接続点及びそれぞれのMR膜ス
トライプ群の他端との電極端子を設けたため、
MR膜ストライプを形成する際に設けられない抵
抗値のばらつきがあつてもオフセツトは生ぜず、
調整が不要となり、そのための余分の部品、回路
や繁雑な手間を除去できる効果を有するものであ
る。
第１図は本考案の位置検出用MR素子の第一の
実施例を示す平面図、第２図はMR膜ストライプ
による差動構成の等価回路図、第３図は位置検出
用MR素子と磁気記憶媒体との位置関係を示す見
取図、第４図ａは位置検出用MR素子と磁気記憶
媒体との変位に伴なうMR膜ストライプの抵抗値
の変化を示す波形図、第４図ｂはその時の差動出
力波形図であり、第５図ａは従来の位置検出用
MR素子のMR膜ストライプの配置を示した図、
第５図ｂは本考案によるMR膜ストライプの配置
を示した図である。 図において、１は基板、２，３，４，５及び１
６，１７はMR膜ストライプ、６，７，８は導電
体部、９，１０，１１は電極端子、１２はMR膜
の中心とる基準線、１３は磁気記憶媒体、１４は
周期的信号磁界、１５は磁化の境界線である。
実施例を示す平面図、第２図はMR膜ストライプ
による差動構成の等価回路図、第３図は位置検出
用MR素子と磁気記憶媒体との位置関係を示す見
取図、第４図ａは位置検出用MR素子と磁気記憶
媒体との変位に伴なうMR膜ストライプの抵抗値
の変化を示す波形図、第４図ｂはその時の差動出
力波形図であり、第５図ａは従来の位置検出用
MR素子のMR膜ストライプの配置を示した図、
第５図ｂは本考案によるMR膜ストライプの配置
を示した図である。 図において、１は基板、２，３，４，５及び１
６，１７はMR膜ストライプ、６，７，８は導電
体部、９，１０，１１は電極端子、１２はMR膜
の中心とる基準線、１３は磁気記憶媒体、１４は
周期的信号磁界、１５は磁化の境界線である。
Claims (1)
- 磁気信号が等間隔のビツト長ｐを有し、磁化の
形で記録されている磁気記憶媒体によつて生じる
周期的信号磁界を検出する位置検出用強磁性磁気
抵抗効果素子において、該位置検出用強磁性磁気
抵抗効果素子は、2n（ｎ≧１、整数）本の互いに
平行で長さが等しいストライプ状の強磁性磁気抵
抗効果薄膜を、それらの中心を基準とし、前記ビ
ツト長ｐを単位として±kp（ｋ≧１、総計ｎ個の
整数）の位置に対称的に配置し、互いに直列に電
気的に接続された第１の強磁性磁気抵抗効果薄膜
群と、この第１の強磁性磁気抵抗効果薄膜群をな
す強磁性磁気抵抗効果薄膜に対し平行で長さの等
しい同本数のストライプ状の強磁性磁気抵抗効果
薄膜を前記基準位置から前記ビツトｐ長を単位と
して±（ｌ−1/2）ｐ（ｌ≧１、総計ｎ個の整数）
の位置に配置し、互いに直列に電気的に接続した
第２の強磁性磁気抵抗効果薄膜群とを有し、前記
第１の強磁性磁気抵抗効果薄膜群と第２の強磁性
磁気抵抗効果薄膜群とを更に電気的に直列に接続
して、この接続点と、それぞれの磁気抵抗効果薄
膜群の他端とに電極端子を受けたことを特徴とす
る位置検出用強磁性磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3807181U JPS635256Y2 (ja) | 1981-03-18 | 1981-03-18 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3807181U JPS635256Y2 (ja) | 1981-03-18 | 1981-03-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57150964U JPS57150964U (ja) | 1982-09-22 |
| JPS635256Y2 true JPS635256Y2 (ja) | 1988-02-12 |
Family
ID=29835240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3807181U Expired JPS635256Y2 (ja) | 1981-03-18 | 1981-03-18 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS635256Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015121448A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 株式会社デンソー | 磁気検出装置及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-03-18 JP JP3807181U patent/JPS635256Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57150964U (ja) | 1982-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1068412A (en) | Magnetoresistive sandwich including sensor electrically parallel with electrical shunt and magnetic biasing layers | |
| US3967368A (en) | Method for manufacturing and using an internally biased magnetoresistive magnetic transducer | |
| JP4347040B2 (ja) | 磁場を測定するためのセンサ及びそのセンサの調整方法 | |
| CA1196093A (en) | Integrated magnetostrictive-piezoresistive magnetic recording playback head | |
| GB2109992A (en) | Magnetoelectric conversion element | |
| JPH0268706A (ja) | 磁気抵抗センサ | |
| US5909115A (en) | Position detecting apparatus employing magnetoresistance effect elements connected in series | |
| JPS5940316A (ja) | 磁気感知装置 | |
| JPH06130088A (ja) | 電流センサ | |
| JPS635256Y2 (ja) | ||
| JPS635257Y2 (ja) | ||
| JPS6159553B2 (ja) | ||
| JP2002511198A (ja) | 層構造体及び電流方向付け手段を備えた素子 | |
| JP2663460B2 (ja) | 磁気方位センサ | |
| JP3186258B2 (ja) | 非接触型ポテンショメータ | |
| JPH01227482A (ja) | 磁気抵抗素子 | |
| JPS625284B2 (ja) | ||
| JP2806549B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| RU1807534C (ru) | Магниторезистивный датчик | |
| JPS61184473A (ja) | 磁界センサ | |
| JPS6326451B2 (ja) | ||
| JPS6192414A (ja) | 磁気抵抗装置 | |
| JP2602203B2 (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
| JPS61209375A (ja) | 磁界検出器 | |
| JPS638530B2 (ja) |