JPWO2018184565A5 - - Google Patents

Description

好ましくは、センサは、交流基準電源をさらに備え、交流基準電源は、センサ内の細長い変調用アセンブリ、アナログ・フロント・エンド回路、ローパス・フィルタ、および混合器を周波数ｆで周期的に駆動し、アナログ・フロント・エンド回路は、フロント・エンド回路および増幅器を含み、フロント・エンド回路は、磁気抵抗センサの出力端子に容量結合され、混合器の入力端子は、交流基準電源とフロント・エンド回路の出力端子とに電気的に接続され、ローパス・フィルタの入力端子は、混合器の出力端子に電気的に接続され、ローパス・フィルタの出力端子は、出力信号を与え、出力信号は、磁気抵抗感知素子によって検出される磁場の振幅および極性に対応する。

Claims (12)

1. 被変調磁気抵抗センサであって、
   該被変調磁気抵抗センサは、ＸＹ平面上に配設された基板を有し、磁気抵抗感知素子、変調器、電気コネクタ、電気絶縁層、およびボンディング・パッドは、全て該基板上に配設され、該磁気抵抗感知素子の受感方向は、Ｘ軸に平行であり、
   該磁気抵抗感知素子は、磁気抵抗感知素子列を形成するように直列に接続され、該磁気抵抗感知素子列は、プッシュプル半ブリッジ回路またはプッシュプル・フルブリッジ回路であるセンサ・ブリッジを形成するように電気的に接続され、該磁気抵抗感知素子列は、バイアス電圧または電流が該磁気抵抗感知素子を通じて流れるとともに、該磁気抵抗感知素子上の電圧または電流が検出されるように該ボンディング・パッドに電気的に接続され、
   該変調器は該ボンディング・パッドに電気的に接続され、変調電流は該ボンディング・パッドから得られ、該変調電流の方向はＹ軸に平行であり、該変調器は、軟強磁束コンセントレータのまわりに磁場が発生して該軟強磁束コンセントレータの透過性を変調するように該変調電流を該軟強磁束コンセントレータのまわりの導体を通過させ、電気絶縁層は、該変調器を該磁気抵抗感知素子から隔てるように該変調器と該磁気抵抗感知素子の間に設定され、
   前記変調器は、複数の細長い変調用アセンブリで構成され、各該細長い変調用アセンブリは、長軸が前記Ｙ軸方向に平行であるとともに短軸が前記Ｘ軸方向に平行である長方形ストリップの構造にあり、該複数の細長い変調用アセンブリは、アレイに配置され、該細長い変調用アセンブリ間に間隙があり、該間隙の離間距離の方向は、前記Ｘ軸方向に沿っており、該細長い変調用アセンブリの端部は、曲がりくねった電流経路を形成するように前記電気コネクタによって接続されている、被変調磁気抵抗センサ。
2. 前記磁気抵抗感知素子は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、またはＴＭＲ磁気感知素子である、
   請求項１に記載の被変調磁気抵抗センサ。
3. 各前記細長い変調用アセンブリはＦＭ１層、ＮＭ層、およびＦＭ２層からなる三層構造であり、該ＦＭ１層および該ＦＭ２層は軟強磁性層であり、該ＮＭ層は常伝導金属層であり、
   該ＮＭ層は、タンタルまたは銅で作製され、該ＮＭ層の厚さは、５ｎｍ未満であり、ＲＫＫＹカップリングは、該ＦＭ１層と該ＦＭ２層の間に存在する、請求項２に記載の被変調磁気抵抗センサ。
4. 前記電気コネクタは、金属で作製され、前記電気コネクタは、前記変調器の上面、下面、または側面に接続され、あるいは
   前記電気コネクタは、ＦＭ１層、ＮＭ層、およびＦＭ２層それぞれからなる三層構造からエッチングされる、請求項３に記載の被変調磁気抵抗センサ。
5. 前記変調器は、通電コイルおよび長方形強磁性体を備え、該通電コイルは、該長方形強磁性体の上方に位置し、該通電コイルは、ボンディング・パッドに接続される、請求項１に記載の被変調磁気抵抗センサ。
6. 前記被変調磁気抵抗センサは、交流基準電源をさらに備え、該交流基準電源は、前記被変調磁気抵抗センサ内の前記細長い変調用アセンブリ、アナログ・フロント・エンド回路、ローパス・フィルタ、および混合器を周波数ｆで周期的に駆動し、該アナログ・フロント・エンド回路は、フロント・エンド回路および増幅器を備え、該フロント・エンド回路は、前記被変調磁気抵抗センサの出力端子に容量結合され、
   該混合器の入力端子は、該交流基準電源と該フロント・エンド回路の出力端子とに電気的に接続され、
   該ローパス・フィルタの入力端子は、該混合器の出力端子に電気的に接続され、該ローパス・フィルタの出力端子は、出力信号を与え、該出力信号は、前記磁気抵抗感知素子によって検出される磁場の振幅および極性に対応する、請求項３に記載の被変調磁気抵抗センサ。
7. 交流基準パワー信号または前記混合器の入力信号に電気的に接続される最適化フィルタをさらに備え、
   該最適化フィルタは、該交流基準パワー信号が混合器回路に入る前に周波数成分の一部を除去することによって、および該交流基準パワー信号を交流電圧信号に変換することによって該交流基準パワー信号を調整する、請求項６に記載の被変調磁気抵抗センサ。
8. 交流基準パワー信号は単極であり、前記ローパス・フィルタは前記混合器の前記出力端子に接続され、前記ローパス・フィルタは低周波カットオフ周波数Ｆを有する、請求項６に記載の被変調磁気抵抗センサ。
9. 前記交流基準パワー信号は双極であり、前記被変調磁気抵抗センサは周波数逓倍器をさらに備え、該周波数逓倍器は前記交流基準電源および前記混合器の前記入力端子と電気的に接続され、前記ローパス・フィルタは前記混合器の前記出力端子と接続され、前記ローパス・フィルタは低周波カットオフ周波数２Ｆを有する、請求項７に記載の被変調磁気抵抗センサ。
10. 前記センサ・ブリッジは、単一チップを備え、前記センサ・ブリッジを構成するブリッジ・アームは、該単一チップ上に配設され、または
    前記センサ・ブリッジは、２つ以上の相互接続されたチップを備え、各独立したチップは、磁気抵抗感知素子列を含み、該磁気抵抗感知素子列は、前記センサ・ブリッジの１つまたは複数のブリッジ・アームを形成するように電気的に接続される、請求項１に記載の被変調磁気抵抗センサ。
11. 前記交流基準パワー信号が動作周波数範囲内にあるとき、前記被変調磁気抵抗センサ素子は、１／ｆノイズの周波数よりもずっと大きい周波数を有するホワイト・ノイズをもたらす、請求項７に記載の被変調磁気抵抗センサ。
12. 前記ＦＭ１層および前記ＦＭ２層は、異なる残留モーメント積Ｍｒｔを有し、外部磁場がないとき、交流基準パワー信号が最大である場合でも、センサ位置で前記変調電流によって発生させられる前記磁場も最小である、請求項６に記載の被変調磁気抵抗センサ。