RU2140117C1 - Интегральная магниточувствительная матрица - Google Patents
Интегральная магниточувствительная матрица Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140117C1 RU2140117C1 RU98123462A RU98123462A RU2140117C1 RU 2140117 C1 RU2140117 C1 RU 2140117C1 RU 98123462 A RU98123462 A RU 98123462A RU 98123462 A RU98123462 A RU 98123462A RU 2140117 C1 RU2140117 C1 RU 2140117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- integrated
- matrix
- field sensing
- magnetotransistors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Использование: в устройствах для контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий по результатам взаимодействия их с магнитными полями. Сущность: интегральная магниточувствительная матрица изготавливается по интегральной технологии микросхем, в виде кристалла кремния, содержащего магниточувствительные ячейки, из интегральных магнитотранзисторов, расположенные в матрицу размерностью N на М, магниточувствительные ячейки располагаются друг от друга на малом расстоянии (100-200 мкм), со строго определенной ориентацией в пределах одного кристалла и объединяются металлической разведкой на кристалле так, что количество выводов, составляет N + М +2/или 4/или 6/, предназначенных для регистрации одной, двух или трех компонент вектора магнитной индукции. Технический результат изобретения состоит в повышении надежности, пространственной разрешающей способности, снижении количества информационных выводов и потребляемой мощности. 4 ил.
Description
Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано в устройствах для контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий по результатам взаимодействия их с магнитными полями.
Известны матричные преобразователи магнитных полей к структуроскопу, в виде матрицы из магниторезисторов или элементов Холла [1, 2].
Недостатками данных преобразователей является низкая чувствительность, большие габариты, низкая разрешающая способность, большое количество информационных выводов, большой ток потребления. Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является матричный преобразователь магнитных полей к структуроскопу из дискретных магнитодиодов или магнитотриодов [3] . Это магниточувствительная матрица размерностью N на М из магниточувствительных ячеек; матрица построена на основе магнитотриодов (иначе именуемые как магнитотранзисторы), которые и представляют собой магниточувствительную ячейку данной матрицы.
Основным недостатком данного преобразователя, является низкая пространственная разрешающая способность, так как дискретные магнитотриоды занимают большую площадь на плате с адресными и информационными шинами. При монтаже дискретных магниточувствительных ячеек на плате в матрицу, возникает их пространственная разориентация, что влечет за собой разброс основного параметра - магниточувствительности, а большое количество выводов (не менее чем 2•(N+M)) усложняет крупногабаритную, ненадежную конструкцию структуроскопа.
Цель изобретения - повышение надежности, пространственной разрешающей способности, снижение количества информационных выводов и потребляемой мощности. Указанная цель достигается благодаря изготовлению магниточувствительной матрицы к структуроскопу по интегральной технологии микросхем, в виде кристалла кремния, содержащего магниточувствительные ячейки, из интегральных магнитотранзисторов, расположенные в матрицу размерностью N на М. Благодаря тому, что данные магниточувствительные ячейки располагаются на одном кристалле близко друг от друга (100-200 мкм) улучшается пространственное разрешение, а так как они ориентированны строго фиксированно относительно поверхности и границ кристалла и сформированы в едином технологическом цикле, по стандартной технологии изготовления интегральных схем, разброс магниточувствительности от ячейки к ячейке практически исключен или имеет очень малое значение, а объединение магнитотранзисторов металлической разводкой прямо на кристалле так, что с него выходит не более чем N+M+2/или 4/или 6/ выводов, значительно упрощает общую конструкцию структуроскопа, делая ее более компактной и надежной. Два информационных вывода для регистрации одной компоненты вектора магнитной индукции (нормальной n или тангенциальной t), четыре информационных вывода для регистрации двух компонент (нормальной n и тангенциальной t или двух тангенциальных по разным направлениям tx и ty), шесть информационных выводов для регистрации полного вектора магнитной индукции. Путем внешних коммутаций с выводами магниточувствительной матрицы, подавая на N и М входов определенный цифровой двоичный код, выбирается одна из ячеек и опрашивается ее состояние двух (или четырех) информационных выходов, которые также принадлежат и всем остальным магниточувствительным ячейкам матрицы, но в данный момент они являются выключенными и никакого влияния на информацию выбранной ячейки не оказывают. При этом ток потребления в матрице всегда не превышает ток одного, выбранного, интегрального магнитотранзистора и, как правило, не превышающим 5 мА.
В качестве магниточувствительных ячеек могут быть использованы интегральные биполярные магнитотранзисторы с двумя (четырьмя или шестью) коллекторами или интегральные МОП магнитотранзисторы с расщепленным стоком. Управляющие электроды интегральных магнитотранзисторов, которыми у биполярных является электрод базы, а у МОП - электрод затвора, объединяются по строкам и образуют массив из N входов. Истоковые электроды (у биполярных - электрод эмиттера, а у МОП - электрод истока) объединяются по столбцам и образуют массив из М входов. Токоприемные или информационные электроды (у биполярных это электроды коллекторов, а у МОП - электроды стоков) объединяются параллельно друг другу во всей матрице (левые с левыми, а правые с правыми, относительно центральной оси структуры магнитотранзистора) и образуют два (четыре или шесть) информационных выхода.
На фиг. 1-3 изображены электрические схемы соединения магниточувствительных ячеек в матрицу размерностью N на М, где на фиг. 1 представлена электрическая схема соединения магниточувствительных ячеек, на основе биполярных магнитотранзисторов с двумя коллекторами, в матрицу размерностью N на М; на фиг. 2 представлена электрическая схема соединения магниточувствительных ячеек, на основе биполярных магнитотранзисторов с четырьмя коллекторами, в матрицу размерностью N на М; на фиг.3 представлена электрическая схема соединения магниточувствительных ячеек, на основе МОП магнитотранзисторов с расщепленным стоком, в матрицу размерностью N на М; на фиг.4 представлена архитектура построения кристалла с магниточувствительной матрицей из 16 n-МОП магнитотранзисторов с расщепленным стоком с организацией 4х4, где 3i - затворы двухстоковых магнитотранзисторов; Иi - истоки двухстоковых магнитотранзисторов; Ci - стоки двухстоковых магнитотранзисторов; En - питание; ┴ - земля.
Матрица работает следующим образом: путем внешних коммутаций с N+M входами магниточувствительной матрицы, подавая на них определенный двоичный код (применяемый в цифровых микросхемах) включается только один из всего массива магнитотранзистор и происходит считывание информации с двух (четырех или шести) токоприемных электродов. Данная информация с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) преобразуется в цифровой код и записывается в ячейку запоминающего устройства (ЗУ), соответствующую опрошенному магнитотранзистору. Затем, на входы магниточувствительной матрицы подается, таким же образом, другой двоичный код, и включается другой магнитотранзистор, опять происходит считывание информации с тех же самых двух (четырех или шести) токоприемных электродов. Вновь считанная информация так же преобразуется в цифровой код и записывается в другую ячейку ЗУ, соответствующую только что опрошенному магнитотранзистору. Процесс выбора ячейки, считывания ее состояния с преобразованием в цифровой код и последующим хранением в ЗУ повторяется N на М раз, то есть для всех ячеек магниточувствительной матрицы, а затем отображается на экране дисплея в виде гистограммы, соответствующей распределенному магнитному полю под рабочей областью кремниевого кристалла с массивом магнитотранзисторов размерностью N на М.
В качестве конкретного примера (см. фиг.4) представлена интегральная магниточувствительная матрица из 16 n-МОП магнитотранзисторов с расщепленным стоком с организацией 4х4. Матрица работает следующим образом: путем внешних коммутаций можно выбрать для опроса любой из 16, подавая на соответствующие строки (3i, i=1, 2, 3, 4) и столбцы (Иi, i=1, 2, 3, 4) либо напряжение логической "1", либо логического "0".
Преимущество данной матрицы состоит в том, что магниточувствительные ячейки располагаются друг от друга на малом расстоянии (порядка 100-200 мкм), со строго определенной ориентацией в пределах одного кристалла, имея, при этом, минимальный разброс электрофизических параметров, а организация выборки позволяет исключить паразитное влияние друг на друга, значительно снизить ток потребления (не более чем ток одного интегрального магнитотранзистора, потребляющего 0.1-5.0 мА) и количество выводов, которое составляет N+M+2/или 4/или 6/.
Источники информации
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР от 04.01.79 N по заявке N 2706562.
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР от 04.01.79 N по заявке N 2706562.
2. Описание изобретения к патенту РФ N 2006850 от 25.11.88.
3. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 859904 от 14.12.79 (прототип).
Claims (1)
- Интегральная магниточувствительная матрица, состоящая из магниточувствительных ячеек размерностью N на M, отличающаяся тем, что она выполнена в виде кристалла кремния и содержит интегральные магнитотранзисторы, расположенные на расстоянии 100 - 200 мкм друг от друга, со строго фиксированной ориентацией относительно поверхности и границ кристалла и объединенные металлической разводкой на кристалле так, что с него выходит не более чем N + M + 2/ или 4/ или 6/ выводов для регистрации одной, или двух, или трех компонент соответственно вектора магнитной индукции.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123462A RU2140117C1 (ru) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Интегральная магниточувствительная матрица |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123462A RU2140117C1 (ru) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Интегральная магниточувствительная матрица |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2140117C1 true RU2140117C1 (ru) | 1999-10-20 |
Family
ID=20213894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123462A RU2140117C1 (ru) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Интегральная магниточувствительная матрица |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2140117C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6577476B1 (en) | 2002-03-28 | 2003-06-10 | International Business Machines Corporation | Flux guide structure for a spin valve transistor which includes a slider body semiconductor layer |
-
1998
- 1998-12-24 RU RU98123462A patent/RU2140117C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6577476B1 (en) | 2002-03-28 | 2003-06-10 | International Business Machines Corporation | Flux guide structure for a spin valve transistor which includes a slider body semiconductor layer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3668670A (en) | Methods and means for recording and reading magnetic imprints | |
TWI234781B (en) | Magnetic random access memory including memory cell unit and reference cell unit | |
CN104303066B (zh) | 磁传感器及其磁检测方法 | |
US6498747B1 (en) | Magnetoresistive random access memory (MRAM) cross-point array with reduced parasitic effects | |
EP3045926B1 (en) | Single-chip z-axis linear magnetoresistive sensor | |
US5652445A (en) | Hybrid hall effect device and method of operation | |
US8208288B2 (en) | Hybrid superconducting-magnetic memory cell and array | |
Nathan et al. | Two-dimensional numerical modeling of magnetic-field sensors in CMOS technology | |
JP3773031B2 (ja) | Mram用の読出/書込構造 | |
CN102696071A (zh) | 自旋转矩磁性集成电路及其器件 | |
CN104076302A (zh) | 三轴磁场传感器、制作磁场感测结构的方法与感测电路 | |
US6661689B2 (en) | Semiconductor memory device | |
EP2807648A1 (en) | Multi-bit magnetic tunnel junction memory and method of forming same | |
US11187764B2 (en) | Layout of magnetoresistance element | |
US6920684B2 (en) | Assembling method for producing a magnetic sensor with high output accuracy | |
Haberli et al. | Two-dimensional magnetic microsensor with on-chip signal processing for contactless angle measurement | |
US6597618B2 (en) | Magnetic tunnel junction magnetic random access memory | |
RU2140117C1 (ru) | Интегральная магниточувствительная матрица | |
CN100547677C (zh) | 具有磁场传感器的mram芯片的非均匀屏蔽 | |
TWI731620B (zh) | 磁場感測裝置 | |
CN1689108A (zh) | 可编程磁性存储器器件fp-mram | |
US4841480A (en) | Cross-tie memory system | |
US6901005B2 (en) | Method and system reading magnetic memory | |
JP4775926B2 (ja) | 磁気メモリ装置の読み出し回路 | |
Trontelj et al. | Novel Integr Ated Magnetic Sensor Based on Hall Element Array |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071225 |