RU2561339C1 - Магниторезистивный преобразователь магнитного поля (варианты) - Google Patents
Магниторезистивный преобразователь магнитного поля (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561339C1 RU2561339C1 RU2014119940/28A RU2014119940A RU2561339C1 RU 2561339 C1 RU2561339 C1 RU 2561339C1 RU 2014119940/28 A RU2014119940/28 A RU 2014119940/28A RU 2014119940 A RU2014119940 A RU 2014119940A RU 2561339 C1 RU2561339 C1 RU 2561339C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetoresistive
- magnetic field
- bridge circuit
- magnetoresistive elements
- arm
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магниторезистивный преобразователь магнитного поля и может быть использовано в приборах контроля и измерения вектора магнитного поля. Преобразователь содержит тонкопленочные магниторезистивные элементы с гигантским магниторезистивным эффектом и с однонаправленным изменением сопротивления под действием магнитного поля, соединенные по мостовой схеме. В каждом плече мостовой схемы параллельно соединено либо по меньшей мере два магниторезистивных элемента, либо по меньшей мере два ряда последовательно соединенных магниторезистивных элементов. Техническим результатом является повышение отношения сигнал/шум в широком частотном диапазоне. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к датчикам и преобразователям физических величин, и может быть использовано в приборах контроля и измерения вектора магнитного поля.
Известна конструкция анизотропного магниторезистивного датчика, состоящего из резистивных полосок, соединенных в мостовую схему (Патент на изобретение РФ №2279737, H01L 43/08, опубл. 10.07.2006 г.).
Известна конструкция анизотропного магниторезистивного датчика по изобретению РФ №2312429, H01L 43/08, опубл. 10.12.2007 г.). Магниторезистивный датчик содержит тонкопленочные магниторезистивные элементы, соединенные по мостовой схеме.
Недостатками указанных датчиков является наличие достаточно высокого значения уровня шумов в широком частотном диапазоне. Причиной шумов являются неоднородности в проводящей среде (дефекты структуры тонкой магниторезистивной пленки, границы магниторезистивной пленки, границы магниторезистивных полосок и областей контактов магниторезистивного материала с низкоомными шунтами и перемычками и тепловое движение носителей зарядов).
Задачей изобретения является создание более эффективного магниторезистивного преобразователя.
Технический результат заключается в снижении уровня собственных шумов магниторезистивного преобразователя и повышении его динамического диапазона и, как следствие, увеличении отношения сигнал/шум в широком частотном диапазоне.
Для достижения вышеуказанного технического результата по первому объекту в магниторезистивном преобразователе магнитного поля, содержащем тонкопленочные магниторезистивные элементы, соединенные по мостовой схеме, в каждом плече мостовой схемы параллельно соединено, по меньшей мере, два магниторезистивных элемента с гигантским магниторезистивным эффектом и с однонаправленным изменением сопротивления под действием магнитного поля.
Для достижения вышеуказанного технического результата по второму объекту в магниторезистивном преобразователе магнитного поля, содержащем тонкопленочные магниторезистивные элементы, соединенные по мостовой схеме, в каждом плече мостовой схемы параллельно соединено, по меньшей мере, два ряда последовательно соединенных магниторезистивных элементов с гигантским магниторезистивным эффектом и с однонаправленным изменением сопротивления под действием магнитного поля.
Между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.
Уровень шумов мостового магниторезистивного преобразователя зависит от величины сопротивлений каждого из его плеча. Параллельное включение резисторов в плече уменьшает суммарное значение сопротивления и, следовательно, уменьшает уровень шумов. Формула Найквиста для расчета уровня шумов показывает: при параллельном включении N резисторов их уровень шумов падает в N1/2 раз. Таким образом, мостовой магниторезистивный преобразователь, каждое плечо которого состоит из N параллельных магниторезистивных полосок будет иметь уровень собственных шумов в N1/2 раз меньше, чем прототип.
Уровень шума магниторезистивного преобразователя с мостовой схемой включения снижается за счет параллельного подключения нескольких магниточувствительных элементов в каждом плече мостовой схемы, что обеспечивает снижение амплитуды флуктуаций в каждом из них. Поскольку флуктуации тока в каждом из этих магниторезистивных элементов не совпадают по фазе, а их суперпозиция имеет меньшее амплитудное значение.
При этом значение относительной магниточувствительности не ухудшается, поскольку величина магниторезистивного эффекта при этом не меняется.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлена схема магниторезистивного преобразователя по первому объекту изобретения,
на фиг. 2 представлена схема магниторезистивного преобразователя по второму объекту изобретения.
Магниторезистивный преобразователь магнитного поля по первому объекту изобретения содержит тонкопленочные магниторезистивные элементы 1, соединенные по мостовой схеме, причем в каждом плече 2 мостовой схемы параллельно соединено, по меньшей мере, два магниторезистивных элемента 1 с однонаправленным изменением сопротивления под действием магнитного поля (фиг. 1).
Магниторезистивный преобразователь магнитного поля по второму объекту изобретения содержит тонкопленочные магниторезистивные элементы 1, соединенные по мостовой схеме, причем в каждом плече 2 мостовой схемы параллельно соединено, по меньшей мере, два ряда последовательно соединенных магниторезистивных элементов 1 с однонаправленным изменением сопротивления под действием магнитного поля (фиг. 2).
Магниторезистивные элементы 1 выполнены в виде магниторезистивных элементов с гигантским магниторезистивным эффектом. Магниторезистивные элементы могут быть выполнены в виде полосок.
ГМР эффект наблюдается в многослойных структурах, содержащих нанослои из ферромагнитных материалов и их сплавов Fe, Ni, Со, чередующихся с нанослоями из благородных металлов Cu, Ar, Au; в гранулированных пленках, изготовленных из несмешивающихся магнитных и немагнитных полупроводников; в многослойных спин-вентильных (два тонких магнитных слоя, разделенных тонким слоем Cu) и спин-туннельных структурах (два тонких ферромагнитных металлических слоя, разделенных тонким диэлектрическим слоем); в магнитных сэндвичах - спин-вентильных структурах без пиннингового слоя.
Магниторезистивный преобразователь магнитного поля может быть изготовлен на стандартном оборудовании с использованием известных методов, используемых в микроэлектронике.
Claims (2)
1. Магниторезистивный преобразователь магнитного поля, содержащий тонкопленочные магниторезистивные элементы, соединенные по мостовой схеме, отличающийся тем, что в каждом плече мостовой схемы параллельно соединено по меньшей мере два магниторезистивных элемента с гигантским магниторезистивным эффектом и с однонаправленным изменением сопротивления под действием магнитного поля.
2. Магниторезистивный преобразователь магнитного поля, содержащий тонкопленочные магниторезистивные элементы, соединенные по мостовой схеме, отличающийся тем, что в каждом плече мостовой схемы параллельно соединено по меньшей мере два ряда последовательно соединенных магниторезистивных элементов с гигантским магниторезистивным эффектом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119940/28A RU2561339C1 (ru) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Магниторезистивный преобразователь магнитного поля (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119940/28A RU2561339C1 (ru) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Магниторезистивный преобразователь магнитного поля (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2561339C1 true RU2561339C1 (ru) | 2015-08-27 |
Family
ID=54015591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014119940/28A RU2561339C1 (ru) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Магниторезистивный преобразователь магнитного поля (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2561339C1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279737C1 (ru) * | 2005-02-18 | 2006-07-10 | Государственное учреждение Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники (ГУ НПК "ТЦ" МИЭТ) | Магниторезистивный датчик |
| RU2312429C1 (ru) * | 2006-10-27 | 2007-12-10 | Государственное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники" | Магниторезистивный датчик |
-
2014
- 2014-05-19 RU RU2014119940/28A patent/RU2561339C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279737C1 (ru) * | 2005-02-18 | 2006-07-10 | Государственное учреждение Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники (ГУ НПК "ТЦ" МИЭТ) | Магниторезистивный датчик |
| RU2312429C1 (ru) * | 2006-10-27 | 2007-12-10 | Государственное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники" | Магниторезистивный датчик |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Морган Джонс. Ламповые усилители / пер. с англ.; под общ. научной ред. к.т.н. доц. Иванюшкина Р. Ю. - М.: издательский дом "ДМК-пресс", 2007. - 760 с., ил. - с. 61. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2801834B1 (en) | Current sensor | |
| CN105093138B (zh) | 磁场检测传感器及使用其的磁场检测装置 | |
| US10295578B2 (en) | Current sensor and smart meter | |
| US20220260651A1 (en) | Bipolar chopping for 1/f noise and offset reduction in magnetic field sensors | |
| CN106019183B (zh) | 磁传感器及磁性编码器 | |
| EP3399324B1 (en) | Magnetic sensor, sensor unit, magnetic detection device, and magnetic measurement device | |
| JP6461946B2 (ja) | 高強度磁界用のプッシュプルブリッジ型磁気センサ | |
| CN102590768A (zh) | 一种磁电阻磁场梯度传感器 | |
| JP2010066262A5 (ru) | ||
| Djamal | Development of sensors based on giant magnetoresistance material | |
| KR20220118437A (ko) | 고정밀의 비침습적 전류 센서 시스템 | |
| RU2436200C1 (ru) | Магниторезистивный датчик | |
| RU2561339C1 (ru) | Магниторезистивный преобразователь магнитного поля (варианты) | |
| RU2533747C1 (ru) | Магниторезистивный датчик тока | |
| US11009569B2 (en) | Magnetic field sensing device | |
| RU158910U1 (ru) | Магниторезистивный преобразователь магнитного поля | |
| RU156482U1 (ru) | Магниторезистивный преобразователь магнитного поля | |
| RU150181U1 (ru) | Магниторезистивный преобразователь | |
| RU2453949C1 (ru) | Магниторезистивный преобразователь-градиометр | |
| RU2568148C1 (ru) | Магниторезистивный преобразователь | |
| Kaufmann et al. | Novel coupling concept for five-contact vertical hall devices | |
| RU2495514C1 (ru) | Магниторезистивный датчик | |
| RU2528116C2 (ru) | Магниторезистивный датчик перемещений | |
| Semirov et al. | Influence of thermo-stress factor on magnetoimpedance of soft magnetic materials | |
| JP5849654B2 (ja) | 電流センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160520 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170808 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |