專利名稱：磁傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用自旋閥型磁阻效應(yīng)元件的磁傳感器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用了磁阻效應(yīng)元件(MR元件)的電流傳感器受到注目。電流傳感器能夠檢測(cè)DC磁場(chǎng)，因此能夠應(yīng)用于混合動(dòng)力車的電池控制等的較廣的領(lǐng)域。原來(lái)，MR元件的線性特性不突出，此外，具有用于檢測(cè)外部磁場(chǎng)的有效靈敏度范圍較窄的特征。因此，在將MR元件應(yīng)用于磁傳感器的情況下，如在日本特開平10-319103號(hào)公報(bào)以及日本特開平6494853號(hào)公報(bào)中公開那樣，需要例如通過(guò)對(duì)MR元件施加偏置磁場(chǎng)而使動(dòng)作點(diǎn)向線性特性良好的區(qū)域位移。但是，根據(jù)該技術(shù)，由于MR元件的輸出等受到限制，因此存在設(shè)計(jì)的自由度會(huì)下降的問(wèn)題。因此，在磁傳感器領(lǐng)域中，作為解決該問(wèn)題的方式，廣泛使用磁平衡方式。所謂磁平衡方式，是在MR元件的周邊設(shè)置線圈，通過(guò)反饋控制流通電流以使該線圈產(chǎn)生抵消外部磁場(chǎng)的測(cè)定用磁場(chǎng)，并根據(jù)該電流值獲得作為測(cè)定對(duì)象的外部磁場(chǎng)的強(qiáng)度的方式(參照日本特開平11-64474號(hào)公報(bào))。根據(jù)磁平衡方式，原理上能夠確保突出的線性特性和較大的有效靈敏度范圍，因此該方式適合于混合動(dòng)力車的電池監(jiān)視用傳感器等計(jì)量高壓直流電流的電流傳感器。像這樣，期待將MR元件應(yīng)用于磁傳感器領(lǐng)域。并且，隨著硬盤的磁頭的發(fā)展，開發(fā)出高性能的自旋閥型MR元件，該期待逐漸得到提高。作為自旋閥型MR元件，有利用巨磁阻效應(yīng)、在膜面內(nèi)流通電流的CIP(CurrentIn-Plane，電流在平面內(nèi))型GMR元件、相對(duì)于膜面垂直流通電流的CPP (Current Perpendicular to Plane 電流垂直于平面)型GMR元件、 以及通過(guò)相對(duì)于膜面垂直施加電壓而產(chǎn)生的隧道效果來(lái)流通電流的TMR元件。其中，TMR元件的輸出特性格外突出，通過(guò)將該TMR元件應(yīng)用于磁傳感器領(lǐng)域，有望得到系統(tǒng)的S/N比的改善及電路結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化等效果。但是，自旋閥型MR元件不僅是上述的線性特性突出，還具有頑磁力Hc大、磁滯的特性。因而，在適用了上述的磁平衡方式的情況下，若發(fā)生控制電流的過(guò)沖，則存在不能正常測(cè)定外部磁場(chǎng)的問(wèn)題。即，如果因過(guò)沖而MR元件達(dá)到一次磁化飽和，則其后由于其履歷的影響，在磁滯曲線上的與原來(lái)不同的軌跡部分進(jìn)行磁場(chǎng)的檢測(cè)處理，因此發(fā)生大致為頑磁力Hc量的磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)定誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種不受磁滯的影響而能夠正常檢測(cè)外部磁場(chǎng)的高性能磁傳感器。為了解決上述的課題，本發(fā)明的磁傳感器包括自旋閥型磁阻效應(yīng)元件、電壓檢測(cè)部、線圈以及電流控制部。上述線圈通過(guò)流通電流，對(duì)上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供測(cè)定用磁場(chǎng)。上述電
3壓檢測(cè)部在檢測(cè)出上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件的輸出電壓成為了規(guī)定的電壓值時(shí)，將檢測(cè)信號(hào)輸出給上述電流控制部。上述電流控制部控制上述電流，以使上述測(cè)定用磁場(chǎng)的強(qiáng)度從初始值單方面增加或單方面減少，在輸入了上述檢測(cè)信號(hào)時(shí)，將上述電流控制為使上述測(cè)定用磁場(chǎng)的強(qiáng)度回到上述初始值。首先，本發(fā)明的磁傳感器使用自旋閥型MR元件測(cè)定外部的磁場(chǎng)，從而能夠如上所述那樣大幅提高測(cè)定性能，實(shí)現(xiàn)小型化。其次，根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器，線圈通過(guò)流通電流而對(duì)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供測(cè)定用磁場(chǎng)，并且，電流控制部控制電流，以使該測(cè)定用磁場(chǎng)的強(qiáng)度從初始值單方面增加或單方面減少，由此能夠抵消測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)或消除一部分。并且，電壓檢測(cè)部檢測(cè)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件的輸出電壓成為了規(guī)定的電壓值， 由此與上述的磁平衡方式同樣，能夠根據(jù)此時(shí)的線圈的電流值來(lái)計(jì)算測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。但是，上述的規(guī)定的電壓值需要根據(jù)對(duì)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供的磁場(chǎng)和輸出電壓的關(guān)系來(lái)適當(dāng)決定。優(yōu)選地，使規(guī)定的電壓值為在由線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度與測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)的強(qiáng)度相等的情況下檢測(cè)的值。換言之，使規(guī)定的電壓值為在沒(méi)有對(duì)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供的磁場(chǎng)的情況下檢測(cè)的值。本發(fā)明的特征性的結(jié)構(gòu)在于，上述的初始值為對(duì)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供飽和磁化的磁場(chǎng)的強(qiáng)度；以及如果電壓檢測(cè)部檢測(cè)出自旋閥型磁阻效應(yīng)元件的輸出電壓成為規(guī)定的電壓值，則將檢測(cè)信號(hào)輸出給電流控制部，如果輸入檢測(cè)信號(hào)，則電流控制部控制線圈的電流，以使磁場(chǎng)的強(qiáng)度回到初始值。該結(jié)構(gòu)與進(jìn)行基于負(fù)反饋電路的反饋控制的磁平衡方式很大不同。根據(jù)該特征性的結(jié)構(gòu)，每當(dāng)完成測(cè)定時(shí)，所提供的磁場(chǎng)的強(qiáng)度回到初始值，并且自旋閥型磁阻效應(yīng)元件磁化飽和。因此，電流控制的動(dòng)作點(diǎn)總是在磁滯曲線的具有線性的軌跡部分中的一定的軌跡部分進(jìn)行。因此，即使因某種原因、流過(guò)線圈的電流過(guò)沖、并且在與原來(lái)不同的軌跡部分進(jìn)行了磁場(chǎng)的檢測(cè)，其后的測(cè)定動(dòng)作也在原來(lái)的軌跡部分進(jìn)行。因此，根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器，能夠使磁阻效應(yīng)元件的輸出電壓和所提供的線圈磁場(chǎng)的強(qiáng)度不受磁滯的影響，而在設(shè)為一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，測(cè)定外部磁場(chǎng)。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供不受磁滯的影響而能夠正常檢測(cè)外部磁場(chǎng)的高性能磁傳感器。下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的其他目的、結(jié)構(gòu)以及優(yōu)點(diǎn)。但是，附圖僅表示例子。


圖1是本發(fā)明的磁傳感器的電路圖。圖2是表示MR元件電路的變形例的電路圖。圖3是表示MR元件電路的其他變形例的電路圖。圖4是表示電流控制方法的自旋閥型磁阻效應(yīng)元件的磁滯曲線。圖5是表示電流控制方法的時(shí)間-磁場(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖。
圖6是表示其他實(shí)施方式的電流控制方法的自旋閥型磁阻效應(yīng)元件的磁滯曲線。圖7是表示其他實(shí)施方式的電流控制方法的時(shí)間-磁場(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明的磁傳感器的電路圖。磁傳感器包括磁阻效應(yīng)元件電路1 (以下記為MR元件電路1)、分壓用電阻21、22、電壓檢測(cè)部3、電流控制部4、振蕩器(Oscillator) 5、 采樣保持電路(S/H)6、運(yùn)算電路(arithmeticcircuit)7以及線圈8。該電路如上述的磁平衡方式那樣，通過(guò)電流控制部4對(duì)流過(guò)線圈8的電流I進(jìn)行控制，并通過(guò)由此發(fā)生的測(cè)定用的線圈磁場(chǎng)H，抵消MR元件電路1周圍的被測(cè)定磁場(chǎng)Ho，根據(jù)此時(shí)的電流值Io，檢測(cè)被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的強(qiáng)度。首先說(shuō)明電路的各結(jié)構(gòu)及其作用，其次說(shuō)明電流控制的詳細(xì)情況。MR元件電路1具備串聯(lián)連接的兩個(gè)MR元件11、12。一個(gè)MR元件11的端子與電源Vcc連接，另一個(gè)MR元件12的端子被接地。MR元件11、12分別為TMR元件或GMR元件等兩個(gè)端子的自旋閥型MR元件，它們的固定層(pinned layer)的磁化方向彼此有180度差異。MR元件電路1的輸出電壓V從MR元件11、12之間的連接點(diǎn)輸入至電壓檢測(cè)部3。 即，MR元件電路1具有MR元件11、12的半橋電路。但是，MR元件電路1不限于這樣的電路結(jié)構(gòu)，例如也可以如圖2所示，代替接地側(cè)的MR元件12而設(shè)置電阻器13?；蛘撸部梢匀鐖D3所示，代替電源Vcc側(cè)的MR元件11而設(shè)置電阻器14。進(jìn)而，當(dāng)然也可以應(yīng)用半橋電路。MR元件電路1設(shè)有被暴露在外部的被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的檢測(cè)頭部。眾所周知，MR元件11、12具有電阻值根據(jù)所提供的磁場(chǎng)而變化的性質(zhì)，因此輸出至電壓檢測(cè)部3的輸出電壓V為與周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度、即被測(cè)定磁場(chǎng)Ho和線圈磁場(chǎng)H的合成磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電壓值。電壓檢測(cè)部3通過(guò)比較MR元件電路1的輸出電壓值V和基準(zhǔn)電壓值Vref，檢測(cè)輸出電壓值V成為基準(zhǔn)電壓值Vref?；鶞?zhǔn)電壓值Vref通過(guò)在電源Vcc和接地之間串聯(lián)連接的分壓電阻21、22被提供到電壓檢測(cè)部3的(-)端子，被與提供到(+)端子的輸出電壓值 V比較。電壓檢測(cè)部3的功能是端上檢測(cè)線圈磁場(chǎng)H抵消了被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的情況，輸出檢測(cè)信號(hào)S。因此，基準(zhǔn)電壓值Vref預(yù)先設(shè)定為在線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度與被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的強(qiáng)度相等的情況下檢測(cè)出的值、即在沒(méi)有向MR元件11、12提供的磁場(chǎng)的情況下檢測(cè)出的值即可。但是，這僅限于采用通過(guò)線圈磁場(chǎng)H抵消被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的方式的情況。但是，在使線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度只偏置規(guī)定值來(lái)進(jìn)行測(cè)定的情況下，線圈磁場(chǎng)H僅消除被測(cè)定磁場(chǎng)Ho 的一部分即可，因此不限于此。在該情況下，需要根據(jù)該偏置值設(shè)定基準(zhǔn)電壓值Vref。另外，基準(zhǔn)電壓值Vref也可以代替上述分壓阻抗21、22而從充電了規(guī)定量的電荷的電容器向電壓檢測(cè)部3提供。此外，作為電壓檢測(cè)部3，不限于這種比較器即比較儀，例如也可以采用晶體管電路。電壓檢測(cè)部3在輸出電壓值V與基準(zhǔn)電壓值Vref相等或比其大時(shí)，將輸出信號(hào)S輸出給電流控制部4和采樣保持器6。即，電壓檢測(cè)部3若檢測(cè)出被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的強(qiáng)度，則輸出檢測(cè)信號(hào)S。電流控制部4包括計(jì)數(shù)電路(counter)41、數(shù)字模擬變換部(D/A)42以及線圈驅(qū)動(dòng)器(Coil driver)43。計(jì)數(shù)電路41由多級(jí)連接的觸發(fā)器構(gòu)成，將按照從振蕩器5輸入的脈沖信號(hào)CLK、 按每一定時(shí)間增加或減少的計(jì)數(shù)值N(=最小值0 最大值Nmax)輸出給數(shù)字模擬變換部 42。若輸入檢測(cè)信號(hào)S,則計(jì)數(shù)電路41將計(jì)數(shù)值N復(fù)位為0或Nmax。作為振蕩器5，例如能夠采用水晶振蕩器。振蕩器5的振蕩頻率影響電路的測(cè)定處理時(shí)間，因此根據(jù)作為目標(biāo)的測(cè)定性能來(lái)決定。數(shù)字模擬變換部42由晶體管或放大器等構(gòu)成，將作為數(shù)字信號(hào)的計(jì)數(shù)值N變換為作為模擬信號(hào)的電壓值E輸出給線圈驅(qū)動(dòng)器43。線圈驅(qū)動(dòng)器43根據(jù)輸入的電壓值E，控制流過(guò)線圈8的電流I的電流值。S卩，線圈驅(qū)動(dòng)器43將電流I控制為對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)值N的電流值。作為線圈驅(qū)動(dòng)器43，能夠采用電流控制LSI等。線圈8連接在線圈驅(qū)動(dòng)器43和接地之間。線圈8配置在MR元件電路1的周圍， 流過(guò)電流I，由此對(duì)MR元件11、12提供線圈磁場(chǎng)H。這里，線圈8的匝數(shù)η影響線圈磁場(chǎng)H 的強(qiáng)度，因此根據(jù)作為目標(biāo)的測(cè)定性能來(lái)決定。此外，若輸入檢測(cè)信號(hào)S，則采樣保持器電路6從線圈驅(qū)動(dòng)器43取得并保持控制電流值Ιο?？刂齐娏髦礗o是在線圈磁場(chǎng)H抵消了被測(cè)定磁場(chǎng)Ho時(shí)的電流I的電流值。采樣保持器電路6由包含觸發(fā)器的鎖存(latch)電路等構(gòu)成。運(yùn)算電路7是執(zhí)行運(yùn)算處理的運(yùn)算放大器或CPU電路，從采樣保持器電路6周期性地取得控制電流值Io，并根據(jù)該電流值Io計(jì)算被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的強(qiáng)度。磁場(chǎng)Ho的強(qiáng)度一般通過(guò)線圈8的匝數(shù)η和電流值I的乘積來(lái)計(jì)算。下面，對(duì)電流控制部4的電流控制進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示了電流控制方法的MR元件11、12的磁滯曲線。該磁滯曲線中，將主視圖中附加了朝向圖中右方向的箭頭的曲線部定義為第一軌跡部分R1，將主視圖中附加了朝向圖中左方向的箭頭的曲線部定義為第二軌跡部分R2。在本實(shí)施方式中，電流控制的動(dòng)作點(diǎn)在第一軌跡部分Rl上。電流控制部4控制線圈8的電流I，以使線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度從初始值Hs起單方面增加。即，線圈驅(qū)動(dòng)器43控制為隨著計(jì)數(shù)值N增加或減少，電流I增加。電流I的電流值即線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度相對(duì)于計(jì)數(shù)值N的增加或減少，可以一次函數(shù)性地增加，也可以二次函數(shù)性地增加。另外，像這樣使電流單方面增加的方法與在以往的反饋控制方式中增減電流的方法不同。該控制的狀況在圖中表示為從磁滯曲線上附加的起點(diǎn)PO到檢測(cè)點(diǎn)Po的路徑al。 在檢測(cè)點(diǎn)Po上，線圈磁場(chǎng)H抵消被測(cè)定磁場(chǎng)Ho，由此輸出電壓V成為基準(zhǔn)電壓Vref以上， 因此從電壓檢測(cè)部3輸出檢測(cè)信號(hào)S。并且，在輸入了檢測(cè)信號(hào)S時(shí)，電流控制部4對(duì)電流進(jìn)行控制，以使線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度回到初始值Hs。即，如果計(jì)數(shù)值N通過(guò)檢測(cè)信號(hào)S復(fù)位到O或Nmax，則線圈驅(qū)動(dòng)器43 使線圈8的電流I的電流值回到初始值。該控制的狀況例如在圖中表示為從磁滯曲線上附加的檢測(cè)點(diǎn)Po到起點(diǎn)PO的路徑a2。另一方面，假如在線圈8的電路I因噪聲等原因而過(guò)沖、磁滯曲線上的電流控制的動(dòng)作點(diǎn)一旦到達(dá)了飽和點(diǎn)Pi的情況下，由于周知的磁滯的特性，轉(zhuǎn)移到動(dòng)作點(diǎn)與原來(lái)不同的第二軌跡部分R2。在該情況下，如上所述，在成為與檢測(cè)點(diǎn)Po相同的磁通密度Bo的誤檢測(cè)點(diǎn)&上輸出檢測(cè)信號(hào)S，有根據(jù)錯(cuò)誤的磁場(chǎng)的強(qiáng)度Hx檢測(cè)出被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的可能性。 該情況表示為圖中的從磁滯曲線上附加的飽和點(diǎn)Pl到誤檢測(cè)點(diǎn)I3X的路徑bl。并且，在該情況下輸入了檢測(cè)信號(hào)S時(shí)，電流控制部4也將電流控制為使線圈磁場(chǎng) H的強(qiáng)度回到初始值Hs。該情況表示為圖中的從磁滯曲線上附加的誤檢測(cè)點(diǎn)I^x到起點(diǎn)PO 的路徑1^2。在本發(fā)明的磁傳感器中，上述的初始值Hs設(shè)定為對(duì)MR元件11、12提供飽和磁化的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。因此，一旦輸出檢測(cè)信號(hào)S，則不管磁滯曲線上的動(dòng)作點(diǎn)追尋正常的路徑 al，還是追尋異常的路徑bl，MR元件11、12總是被磁化飽和。因此，在其后的測(cè)定中，動(dòng)作點(diǎn)必定在原來(lái)的第一軌跡部分Rl上。這在不存在被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的情況下，線圈8的電流I也被控制為大致0㈧，以使線圈磁場(chǎng)H成為約O(Oe)，從而輸出檢測(cè)信號(hào)S,因此相同。但是，假設(shè)因某種原因而未輸出檢測(cè)信號(hào)S的情況下，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)未輸出檢測(cè)信號(hào)S，則電流控制部4也可以將計(jì)數(shù)值N自己復(fù)位，以使線圈磁場(chǎng)H回到初始值Hs。圖5是將上述的電流控制的狀況表示在時(shí)間-磁場(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖上的圖。這里， 實(shí)線表示線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度，虛線表示被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的強(qiáng)度，黑圈表示磁場(chǎng)的檢測(cè)點(diǎn)。如圖所示，線圈磁場(chǎng)H在各個(gè)時(shí)間tl tlO中被復(fù)位為初始值Hs，整體上呈鋸齒形波。以上敘述的電流控制在將磁滯曲線上的動(dòng)作點(diǎn)置于另一個(gè)第二軌跡部分R2的情況下也相同。圖6是表示了該情況下的電流控制方法的MR元件的磁滯曲線。電流控制部4控制線圈8的電流I，以使線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度從初始值Hs單方面減少。即，線圈驅(qū)動(dòng)器43控制為隨著計(jì)數(shù)值N的增加或減少，電流I減少。該控制的狀況在圖中表示為從磁滯曲線上附加的起點(diǎn)PO到檢測(cè)點(diǎn)Po的路徑Cl。并且，在輸入了檢測(cè)信號(hào)S時(shí)，電流控制部4控制電流以使線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度回到初始值Hs。即，如果通過(guò)檢測(cè)信號(hào)S而計(jì)數(shù)值N復(fù)位為0或Nmax，則線圈驅(qū)動(dòng)器43使線圈 8的電流I的電流值回到初始值。該控制的狀況在圖中表示為例如從磁滯曲線上附加的檢測(cè)點(diǎn)Po到起點(diǎn)PO的路徑c2。另一方面，動(dòng)作點(diǎn)一旦在磁滯曲線上到達(dá)飽和點(diǎn)Pl的情況下，轉(zhuǎn)移到與原來(lái)不同的第一軌跡部分Rl。但是，如上所述，最終由于被輸入檢測(cè)信號(hào)S，線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度成為初始值Hs。該情況表示為圖中的從磁滯曲線上附加的飽和點(diǎn)Pl到誤檢測(cè)點(diǎn)I3X的路徑dl、 以及從誤檢測(cè)點(diǎn)I3X到起點(diǎn)PO的路徑d2。這里，上述的初始值Hs依然被設(shè)定為對(duì)MR元件11、12提供飽和磁化的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，因此能夠得到與上述同樣的效果。圖7與圖5同樣，是將該電流控制的狀況表示在時(shí)間-磁場(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖上的圖。 如圖所示，在該情況下，線圈磁場(chǎng)H在整體上也呈鋸齒波形。最后對(duì)根據(jù)本發(fā)明獲得的效果進(jìn)行說(shuō)明。首先，本發(fā)明的磁傳感器使用自旋閥型 MR元件11、12來(lái)測(cè)定被測(cè)定磁場(chǎng)Ho，因此能夠如上所述大幅提高測(cè)定性能，實(shí)現(xiàn)小型化。
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接著，根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器，線圈8通過(guò)流通電流I，對(duì)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件1 提供線圈磁場(chǎng)H，并且，電流控制部4控制電流I，以使該線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度從初始值單方面增加或單方面減少，因此能夠抵消被測(cè)定磁場(chǎng)或消除其一部分。并且，電壓檢測(cè)部3檢測(cè)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件11、12的輸出電壓V成為了規(guī)定的電壓值Vref的情況，因此能夠與上述的磁平衡方式同樣，根據(jù)此時(shí)的線圈的電流值Io， 計(jì)算被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的強(qiáng)度。但是，上述的規(guī)定的電壓值Vref需要根據(jù)對(duì)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件11、12提供的磁場(chǎng)和輸出電壓的關(guān)系來(lái)適當(dāng)決定。優(yōu)選地，使規(guī)定的電壓值為在由線圈產(chǎn)生的線圈磁場(chǎng)H 的強(qiáng)度與被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的強(qiáng)度相等的情況下檢測(cè)的值。換言之，規(guī)定的電壓值Vref優(yōu)選設(shè)為沒(méi)有對(duì)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件11、12提供的磁場(chǎng)的情況下檢測(cè)的值。本發(fā)明的特征性的結(jié)構(gòu)在于，上述的初始值Hs為對(duì)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件11、12 提供飽和磁化的磁場(chǎng)的強(qiáng)度；以及如果電壓檢測(cè)部3檢測(cè)自旋閥型磁阻效應(yīng)元件11、12的輸出電壓成為規(guī)定的電壓值Vref，則將檢測(cè)信號(hào)S輸出給電流控制部4，如果輸入檢測(cè)信號(hào) S，則電流控制部4控制線圈的電流I，以使線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度回到初始值Hs。該結(jié)構(gòu)與進(jìn)行基于負(fù)反饋電路的反饋控制的磁平衡方式很大不同。根據(jù)該特征性的結(jié)構(gòu)，每當(dāng)完成測(cè)定時(shí)，所提供的線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度回到初始值 Hs，并且自旋閥型磁阻效應(yīng)元件11、12磁化飽和。因此，電流控制的動(dòng)作點(diǎn)總是在磁滯曲線的具有線性的軌跡部分R1、R2中的一定的部分進(jìn)行。因此，即使因某種原因、流過(guò)線圈的電流I過(guò)沖、并且在與原來(lái)不同的軌跡部分Rl、R2中進(jìn)行被測(cè)定磁場(chǎng)Ho的檢查，其后的測(cè)定動(dòng)作也在原來(lái)的軌跡部分Rl、R2中進(jìn)行。因此，根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器，能夠使磁阻效應(yīng)元件11、12的輸出電壓V和所提供的線圈磁場(chǎng)H的強(qiáng)度不受磁滯的影響，而在設(shè)為一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上測(cè)定被測(cè)定磁場(chǎng)Ho。以上通過(guò)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述了本發(fā)明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)概念能夠進(jìn)行各種變更是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種磁傳感器，包括自旋閥型磁阻效應(yīng)元件、電壓檢測(cè)部、線圈以及電流控制部，上述線圈通過(guò)流通電流，對(duì)上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供測(cè)定用磁場(chǎng)，上述電壓檢測(cè)部在檢測(cè)出上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件的輸出電壓成為規(guī)定的電壓值時(shí)，將檢測(cè)信號(hào)輸出給上述電流控制部，上述電流控制部控制上述電流，以使上述測(cè)定用磁場(chǎng)的強(qiáng)度從初始值單方面增加或單方面減少，在輸入了上述檢測(cè)信號(hào)時(shí)，將上述電流控制為使上述測(cè)定用磁場(chǎng)的強(qiáng)度回到上述初始值，上述初始值是對(duì)上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供飽和磁化的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的磁傳感器，其中，上述規(guī)定的電壓值是在上述測(cè)定用磁場(chǎng)的強(qiáng)度與測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)的強(qiáng)度相等時(shí)檢測(cè)的值。
3.如權(quán)利要求1所述的磁傳感器，其中，上述規(guī)定的電壓值是在沒(méi)有對(duì)上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供的磁場(chǎng)的情況下檢測(cè)的值。
4.如權(quán)利要求1所述的磁傳感器，其中，上述電流控制部，包含計(jì)數(shù)電路，該計(jì)數(shù)電路輸出隨著脈沖信號(hào)的輸入而增加或減少的計(jì)數(shù)值；將上述電流控制為對(duì)應(yīng)于上述計(jì)數(shù)值的電流值，在輸入了上述檢測(cè)信號(hào)時(shí)，將上述計(jì)數(shù)值復(fù)位。
5.如權(quán)利要求1所述的磁傳感器，其中，上述電壓檢測(cè)部通過(guò)比較上述輸出電壓和上述規(guī)定的電壓值，檢測(cè)出上述輸出電壓成為了上述規(guī)定的電壓值。
6.如權(quán)利要求1所述的磁傳感器，其中，包含運(yùn)算電路，該運(yùn)算電路根據(jù)上述檢測(cè)信號(hào)被輸入到上述電流控制部時(shí)的上述電流的電流值，計(jì)算測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁傳感器，包括自旋閥型磁阻效應(yīng)元件、電壓檢測(cè)部、線圈以及電流控制部，上述線圈通過(guò)流通電流，對(duì)上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供測(cè)定用磁場(chǎng)，上述電壓檢測(cè)部在檢測(cè)出上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件的輸出電壓成為規(guī)定的電壓值時(shí)，將檢測(cè)信號(hào)輸出給上述電流控制部，上述電流控制部控制上述電流，以使上述測(cè)定用磁場(chǎng)的強(qiáng)度從初始值單方面增加或單方面減少，在輸入了上述檢測(cè)信號(hào)時(shí)，將上述電流控制為使上述測(cè)定用磁場(chǎng)的強(qiáng)度回到上述初始值，上述初始值是對(duì)上述自旋閥型磁阻效應(yīng)元件提供飽和磁化的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01R33/02GK102193072SQ20101059637
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者太田尚城, 平林啟, 永沼宙, 酒井正則 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社