JPH01225183A - 磁気抵抗素子 - Google Patents
磁気抵抗素子Info
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- JPH01225183A JPH01225183A JP63049701A JP4970188A JPH01225183A JP H01225183 A JPH01225183 A JP H01225183A JP 63049701 A JP63049701 A JP 63049701A JP 4970188 A JP4970188 A JP 4970188A JP H01225183 A JPH01225183 A JP H01225183A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、近接スイッチ等に使用される磁気ヒステリシ
スの少ない磁気抵抗素子に関する。
スの少ない磁気抵抗素子に関する。
〈従来例および問題点〉
この種の強磁性体薄膜パターンを用いた磁気抵抗素子は
、その素子のパターン要素を構成する磁性薄膜における
結晶格子が消失した後の空孔、不純物による誘導磁気異
方性、粒界応力、等の素材欠陥により生じるとされるエ
ネルギー・障壁、すなわち外部磁界の作用時において磁
壁移動の障害となるエネルギー障壁を越える外部磁界の
大きさに応じて磁化され、この磁化による磁性パターン
の抵抗変化を出力電圧の変化として検出するものである
。
、その素子のパターン要素を構成する磁性薄膜における
結晶格子が消失した後の空孔、不純物による誘導磁気異
方性、粒界応力、等の素材欠陥により生じるとされるエ
ネルギー・障壁、すなわち外部磁界の作用時において磁
壁移動の障害となるエネルギー障壁を越える外部磁界の
大きさに応じて磁化され、この磁化による磁性パターン
の抵抗変化を出力電圧の変化として検出するものである
。
而して、その磁気ヒステリシスを小さくする従来の方法
としては、第７．８図に示すように、パターン基板（ｌ
ａ）に形成した４個のパターン要素（１０１） （１０
２） （１０３） （１０４）の全てについて、それぞ
れの長手直線方向に対して４５゜の交差角でバイアス磁
界（８１）を生じるように着磁したバイアス磁石（２ａ
）を積層固定したものが用いられている。ここで、パタ
ーン基板（Ｉａ）の対角隅部（１：１０） （１４０）
とバイアス磁石の対角隅部（１５０） （１６０）がそ
れぞれ対応一致するように重層される。（１２０） （
１２１） （１２２） （１２３）はパターン基板（ｌ
ａ）の隅部に形成された電極部であり、そのうち（１２
０） （１２２）は人力用、（１２１） （１２３）は
出力用である。
としては、第７．８図に示すように、パターン基板（ｌ
ａ）に形成した４個のパターン要素（１０１） （１０
２） （１０３） （１０４）の全てについて、それぞ
れの長手直線方向に対して４５゜の交差角でバイアス磁
界（８１）を生じるように着磁したバイアス磁石（２ａ
）を積層固定したものが用いられている。ここで、パタ
ーン基板（Ｉａ）の対角隅部（１：１０） （１４０）
とバイアス磁石の対角隅部（１５０） （１６０）がそ
れぞれ対応一致するように重層される。（１２０） （
１２１） （１２２） （１２３）はパターン基板（ｌ
ａ）の隅部に形成された電極部であり、そのうち（１２
０） （１２２）は人力用、（１２１） （１２３）は
出力用である。
而して、このパターン面に外部磁界（（：１）又は（Ｃ
２）が作用すると、バイアス磁界（８１）との合成磁界
（図示せず）が生じて各パターン要素（１０１） （１
０２） （１０３） （１０４）における抵抗が変化し
、その変化は出力用電極部（１２１） （１２３）から
の電圧変化として取り出されるものである。
２）が作用すると、バイアス磁界（８１）との合成磁界
（図示せず）が生じて各パターン要素（１０１） （１
０２） （１０３） （１０４）における抵抗が変化し
、その変化は出力用電極部（１２１） （１２３）から
の電圧変化として取り出されるものである。
逆に、外部磁界（Ｃ１）又は（Ｃ２）を消去すると、バ
イアス磁石（２ａ）による内部磁界が各パターン要素（
１０１） （１０２） （１０３） （１０４）の全て
に対して平等に４５°の角度で略凹−の磁力で作用する
。このとき、各パターン要素（１０１）〜（１０４）は
その特質として長子直線部の方向に磁化容易軸を持って
いるので、−律に長手方向に磁化され、磁気的に安定状
態に戻りヒステリシスは生じない。
イアス磁石（２ａ）による内部磁界が各パターン要素（
１０１） （１０２） （１０３） （１０４）の全て
に対して平等に４５°の角度で略凹−の磁力で作用する
。このとき、各パターン要素（１０１）〜（１０４）は
その特質として長子直線部の方向に磁化容易軸を持って
いるので、−律に長手方向に磁化され、磁気的に安定状
態に戻りヒステリシスは生じない。
この場合の磁気抵抗特性が第６図に示されており、かか
る構成の磁気抵抗素子によると、外部磁界の極性の相違
によりその磁界の方向が（（：１）又は（Ｃ２）のいず
れかに変化するが、その場合の合成磁界の方向が第８図
のパターン要素（１０１） （１０３）の長手方向であ
るか、（１０２） （１０４）の長手方向であるかによ
って、出力電圧の極性が正、負のいずれかに決定される
ものである。
る構成の磁気抵抗素子によると、外部磁界の極性の相違
によりその磁界の方向が（（：１）又は（Ｃ２）のいず
れかに変化するが、その場合の合成磁界の方向が第８図
のパターン要素（１０１） （１０３）の長手方向であ
るか、（１０２） （１０４）の長手方向であるかによ
って、出力電圧の極性が正、負のいずれかに決定される
ものである。
従って、外部磁界の極性Ｎ、Ｓの相違に関係なくいずれ
かの極性の外部磁界が印加されたときに、常に正、負い
ずれかの同一極性の出力電圧を得たい場合には、適応で
きないものであった。例えば、マグネットエンコーダ等
のように多数の磁石を配設した回転体の回転角検出セン
サとして使用する場合には、外部磁界の極性が交互に作
用するので、素子からは正負の電圧が交互に出力される
こととなるが、外部磁界の作用回数に対する有効検出パ
ルスは弼であり、検出効率の悪いものである。
かの極性の外部磁界が印加されたときに、常に正、負い
ずれかの同一極性の出力電圧を得たい場合には、適応で
きないものであった。例えば、マグネットエンコーダ等
のように多数の磁石を配設した回転体の回転角検出セン
サとして使用する場合には、外部磁界の極性が交互に作
用するので、素子からは正負の電圧が交互に出力される
こととなるが、外部磁界の作用回数に対する有効検出パ
ルスは弼であり、検出効率の悪いものである。
そこで、バイアス磁石（２ａ）を設けずに、パターン面
に対して第８図矢印（ＤＩ） （Ｄ２）の方向から外部
磁界を作用させると、その磁気抵抗素子の出力電圧特性
は第５（ａ）、（ｂ）図のようになる。すなわち、この
場合には外部磁界のＮ、Ｓ極性が変化しても、素子から
の電圧は正、負のいずれか一方の極性であり、外部磁界
の作用回数に応じたパルスを全部検出することができる
。
に対して第８図矢印（ＤＩ） （Ｄ２）の方向から外部
磁界を作用させると、その磁気抵抗素子の出力電圧特性
は第５（ａ）、（ｂ）図のようになる。すなわち、この
場合には外部磁界のＮ、Ｓ極性が変化しても、素子から
の電圧は正、負のいずれか一方の極性であり、外部磁界
の作用回数に応じたパルスを全部検出することができる
。
しかしながら、このものはバイアス磁界が存在しないの
で、外部磁界の消去時に残留磁束が発生して第５（ａ）
、（ｂ）図の履歴■■■■のようにヒステリシス曲線を
描くものである。従って、同一外部磁界であっても弱磁
界領域では増加時と減少時とで 検出値に差異が生じて
安定した出力電圧を得られないとともに、外部磁界が弱
小な範囲（Ｐ）では逆電圧の出力となるので、パルス検
出のできない不感領域を生じてしまうものである。
で、外部磁界の消去時に残留磁束が発生して第５（ａ）
、（ｂ）図の履歴■■■■のようにヒステリシス曲線を
描くものである。従って、同一外部磁界であっても弱磁
界領域では増加時と減少時とで 検出値に差異が生じて
安定した出力電圧を得られないとともに、外部磁界が弱
小な範囲（Ｐ）では逆電圧の出力となるので、パルス検
出のできない不感領域を生じてしまうものである。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、上記の欠点を除去するために提案されたもの
であり、 その目的は、磁気抵抗素子に作用する外部磁界の極性が
Ｎ、Ｓのいずれであっても、正負いずれかの同一・極性
で且つヒステリシスのない出力電圧を発生し、外部磁界
の大小に拘らず漏れなくその変化を検出することのでき
る磁気抵抗素子を提供することにある。
であり、 その目的は、磁気抵抗素子に作用する外部磁界の極性が
Ｎ、Ｓのいずれであっても、正負いずれかの同一・極性
で且つヒステリシスのない出力電圧を発生し、外部磁界
の大小に拘らず漏れなくその変化を検出することのでき
る磁気抵抗素子を提供することにある。
而して、上記の目的は「略四辺形のパターン基板の隅部
に電極部を有し、且つパターン要素がブリッジ接続され
る強磁性薄膜パターンを用いた磁気抵抗素子に右いて、
各辺ごとにパターン面の辺に対して平行な長手直線部を
複数本づつパターン面の中心に向ってジグザグに配設し
た４個のパターン要素と、各パターン要素の長手直線部
の全てに対して平行又は略平行なバイアス磁界を付与す
る位置に配設したバイアス磁石と、からなる磁気抵抗素
子」によって達成される。
に電極部を有し、且つパターン要素がブリッジ接続され
る強磁性薄膜パターンを用いた磁気抵抗素子に右いて、
各辺ごとにパターン面の辺に対して平行な長手直線部を
複数本づつパターン面の中心に向ってジグザグに配設し
た４個のパターン要素と、各パターン要素の長手直線部
の全てに対して平行又は略平行なバイアス磁界を付与す
る位置に配設したバイアス磁石と、からなる磁気抵抗素
子」によって達成される。
〈実施例〉
次に、本発明を第１〜３図に示された一実施例に従って
、更に詳しく説明することとする。
、更に詳しく説明することとする。
第１図には本発明に係る磁気抵抗素子
の主要部が分解して示されており、（１）は例えばガラ
ス、セラミック製等の非磁性体材料からなる正方形のパ
ターン基板、（１１）（１２） （１３） （１４）は
該パターン基板（１）の各辺に対して平行な長手直線部
を複数本づつパターン面中心に向ってジグザグに配設し
た４個のパターン要素。（１５） （１６） （１７）
（１Ｂ）はパターン基板の隅部に配設した電極部であ
り、そのうち（１６） （１８）は人力用電極、（１５
） （１７）は出力用電極となフて、上記パターン要素
（１１） （１２）（１３） （１４）をブリッジ接続
している。（２）はバイアス磁石であり、対角隅部に同
極が対峙しかつ隣接隅部が異極となる組み合わせで磁石
用プレートの四隅にのみ着磁部（２１） （２２） （
２３）（２４）ボ設けられている。
ス、セラミック製等の非磁性体材料からなる正方形のパ
ターン基板、（１１）（１２） （１３） （１４）は
該パターン基板（１）の各辺に対して平行な長手直線部
を複数本づつパターン面中心に向ってジグザグに配設し
た４個のパターン要素。（１５） （１６） （１７）
（１Ｂ）はパターン基板の隅部に配設した電極部であ
り、そのうち（１６） （１８）は人力用電極、（１５
） （１７）は出力用電極となフて、上記パターン要素
（１１） （１２）（１３） （１４）をブリッジ接続
している。（２）はバイアス磁石であり、対角隅部に同
極が対峙しかつ隣接隅部が異極となる組み合わせで磁石
用プレートの四隅にのみ着磁部（２１） （２２） （
２３）（２４）ボ設けられている。
而して第２図のように、パターン基板（１）とバイアス
磁石（２）を重合して組み立てることにより、各パター
ン要素（１１）〜（１４）の長手直線部の全てに対して
平行又は略平行なバイアス磁界を付与し得るように設け
ている。
磁石（２）を重合して組み立てることにより、各パター
ン要素（１１）〜（１４）の長手直線部の全てに対して
平行又は略平行なバイアス磁界を付与し得るように設け
ている。
従って、パターン要素（１１）〜（１４）には、その磁
化容易軸である長手直線部に沿った方向にバイアス磁界
が作用して磁化されているため、磁気的に安定な状態に
置かれることとなり、第３図に示すようにパターン要素
（１１）〜（１４）に対してＸ軸方向の外部磁界（ＡＩ
）またはＹ軸方向の外部磁界（Ａ２）が印加・消去され
たとき、第４（ａ）、（ｂ）図に示すように正負いずれ
か一方の極性であって且つヒステリシスのない出力電圧
を発生する。
化容易軸である長手直線部に沿った方向にバイアス磁界
が作用して磁化されているため、磁気的に安定な状態に
置かれることとなり、第３図に示すようにパターン要素
（１１）〜（１４）に対してＸ軸方向の外部磁界（ＡＩ
）またはＹ軸方向の外部磁界（Ａ２）が印加・消去され
たとき、第４（ａ）、（ｂ）図に示すように正負いずれ
か一方の極性であって且つヒステリシスのない出力電圧
を発生する。
なお、本実施例ではパターン基板（１）にバイアス磁石
（２）を重合して組み立てる構成としたが、パターン基
板（１）の素材として非導電性の硬磁性材料を用い、こ
れに上記と同様のバイアス着磁を施すものとしてもよい
、。この場合には、バイアス磁界を持つパターン基板だ
けの−・層構成とすることができので、別部材によるバ
イアス磁石（２）を用いる必要がなく、素子全体の小型
化・薄型化を図ることができるものである。
（２）を重合して組み立てる構成としたが、パターン基
板（１）の素材として非導電性の硬磁性材料を用い、こ
れに上記と同様のバイアス着磁を施すものとしてもよい
、。この場合には、バイアス磁界を持つパターン基板だ
けの−・層構成とすることができので、別部材によるバ
イアス磁石（２）を用いる必要がなく、素子全体の小型
化・薄型化を図ることができるものである。
く効 果〉
上記の本発明によれば、パターン要素の全ての長手直線
部に沿って平行又は略乎行方向にバイアス磁界が常に作
用しているので、該長手直線部に対して直交方向の外部
磁界が作用するときは、磁壁移動の障害となるエネルギ
ー障壁を越える磁界の大きさに応じて磁化される一方、
上記磁界が消失した時はバイアス磁界が作用しているた
めにエネルギー障壁を乗り越えて磁化は元に戻る。従っ
て、外部磁界の変化に伴なうヒステリシスは生じないの
で、微剥な外部磁界の作用にもよく感応することができ
る。
部に沿って平行又は略乎行方向にバイアス磁界が常に作
用しているので、該長手直線部に対して直交方向の外部
磁界が作用するときは、磁壁移動の障害となるエネルギ
ー障壁を越える磁界の大きさに応じて磁化される一方、
上記磁界が消失した時はバイアス磁界が作用しているた
めにエネルギー障壁を乗り越えて磁化は元に戻る。従っ
て、外部磁界の変化に伴なうヒステリシスは生じないの
で、微剥な外部磁界の作用にもよく感応することができ
る。
更に、素子からの出力電圧の極性は、外部磁界の作用方
向によっては正負の変化が生じるが、磁界の作用方向が
同じであるときは外部磁界のＮ、Ｓ磁極の相違に拘らず
、出力電圧の極性は正負いずれか一方の極性で出力され
るので一定である。従って、この磁気抵抗素子を近接セ
ンサに適用した場合に、検出対象たる外部磁界の着磁ピ
ッチのＮ、Ｓごとにパルスを検出できるので、従来のも
のに比べて検出粒度を２倍に高めることができる。
向によっては正負の変化が生じるが、磁界の作用方向が
同じであるときは外部磁界のＮ、Ｓ磁極の相違に拘らず
、出力電圧の極性は正負いずれか一方の極性で出力され
るので一定である。従って、この磁気抵抗素子を近接セ
ンサに適用した場合に、検出対象たる外部磁界の着磁ピ
ッチのＮ、Ｓごとにパルスを検出できるので、従来のも
のに比べて検出粒度を２倍に高めることができる。
第１図は本発明に係る磁気抵抗素子抵抗素子の主要部の
概略分解斜視図、第２図はその組立てた状態の斜視図、
第３図はその平面図、第４（ａ）、（ｂ）図はその磁気
抵抗特性グラフ、第５（ａ）、（ｂ）は従来の磁気抵抗
素子においてバイアス磁石を設けない場合の磁気抵抗特
性グラフ、第６図はバイアス磁石を設けた従来の磁気抵
抗特性グラフ、第７図はバイアス磁石を設けた従来の磁
気抵抗素子の主要部の概略分解斜視図、第８図はその平
面図、である。 （１）−−−−パターン基板、 （１１）〜（１４）−−−−パターン要素、（２）−−
−−バイアス磁石、 （２１）〜（２４）−−−一 着磁部、特許出願人
株式会社 日本オートメーショご代理人・弁理士 千
１） 稔第１図 第２図 第３図 第７図 第８図 手続補正書 （自発） 昭和６３年 ３月 ７日
概略分解斜視図、第２図はその組立てた状態の斜視図、
第３図はその平面図、第４（ａ）、（ｂ）図はその磁気
抵抗特性グラフ、第５（ａ）、（ｂ）は従来の磁気抵抗
素子においてバイアス磁石を設けない場合の磁気抵抗特
性グラフ、第６図はバイアス磁石を設けた従来の磁気抵
抗特性グラフ、第７図はバイアス磁石を設けた従来の磁
気抵抗素子の主要部の概略分解斜視図、第８図はその平
面図、である。 （１）−−−−パターン基板、 （１１）〜（１４）−−−−パターン要素、（２）−−
−−バイアス磁石、 （２１）〜（２４）−−−一 着磁部、特許出願人
株式会社 日本オートメーショご代理人・弁理士 千
１） 稔第１図 第２図 第３図 第７図 第８図 手続補正書 （自発） 昭和６３年 ３月 ７日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、略四辺形のパターン基板の隅部に電極部を有し、且
つパターン要素がブリッジ接続される強磁性薄膜パター
ンを用いた磁気抵抗素子において、各辺ごとにパターン
面の辺に対して平行な長手直線部を複数本づつパターン
面の中心に向ってジグザグに配設した４個のパターン要
素と、各パターン要素の長手直線部の全てに対して平行
又は略平行なバイアス磁界を付与する位置に配設したバ
イアス磁石と、からなる磁気抵抗素子。 ２、バイアス磁石が、パターン基板の四隅に配設され、
かつ対角隅部が同極であって隣接隅部が異極となるよう
に組み合わされてなる前記特許請求の範囲第１項記載の
磁気抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63049701A JPH07112080B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 磁気抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63049701A JPH07112080B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 磁気抵抗素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01225183A true JPH01225183A (ja) | 1989-09-08 |
| JPH07112080B2 JPH07112080B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=12838489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63049701A Expired - Lifetime JPH07112080B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 磁気抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07112080B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6356074B1 (en) * | 1998-01-28 | 2002-03-12 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetoresistive detector with multiple bias magnets for biasing its magnetoresistive elements |
| JP2012073034A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力計測装置および電力計測方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4828598A (ja) * | 1971-08-16 | 1973-04-16 | ||
| JPS59139689A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗素子 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP63049701A patent/JPH07112080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4828598A (ja) * | 1971-08-16 | 1973-04-16 | ||
| JPS59139689A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6356074B1 (en) * | 1998-01-28 | 2002-03-12 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetoresistive detector with multiple bias magnets for biasing its magnetoresistive elements |
| JP2012073034A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力計測装置および電力計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07112080B2 (ja) | 1995-11-29 |
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