[实用新型]一种开关传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关设备，具体设计一种开关传感器。

背景技术

磁性开关传感器广泛用于消费电子、白色家电、三表（电表、水表、气表）、汽车以及工业，目前主流的磁性开关传感器有霍尔传感器和AMR（各向异性磁阻）传感器。在消费电子和三表应用领域，霍尔开关传感器和AMR开关传感器的功耗可达几微安，这是牺牲其工作频率的情况下获得的，其工作频率为十几赫兹，其开关点为几十高斯；在汽车、工业应用等需要高工作频率的环境，霍尔开关传感器和AMR开关传感器的功耗为毫安级，其工作频率为千赫兹级。

MTJ（磁性隧道结）元件是近年来开始工业应用的新型磁电阻效应传感器，它利用的是磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应，主要表现在磁性多层膜材料中随着外磁场大小和方向的变化，磁性多层膜的电阻发生明显变化。在消费电子和三表等低功耗应用领域，以MTJ元件为敏感元件的开关传感器在工作频率为千赫兹时的功耗为微安级，开关点为十几高斯；在汽车、工业应用等需要高工作频率的环境，MTJ开关传感器的工作频率可达兆赫兹，功耗仅为微安级别。

由于现有开关传感器无论在休眠或工作状态功耗都较高，且工作频率低，为此需要一种高灵敏度，无论在休眠或工作状态功耗低，响应频率高，体积小的开关传感器。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种高灵敏度，低功耗，响应频率高，体积小，温度特性好的开关传感器，利用MTJ元件为敏感元件对靠近的铁磁物质进行感应，具有低功耗和高灵敏度的特性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种开关传感器，包括磁电阻元件和ASIC芯片，所述磁电阻元件与所述ASIC芯片相适配，并且所述磁电阻元件连接在所述ASIC芯片上，所述磁电阻元件为感应元件和/或参考元件，所述感应元件和所述参考元件为一个或者多个MTJ磁电阻元件串联组成。

优选的，所述MTJ磁电阻元件包括钉扎层、磁性被钉扎层、非磁性氧化物层和磁性自由层，所述感应元件的磁性自由层磁矩方向与磁性被钉扎层磁矩方向垂直或者呈一定角度，所述参考元件的磁性自由层的磁矩方向与磁性被钉扎层的磁矩方向平行。

优选的，所述磁电阻元件为一个，两个或者四个。

优选的，所述一个磁电阻元件为感应元件。

优选的，所述两个磁电阻元件为两个感应元件或者一个感应元件与一个参考元件，并且所述两个磁电阻元件为半桥联接。

优选的，所述四个磁电阻元件为四个感应元件或者相互间隔设置的两个感应元件与两个参考元件，并且所述四个磁电阻元件为全桥联接。

本实用新型利用MTJ电磁阻元件为敏感元件对靠近的铁磁物质进行感应，具有低功耗和高灵敏度的特性。采用本技术方案的有益效果是：高灵敏度，无论在休眠或工作状态功耗低，响应频率高，体积小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为MTJ磁隧道结结构示意图；

图2为MTJ磁隧道结磁电阻输出特性示意图；

图3为本实用新型的一种实施例的示意图；

图4为本实用新型的一种实施例的示意图；

图5为本实用新型的一种实施例的示意图；

图6为本实用新型的一种实施例的示意图；

图7为本实用新型的一种实施例的示意图；

图8为本实用新型的一种实施例的示意图；

图9为本实用新型的一种实施例的示意图；

图10为半桥电路和单电阻恒流电路的输出信号示意图；

图11为全桥电路的输出信号示意图；

图12为单极开光信号示意图；

图13为锁存开关信号示意图；

图14为全极开关信号示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。