[发明专利]一种各向异性磁阻器件的电路结构

说明书

技术领域

本发明属于磁场探测技术领域，具体涉及一种各向异性磁阻器件的电路结构，。

背景技术

各向异性磁阻（Anisotropy of magnetoresistance，AMR）效应是由W.Thomson于1857年在铁磁金属Fe、Ni中发现的。各向异性磁阻器件的电阻大小依赖于铁磁材料的磁化方向与通过材料的电流方向的夹角θ，电阻的变化大致是正比于夹角θ的余弦值的平方值，设置初态时的铁磁材料的磁化方向与通过材料的电流方向的夹角为45度，然后垂直于铁磁材料的磁化方向加外磁场，那么铁磁材料的磁化方向就会发生变化，其与通过材料的电流方向的夹角也会发生变化，我们设铁磁材料磁化方向偏离45角的角度为φ，材料的电阻变化与偏离角度φ是成比较好的线性关系，在外磁场较小的情况下，偏离角度φ又是外磁场与铁磁材料原有磁化强度的比值，所以外磁场的大小与电阻变化成线性关系了。

为了使各向异性磁阻器件能够探测空间中较小的磁场,我们需要将整个器件制作成磁化方向在初态时与电流方向夹角固定在45度，这就要用到特殊的结构，一种是称为“理发师的招牌” （Barber pole）模式的结构, 另一种是称为“人字形” （Herringbone）模式的结构。但是，Barber pole结构和Herringbone结构都是用惠斯通电桥电路结构来测某单一方向的磁场值，如果需要测量多个方向的磁场值,则需要多个惠斯通电桥电路结构,这样整个器件的体积比较大，不利于设备向小型化、集约化的方向发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种各向异性磁阻器件的电路结构安排，使得Barber pole结构和Herringbone结构的电桥电路结构在能够测量不同方向的磁场值的同时，还可以减小整个器件的体积,以利于设备向小型化、集约化的方向发展。

本发明所述的一种各向异性磁阻器件的电路结构，其具体包括：

由串联在一起的第一各向异性磁阻和第二各向异性磁阻构成的第一各向异性磁阻模块；

由串联在一起的第三各向异性磁阻和第四各向异性磁阻构成的第二各向异性磁阻模块；

所述第一各向异性磁阻、第二各向异性磁阻、第三各向异性磁阻和第四各向异性磁阻构成惠斯通电桥电路结构；

在所述惠斯通电桥电路结构周围形成有导电线圈；

所述第一各向异性磁阻模块与所述第二各向异性磁阻模块是垂直的，且所述第一各向异性磁阻模块所测磁场的方向垂直于第二各向异性磁阻模块所测磁场的方向。

如上所述的各向异性磁阻器件的电路结构，通过控制所述导电线圈中的电流方向来控制所述第一各向异性磁阻、第二各向异性磁阻、第三各向异性磁阻和第四各向异性磁阻的阻值的增或者减。

本发明用特定的电路结构来制造各向异性磁阻器件，使得各向异性磁阻器件的整体体积减小并且使所测磁场集中在较小的区域内，从而使各向异性磁阻器件能够更加灵活地运用于其他器件中，以达到器件小型化、集约化的目的。

附图说明

图1为本发明所提出的Barber pole结构的电路结构的俯视图示意图。

图2为本发明所提出的Herringbone结构的电路结构的俯视图示意图。

图3为图1和图2所示电路结构的简化图。

图4、图5为电阻变化后的图3所示电路结构的简化图。

具体实施方式

图1为本发明所提出的Barber pole结构的电路结构的俯视图示意图,其中：一条条分隔且相互平行的金属条302（示例性标出）淀积在铁磁性材料301（示例性标出）上面，并且使得每条金属条302与铁磁材料301的边沿成45度角，由于电流会沿着最短的距离传输，所以电流会在每对金属条中以垂直于金属条边沿的方向从一端到另一端，而这样就保证了电流的方向是与铁磁材料的磁化方向成45度角了。同时，铁磁材料301由金属条303连接。我们还需要在整个器件的下面放置金属线圈300，金属线圈300是用来通电流产生磁场来保持铁磁材料的磁化方向的。