[发明专利]穿隧磁阻参考单元及其磁场感测电路

权利要求书

1.一种用于磁场感测的穿隧磁阻参考单元，包括：第一磁性穿隧接面MTJ装置，包括：

第一固定层，具有在固定方向的第一固定磁矩；以及

第一自由层，具有在零磁场时与该固定方向平行的第一自由磁矩；以及

第二磁性穿隧接面MTJ装置，包括：

第二固定层，具有在该固定方向的第二固定磁矩；以及

第二自由层，具有在零磁场时与该固定方向反平行的第二自由磁矩；

其中该第一及第二MTJ装置为并联。

2.如权利要求1所述的用于磁场感测的穿隧磁阻参考单元，其中该第一及该第二MTJ装置的长轴方向与所感测的外部磁场方向的夹角为45度。

3.如权利要求1所述的用于磁场感测的穿隧磁阻参考单元，其中该第一及该第二固定磁矩沿着同方向。

4.如权利要求2所述的用于磁场感测的穿隧磁阻参考单元，其中该第一及该第二固定磁矩沿着该第一及第二MTJ装置的所述长轴。

5.如权利要求1所述的用于磁场感测的穿隧磁阻参考单元，其中还包括导线，有两线段设置在该第一及第二MTJ装置的上方或下方，其中该导线的该两线段与该第一及第二MTJ装置的该固定磁矩及该自由磁矩垂直。

6.一种磁场感测电路，包括：

如权利要求1所述的一穿隧磁阻TMR参考单元，作为零磁场参考，具有第一电导，对外部磁场没有反应；

磁场感测单元，包括第三磁性穿隧接面MTJ装置与第四磁性穿隧接面MTJ装置并联，具有第二电导对该外部磁场有反应，其中感测电流反应该外部磁场，而流通于该磁场感测单元中；

电流镜，输出第一电流及第二电流到该TMR参考单元以及该磁场感测单元，其中该第一电流与该第二电流相等；以及

信号转换放大器单元，连接到该磁场检测单元，当感测该外部磁场时，产生反应该磁场检测单元的电导变化的转换电流，其中该转换电流等于该感测电流减去该第二电流。

7.如权利要求6所述的磁场感测电路，其中该磁场感测单元的易轴与该TMR参考单元的易轴呈45度角；

该第三及该第四MTJ装置的固定磁矩与该磁场感测单元的该易轴呈45度角，以及该第三及该第四MTJ装置的自由磁矩与该磁场感测单元的该易轴平行；

该第一MTJ装置及该第二MTJ装置的该固定磁矩与该TMR参考单元的该易轴平行，以及该第一MTJ装置的该自由磁矩与该第一MTJ装置的该固定磁矩为反平行；以及该第二MTJ装置的该自由磁矩与该第二MTJ装置的该固定磁矩平行。

8.如权利要求7所述的磁场感测电路，其中该第一及该第二MTJ装置的该固定磁矩分别与该第三及该第四MTJ装置的该固定磁矩平行，该第一及该第二MTJ装置的该自由磁矩分别与该第三及该第四MTJ装置的该自由磁矩呈45度角；以及，该感测电流的路径与该第一及第二MTJ装置的该固定磁矩及该自由磁矩垂直。

9.如权利要求6所述的磁场感测电路，其中该磁场感测单元的易轴与该TMR参考单元的易轴呈45度角；

该第三及第四MTJ装置的固定磁矩与该磁场检测单元的该易轴呈45度角及自由磁矩与该磁场检测单元的该易轴平行；

该第一及第二MTJ装置的该固定磁矩与该第一及第二MTJ装置的该易轴平行，该第一MTJ装置的该自由磁矩与该第一MTJ装置的该固定磁矩平行，该第二MTJ装置的该自由磁矩与该第二MTJ装置的该固定磁矩反平行。

10.如权利要求9所述的磁场感测电路，其中该第一及第二MTJ装置的该固定磁矩分别与该第三及该第四MTJ装置的该固定磁矩平行，该第一及该第二MTJ装置的该自由磁矩分别与该第三及该第四MTJ装置的该自由磁矩呈45度角；以及

该感测电流的路径与该第一及第二MTJ装置的所述固定磁矩与所述自由磁矩垂直。

11.如权利要求6所述的磁场感测电路，其中该磁场感测单元还包括第五及第六MTJ装置与该第三及该第四MTJ装置并联；其中该第三到该第六MTJ装置的固定磁矩与易轴呈45度角及自由磁矩与该易轴平行。

12.如权利要求11所述的磁场感测电路，其中该参考TMR单元还包括第七及第八MTJ装置与所述第一及该第二MTJ装置并联；其中

该第一及该第七MTJ装置及该第二及该第八MTJ分别装置分别设置在两个斜面上；

该第一，该第二，该第七，及该第八MTJ装置的固定磁矩与该易轴呈45度角且该自由磁矩与该易轴平行；

该第一及该第七MTJ装置的该自由磁矩与该第一及该第七MTJ装置的该固定磁矩反平行；

该第二及该第八MTJ装置的该自由磁矩与该第一及该第七MTJ装置的该固定磁矩平行；

该第一及该第二MTJ装置的该固定磁矩与该第三及该第四MTJ装置的该固定磁矩平行；

该第七及该第八MTJ装置的该固定磁矩与该第五及该第六MTJ装置的该固定磁矩垂直；

该第一，该第二，该第七，及该第八MTJ装置分别与该第三到该第六MTJ装置的该自由磁矩呈45度角；以及

该感测电流的路径与该TMR参考单元上的该第一、该第二、该第七、及该第八MTJ装置的所述固定磁矩及所述自由磁矩垂直。