[发明专利]磁场感测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种感测装置，特别是涉及一种磁场感测装置。

背景技术

一般日常生活中，需得知方位或磁场方向时，可使用指南针来显示，但此种方法无法得知磁感应强度，也无法将磁场方向的讯息传递给电子装置加以运用。目前的一种解决方法是使用电子式的微型三轴磁阻传感器，分别感测磁场在空间中的三个正交分量，将磁场在三维空间中的强度与方向的讯息传递给其它电子装置加以运用，定义所述正交分量的方向分别为一第一方向、一第二方向，及一第三方向。

该三轴磁阻传感器是利用一磁通导引器将平行该第三方向的磁场偏折至平行由该第一方向及该第二方向所形成的一平面的方向，再运用多个磁阻分别感测空间中的三个正交分量，然而，该三轴磁阻传感器需要至少两种不同方向的钉札场(pinning field)所形成的磁阻，而在同一芯片上很小的范围内要产生两种不同方向的钉札场的磁阻需要复杂的制造流程，且感测的效果也不佳，因此，不利于感测性能的提升与制作成本的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制程容易且具有良好感测效果的磁场感测装置。

本发明的磁场感测装置包含：

一磁通导引器，导引通过的磁力线在其边界产生一垂直分量；及

一第一方向感测单元，包括：

串接于一驱动电源与一地电源间的一第一磁阻模块及一第二磁阻模块，且该第一磁阻模块及该第二磁阻模块具有产生一第一输出电压的一第一共同节点；

串接于该驱动电源与该地电源间的一第三磁阻模块及一第四磁阻模块，且该第三磁阻模块及该第四磁阻模块具有产生一第二输出电压的一第二共同节点；

该四磁阻模块分别具有一形成一钉札场方向的钉札层，及一随着通过平行该钉札场方向的磁场分量而改变的电阻，该四磁阻模块皆朝向同一钉札场方向且间隔设置于该磁通导引器周围，当该四磁阻模块的电阻随着通过的磁场分量而改变，来据以产生该第一输出电压及该第二输出电压间的差值，并该差值的正负相关于平行该钉札场方向的磁场方向，且该差值的大小正比于平行该钉札场方向的磁感应强度。

本发明的磁场感测装置，该钉札场方向平行一第二方向且垂直一第一方向，一第三方向垂直该第一方向与该第二方向，该第一方向感测单元的四磁阻模块设置平行于该第一方向与该第二方向形成的平面，且所述磁阻模块分别邻近该第一方向与该第三方向形成的平面及该第二方向与该第三方向形成的平面，分别相切该磁通导引器并成角度形成的矩形的四个边角。

本发明的磁场感测装置，该第一磁阻模块电连接于该驱动电源与该第一共同节点间，该第二磁阻模块电连接于该第一共同节点与该地电源间，该第三磁阻模块电连接于该驱动电源与该第二共同节点间，该第四磁阻模块电连接于该第二共同节点与该地电源间。

本发明的磁场感测装置，该第一磁阻模块电连接于该地电源与该第一共同节点间，该第二磁阻模块电连接于该第一共同节点与该驱动电源间，该第三磁阻模块电连接于该驱动电源与该第二共同节点间，该第四磁阻模块电连接于该第二共同节点与该地电源间。

本发明的磁场感测装置，该第一方向感测单元的所述磁阻模块设置于该磁通导引器的上方。

本发明的磁场感测装置，该第一方向感测单元的所述磁阻模块设置于该磁通导引器的下方。

本发明的磁场感测装置，还包含一第二方向感测单元，该第二方向感测单元包括一串接于该驱动电源的第一磁阻模块、一串接该第一磁阻模块与该地电源间的第二磁阻模块、一串接于该驱动电源的第三磁阻模块，及一串接于该第三磁阻模块与地电源间的第四磁阻模块，该第二方向感测单元的第一磁阻模块及第二磁阻模块具有产生一第三输出电压的一第三共同节点，该第二方向感测单元的第三磁阻模块及该第四磁阻模块具有产生一第四输出电压的一第四共同节点，该第二方向感测单元的四磁阻模块分别具有一形成一钉札场方向的钉札层，及一随着通过平行该钉札场方向的磁场分量而改变的电阻，该第二方向感测单元的四磁阻模块的钉札场方向皆朝向与该第一方向感测单元的所述磁阻模块的钉札场方向同向，该第二方向感测单元的第一磁阻模块和该第四磁阻模块分别沿着该钉札场方向位于该磁通导引器的相反两侧，该第二方向感测单元的第二磁阻模块和该第三磁阻模块分别位于该磁通导引器下方且贴近该磁通导引器，当该第二方向感测单元中四磁阻模块的电阻随着通过的磁场分量而改变，来据以产生该第三输出电压及该第四输出电压间的差值，并该差值的正负相关于平行该钉札场方向的磁场方向，且该差值的大小正比于平行该钉札场方向的磁感应强度。