[发明专利]磁性电流传感器

说明书

背景技术

本发明涉及一种具有相当大的磁阻特性的铁磁性薄膜结构部件，更具体地讲，本发明涉及其中可用来检测磁场的结构部件。

许多电子系统，比如说诸如储存器等等的数字式系统，以及诸如场强传感器等等的模拟系统等等，均使用着磁性装置。磁检测仪表和其它类型的磁传感装置被广泛地应用于诸如磁盘储存器和磁带储存系统等等的各种系统中。这类装置可提供出反映着在不同条件下检测到的磁场的输出信号。

这类磁场传感器的一种应用方式是检测流经导体的电流所产生的磁场，以推断出产生这一磁场的电流的性质和大小。在过去一直是使用这种传感器来检测由大幅度电流所产生的磁场的，但如果要对包括相当小电流的低强度电流实施检测，则这种检测将难以实现。然而在许多应用场合，比如说对于所要检测的、产生磁场的这种小电流仅用于传输信号信息，而不是用于传送较大的电流能量的应用场合等等，均需要对由小电流产生的磁场实施检测。

这类应用场合在医疗系统、监测系统和控制系统中是大量存在的，因为这些系统经常需要由外部信号源和系统其它部分通过信号耦合元件进行信号传递。由于要对产生磁场的信号实施检测，所以用于这一目的、传递信号用的导体必须与系统中包含传感器部件的部分电绝缘。如果举例来说就是，载有环路电流信号信息的一个比较长的电流回路，会通过轻微地或静态地放电，而承受相对于接地电位为相当高的电压。在多种应用场合，这种电位差必须与信号检测和接收回路分离开，以避免造成回路损坏，即使在必须用电子回路获取包含有回路电流的信号信息时也是如此。

从成本、便利和系统性能等方面考虑，目前往往用单片式集成电路芯片构成用于这种目的的信号隔离器。在这种结构构成中，可采用一个或多个固态磁场传感器来检测由包含有信号的电流产生的磁场。目前已经使用在这种条件下的一种类型的磁场传感器是霍尔效应装置。由于霍尔装置的灵敏度要受到磁场的限制，所以这种装置在用于检测由小电流产生的磁场时往往是不能令人满意的。

而且，为改进霍尔效应装置的灵敏度所进行的辅助或附加检测也是不能令人满意的。由于霍尔装置的磁敏感轴与在支撑该装置用的基底上延伸的单片式集成电路中的霍尔装置的配置方向相垂直，即该装置的磁敏感轴与装置的厚度方向相平行，而不是与其宽度或长度方向相平行，所以如果使用场强聚能体，则难以配置在一个包含有霍尔装置的单片式集成电路上。而且，由霍尔装置提供的、与被测磁场有关的信息呈电压形式，这还使得这种装置不能被用在增大输出信号以提供出电流信号信息的桥形回路中。

其它形式的、可用于信号隔离的混合式集成电路或单片式集成电路，均采用着一个其电磁辐射强度由信号源给出的信号电流控制的光源。这种光源与配置在集成电路板上的光检测器电绝缘，从而能通过光的发射和接收而获取出信号电流的性质和大小。这种检测装置要随使用条件的变化而作相应变化，因此存在有难以解决的工程技术问题和如何降低成本的问题，这使得它并不是一种令人满意的技术解决方案。因此，目前非常需要能够有一种以相当经济的成本制作出的、具有高灵敏度的信号隔离装置。

发明概述

本发明提供了一种用于在输出端处提供反映着由电源供给至装置的输入电流的信息的电流检测装置，这种电流检测装置可以包括有配置在基底上的、彼此相邻接但又空间分离的一个输入连接体和一个第一电流传感器，以便使它们电绝缘，并且使第一电流传感器位于由输入电流产生的磁场范围之内。第一电流传感器由一组磁阻型、各向异性的铁磁性薄膜层构成，而且其中至少有两层由一层设置在它们之间的非磁性导电体层彼此分离开。

第一电流传感器最好是主要在基底上沿第一方向延伸，输入连接体最好是主要在基底上沿与第一方向基本上相垂直的第二方向延伸。在输入连接体和第一电流传感器两侧还配置有一层由基本上呈磁可透过性材料制成的层，以构成为磁场聚能体，并作为可抑制不需要的外部磁场侵入的保护壳体。

这种传感器可以与形成在基底上的其它电子回路电连接。这些回路还可以包括有一个非线性的适配回路，以便即使电流传感器存在有非线性也可以用更高精度提供出反映着输入电流的信息。而且，还可以配置有与输入连接体或输出连接体相邻接的其它电流传感器，以构成一个增大灵敏度用的桥形回路。

对附图的简要说明

图1A和1B为表示使用在本发明中的一种单片式集成电路的局部结构构成用的平面图。

图2A、2B、2C、2D和2E为表示如图1所示的局部结构构成中一部分用的层面结构示意图。

图3为表示具有如图1和图2所示的那种结构构成用的特征曲线图。