[实用新型]一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥

权利要求书

1.一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，包括：

位于X-Y平面上的衬底；

一个错列排列的软磁通量集中器阵列，其每个软磁通量集中器具有平行于X轴和Y轴的边，以及四个角，所述四个角从左上位置开始顺时针方向依次标记为A，B，C和D；

位于所述衬底上的磁电阻传感单元阵列，其包括位于所述软磁通量集中器之间的间隙处的磁电阻传感单元；

位于任意软磁通量集中器的A和C角位置附近的所述磁电阻传感单元称为推磁电阻传感单元；

位于任意软磁通量集中器的B和D角位置附近的所述磁电阻传感单元称为挽磁电阻传感单元；

所有所述推磁电阻传感单元电连接成一个或多个推臂；

所有所述挽磁电阻传感单元电连接成一个或多个挽臂；

所有所述推臂和所有所述挽臂电连接成一个推挽式传感器桥。

2.根据权利要求1所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，所述磁电阻传感单元为GMR自旋阀或者TMR传感单元，无外磁场时，所有所述磁电阻传感单元的钉扎层磁化方向相同且平行于Y轴方向，所有所述磁电阻传感单元的自由层磁化方向相同且平行于X轴方向。

3.根据权利要求1所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，所述错列排列的软磁通量集中器阵列包括第一软磁通量集中器和第二软磁通量集中器，所述第一软磁通量集中器和所述第二软磁通量集中器均排列成平行于所述Y轴方向的列且平行于所述X轴方向的行，所述软磁通量集中器在所述Y轴方向尺度为Ly且在所述X轴方向尺度为Lx，所述第一软磁通量集中器和所述第二软磁通量集中器各自的相邻的行之间沿所述Y轴方向的间隙为 yGap，且所述第二软磁通量集中器的列相对于所述第一软磁通量集中器的列沿所述Y轴方向相对移动的距离为±(Ly+yGap)/2。

4.根据权利要求3所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，所述磁电阻传感单元阵列的行方向平行于所述X轴方向且列方向平行于所述Y轴方向，所述磁电阻传感单元阵列的列位于所述第一软磁通量集中器和第二软磁通量集中器相邻列的间隙中心，推磁电阻传感单元同时分别对应第一和第二软磁通量集中器的角A和角C位置，且所述第二软磁通量集中器相对于所述第一软磁通量集中器具有正Y轴向位移，所述挽磁电阻传感单元同时分别对应第一和第二软磁通量集中器的角B和角D位置，且所述第二软磁通量集中器相对于第一软磁通量集中器具有负Y轴向等值位移。

5.根据权利要求1，3或4所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，所述磁电阻传感单元阵列的每列和每行均由交替排列的推磁电阻传感单元和挽磁电阻传感单元组成。

6.根据权利要求1，3或4所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，所述磁电阻传感单元阵列的每列包括交替排列的推磁电阻传感单元和挽磁电阻传感单元，所述磁电阻传感单元阵列包括交替排列的推磁电阻传感单元行和挽磁电阻传感单元行，所述推磁电阻传感单元行由推磁电阻传感单元组成，所述挽磁电阻传感单元行由挽磁电阻传感单元组成。

7.根据权利要求1，3或4所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，所述磁电阻传感单元阵列的每行包括交替排列的推磁电阻传感单元和挽磁电阻传感单元，所述磁电阻单元阵列的列为交替排列的推磁电阻传感单元列和挽磁电阻传感单元列，所述推磁电阻传感单元列由推磁电阻传感单元组成，所述挽磁电阻传感单元列由挽磁电阻传感单元组成。

8.根据权利要求1所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传 感器电桥，其特征在于，所述推挽式磁场传感器电桥的偏压，地和信号输出端电连接到位于所述衬底正面的焊盘或者通过TSV连接到所述衬底背面的焊盘。

9.根据权利要求1所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，无外磁场时，所述磁电阻传感单元通过永磁偏置，双交换作用、形状各向异性中的至少一种方式来使所述磁电阻传感单元的磁性自由层的磁化方向与磁性钉扎层的磁化方向垂直。

10.根据权利要求1所述的一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥，其特征在于，所述推臂和所述挽臂上的磁电阻传感单元的数量相同。