[实用新型]一种预调制磁电阻传感器

权利要求书

1.一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：

在XY平面上设置有一衬底，磁电阻感应元件、调制器、电连接器、电绝缘层和键合焊盘均沉积在所述衬底上，所述磁电阻感应元件的感应方向平行于X轴；

所述磁电阻感应元件串联连接成磁电阻感应元件串，所述的磁电阻感应元件串电连接成传感器电桥，所述传感器电桥为推挽式半桥电路或者推挽式全桥电路；所述的磁电阻感应元件串与所述的键合焊盘电连接，使得偏置电压或者电流流过所述的磁电阻感应元件并探测所述磁电阻感应元件上的电压或电流；

所述调制器与所述的键合焊盘电连接，从所述键合焊盘得到调制电流，所述调制电流的方向平行于Y轴的方向，所述调制器使得调制电流通过软铁磁通量集中器周围的导体，在软铁磁通量集中器周围产生磁场来调制软铁磁通量集中器的磁导率，所述调制器与磁电阻感应元件之间设置有一层电绝缘层，所述的电绝缘层将所述调制器与所述磁电阻感应元件隔开。

2.根据权利要求1所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：

所述的磁电阻感应元件为AMR、GMR或者TMR磁感应元件；所述的调制器由多个调制器棒构成，所述的调制器棒的结构为矩形条状，其长轴平行于Y轴方向，其短轴平行于X轴方向，多个所述的调制器棒以阵列形式设置，所述调制器棒之间有间隙，所述间隙的间隔距离的方向延X轴方向，所述的调制器棒的端部之间通过电连接器连接成蛇形状的电流路径。

3.根据权利要求2所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：所述的调制器棒是由FM1层、NM层和FM2层三层结构构成，其中FM1层和FM2层是软铁磁体层，NM层是普通金属层；

所述NM层的材料为钌或铜，所述NM层的厚度小于5nm，所述FM1层和所述FM2层之间存在RKKY耦合作用。

4.根据权利要求3所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：所述电连接器为金属，所述的电连接器与所述的调制器的上表面、下表面或者侧表面相连；

或者所述电连接器从FM1层、NM层和FM2层的三层结构中刻蚀。

5.根据权利要求1所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：所述调制器包括载流线圈和铁磁性矩形体，所述的载流线圈位于铁磁性矩形体的上方，所述载流线圈与所述的键合焊盘连接。

6.根据权利要求3所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：所述的传感器还包括交流基准电源，所述的交流基准电源以频率f周期性地驱动所述的传感器中的调制器棒、模拟前端电路、低通滤波器以及混频器，所述模拟前端电路包括前端处理器和放大器，所述的前端处理器与磁电阻传感器的输出端电容耦合，

所述的混频器的输入端电连接到所述的交流基准电源和所述的前端处理器输出端，

所述的低通滤波器的输入端电连接所述的混频器的输出端，所述的低通滤波器的输出端提供一个输出信号，所述的输出信号与所述的磁电阻感应元件所检测的磁场的幅值和极性相对应。

7.根据权利要求6所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：还包括有优化滤波器，所述优化滤波器与交流基准电源信号以及所述的混频器的一个输入信号电连接，

所述优化滤波器通过在交流基准电源信号进入到混频电路之前去除部分频率分量，以及通过转换交流基准电源信号为交流电压信号的方式来调节所述基准电源信号。

8.根据权利要求6所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：所述的交流基准电源信号是单极性的，所述的低通滤波器与所述的混频器的输出端连接，所述的低通滤波器具有频率为F的低频截止频率。

9.根据权利要求7所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：所述的交流基准电源信号是双极性的，所述的磁电阻传感器还包括倍频器，所述的倍频器与所述的交流基准电源以及所述的混频器的输入端电连接，所述的低通滤波器与所述的混频器的输出端连接，所述的低通滤波器具有频率为2F的低频截止频率。

10.根据权利要求1所述的一种预调制磁电阻传感器，其特征在于：所述传感器电桥包括单一芯片，构成传感器电桥的桥臂沉积在所述单一芯片上；

或者所述传感器电桥包括两个或者两个以上互连的芯片，每个独立的芯片均包括磁电阻感应元件串，所述的磁电阻感应元件串电连接成一个或多个传感器电桥的桥臂。