[发明专利]磁场感测装置

说明书

本发明提供一种磁场感测装置，包括磁通集中器以及多个单方向磁阻传感器。磁通集中器具有相对的第一、第二端部。这些单方向磁阻传感器具有相同的钉扎方向且设置于磁通集中器旁。这些单方向磁阻传感器还包括多个第一、第二单方向磁阻传感器。这些第一单方向磁阻传感器设置于第一端部旁，且还包括分别设置于第一端部相对两侧的第一、第三部分。第一、第三部分耦接成第一惠司同全桥。这些第二单方向磁阻传感器设置于第二端部旁，且还包括分别设置于第二端部相对两侧的第二、第四部分。第二、第四部分耦接成第二惠司同全桥。

技术领域

本发明涉及一种磁场感测装置。

背景技术

随着科技的发展，具有导航与定位功能的电子产品也越来越多样化。电子罗盘在车用导航、飞航以及个人手持式装置的应用领域中提供了相当于传统罗盘的功能。而为了实现电子罗盘的功能，磁场感测装置变成了必要的电子元件。

为了达到单轴的感测，一般来说会将巨磁阻(giant magnetoresistance,GMR)多层膜结构或穿隧磁阻(tunneling magnetoresistance,TMR)多层膜结构构成惠斯通全桥，并使这些磁阻多层膜结构的钉扎方向设计有两个互为反平行的钉扎方向(pinningdirection)。举例来说，为了要达到三轴的感测，则需要六个两两互为反平行的钉扎方向。然而，要在晶圆上的反铁磁层(antiferromagnetic layer)设计出不同的钉扎方向会导致制造困难，而产生额外成本，并使得钉扎层稳定度降低。

发明内容

本发明提供一种磁场感测装置，其制造简单、生产成本低且具有良好的稳定性。

本发明的一实施例中提供一种磁场感测装置，包括磁通集中器以及多个单方向磁阻传感器。磁通集中器具有相对的第一端部与第二端部。这些单方向磁阻传感器具有相同的钉扎方向。这些单方向磁阻传感器设置于磁通集中器旁。这些单方向磁阻传感器还包括多个第一单方向磁阻传感器与多个第二单方向磁阻传感器。这些第一单方向磁阻传感器设置于第一端部旁，且这些第一单方向磁阻传感器还包括分别设置于第一端部相对两侧的第一部分与第三部分。第一部分与第三部分耦接成第一惠司同全桥。这些第二单方向磁阻传感器设置于第二端部旁。这些第二单方向第二磁阻传感器还包括分别设置于第二端部相对两侧的第二部分与第四部分，且第二部分与第四部分耦接成第二惠司同全桥。

在本发明的一实施例中，上述的磁场感测装置还包括计算器，耦接于这些磁阻传感器。第一惠司同全桥受一外来磁场影响而输出一第一电信号。第二惠司同全桥受此外来磁场影响而输出第二电信号。计算器根据第一电信号与第二电信号而决定此外来磁场在二不同方向上的磁场分量。

在本发明的一实施例中，上述的这些磁阻传感器还包括多个第三单方向磁阻传感器。这些第三单方向磁阻传感器设置于磁通集中器旁。磁通集中器还包括中间部。中间部位于第一端部与第二端部之间，且与第一端部与第二端部连接。这些第三单方向磁阻传感器的至少一部分与中间部重叠设置。

在本发明的一实施例中，上述的磁场感测装置还包括分时切换电路，耦接于这些磁阻传感器。在第一时间区间内，分时切换电路将第一部分与第三部分耦接成第一惠司同全桥，且将第二部分与第四部分耦接成第二惠司同全桥，以使计算器根据第一电信号与第二电信号而决定此外来磁场在此二不同方向上的磁场分量。在第二时间区间内，分时切换电路从第一部分、第二部分、第三部分与第四部分中选出至少一部分的单方向磁阻传感器与这些第三单方向磁阻传感器耦接成第三惠司同全桥。第三惠司同全桥受此外来磁场影响而输出一第三电信号。计算器根据第三电信号而决定此外来磁场在另一方向上的磁场分量，其中此另一方向上的磁场分量不同于此二不同方向的磁场分量。

在本发明的一实施例中，上述的这些第三单方向磁阻传感器还包括第五部分与第六部分。第五部分与中间部重叠设置，且第六部分还包括二第六子部分。此二第六子部分分别设置于中间部的相对两侧且不与中间部重叠设置。