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什么是TMR传感器IC?



1. 什么是TMR传感器IC?


TMR传感器IC集成了TMR传感器元件和信号处理电路。TMR传感器元件是使用隧道磁阻效应(TMR效应)的磁性传感器元件。室温下的TMR效应是由日本东北大学的宮崎照宣教授于1995年发现的。与传统的霍尔或AMR传感器元件相比,TMR传感器元件是一种新的磁性传感器技术,不易受到温度变化的影响,具有极高磁灵敏度和高电阻的特点。


TMR传感器IC通过利用高磁灵敏度和高电阻值,可实现低功耗的高精度磁性传感器IC。

TMR传感器IC可广泛应用于各种设备,从电源容量有限的消费类产品到需要高精度控制的工业和汽车设备。

2. TMR传感器元件的工作原理


磁阻效应(MR效应)是电阻随磁场变化而变化的现象。发生在磁性材料(例如铁、镍或钴)中的一种现象。MR效应的特性会随磁性材料内部的磁化方式而变化。


TMR传感器元件由夹在两个铁磁层之间的极薄纳米级非磁性绝缘层构成。电子从一个铁磁层隧穿到另一个通孔绝缘层。这是一种量子力学现象。

当两种磁性材料的磁化方向平行时,电阻值小,反平行时,电阻值大。

TMR传感器元件的工作原理 - 隧道磁阻效应(TMR效应)

TMR连接点的MR比率(电阻值根据磁场状态而变化的比率)在生产中可以达到100%以上。在实验室条件下,已经达到了1000%以上的水平。

磁阻传感器元件的MR比率

3. TMR传感器IC结构


电流通过内置在IC中的TMR传感器元件以放大电位差输出,并在IC内部的电路中处理信号,以根据磁束密度输出信号。



TMR传感器IC框图

4. TMR传感器IC类型


TMR传感器IC种类繁多,适用于不同的应用。以下是TMR传感器IC类型的主要例子:TMR线性传感器(模拟或数字输出);与磁场强度成正比输出信号的传感器;TMR开关传感器(数字输出)获得ON/OFF信号;TMR角度传感器,根据磁铁旋转角度获得输出信号;TMR电流传感器,根据流经导体和其他传感器的电流量获得输出信号。


TMR开关传感器IC检测方法

TMR开关传感器IC检测磁场的存在,磁场具有北极(N)和南极(S)。TMR开关传感器IC有三种类型。“单极检测”IC检测N极或S极。“两极检测”IC可检测N极和S极,不作区分。“交变检测”IC交替检测N极和S极。


根据要使用的应用类型选择合适的检测方法。ABLIC目前批量生产的是两极检测型 TMR传感器IC S-5701B系列。

●?单极检测
仅检测一个磁场极(N极或S极),根据磁束密度执行ON/OFF操作,输出高电平“H”或低电平“L”信号。

单极检测(检测到S极时输出低电平“L”信号)

●?两极检测
检测两极磁场(N极或S极),根据磁束密度执行ON/OFF操作,以输出高电平“H”或低电平“L”信号。

两极检测(检测到S极时输出低电平“L”信号)

●?交变检测
交变检测交替检测两极(N极和S极)的磁场,并根据磁束密度和磁场极性进行ON/OFF操作,输出高电平“H”或低电平“L”信号。

交变检测(检测到南极时输出低电平“L”信号)

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