美新半导体|美新半导体专家带您看懂地磁传感技术( 二 )
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巨磁电阻（GMR） ， 两层磁性材料间的导体电阻随上下层磁性材料磁化方向夹角变化 。 GMR磁传感器具有灵敏度高、能探测到弱磁场且信号好 ， 温度对器件性能影响小等优点 ， 但其制造工艺相对复杂 ， 生产成本也较高 ， 同时商业化时间晚于霍尔传感器和AMR磁阻传感器 ， 目前其市占率较小 。
GMR传感器使用永磁材料来检测磁场 ， 因此 ， 它不得暂时受干扰或受到大磁场的永久影响 ， 否则可能会永久损坏传感器；另外 ， 磁场的感应是由于材料不同层中的磁化方向引起的 ， 因此分辨率和重复性很差 。
隧穿磁阻效应（TMR）
隧穿磁阻效应（TMR）是指在铁磁-绝缘体薄膜-铁磁材料中 ， 其隧穿电阻大小随两边铁磁材料相对方向变化的效应 。 两层磁性材料间绝缘层的隧穿电流随上下层磁性材料磁化方向夹角变化 。
TMR磁传感器利用磁场变化引起磁电阻变化的原理 ， 因此可以通过TMR磁传感器的电阻变化来测算外磁场的变化 。 实际的TMR磁阻传感器的制作远比铁磁层+绝缘层+铁磁层的三明治结构复杂 。 基本结构除了铁磁层+绝缘层+铁磁层的三明治结构外 ， 还在上下增加顶电极层（upper contact）和底电极层（lower contact） ， 两层电极直接与相近的磁层接触 。 底电极层位于绝缘基片（Insulating）上方 ， 绝缘基片要比底电极层要宽 ， 且位于衬底（Substrate）的上方 。
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TMR效应具有磁电阻效应大、磁场灵敏度高等优势 ， 但也存在着一些缺点 ， 例如被大磁场干扰后零点漂移大 ， 以及制作成本高 。
AMR 、GMR、Hall实测对比
噪声对比 ， Hall最大 ， 最小是AMR：
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动态范围 ， AMR可以达到30G：
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磁滞 ， AMR是最小的：
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温漂 ， AMR比Hall小10倍：
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早在2006年 ， 美新已经首创将高性能的AMR磁传感器引入智能手机市场 ， 截止到2019年 ， 美新的磁传感器累计出货9亿颗 。
目前 ， 美新还开发了超高性能的AMR地磁传感器MMC5883, 适用于无人机、自动驾驶、工业控制等需求 ， 也推出了世界上迄今已知最小尺寸（0.8 mm x 0.8 mm x 0.4 mm）的圆片级封装产品MMC5603 ， 适用于智能手机, 可穿戴设备等应用 。
【美新半导体|美新半导体专家带您看懂地磁传感技术】内容来源：MEMS
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