阻传感单元串处产生沿X和-X方向的幅度相同的校准磁场分量； 所述重置线圈包括垂直于所述磁电阻传感单元串的重置直导线，当重置线圈通重置电流时，在所有磁电阻传感单元处沿Y方向产生幅度相同的重置磁场分量。3.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述软磁通量集中器为U形或H形，所述U形软磁通量集中器的所述barl长条和bar2长条的正Y端对齐或者负Y端对齐，并连接到所述O磁阻桥上，所述barl长条和bar2长条之间形成U间隙，所述H形软磁通量集中器的所述O磁阻桥连接所述barl长条和所述bar2长条中点，所述barl长条和bar2长条之间形成H间隙，所述H间隙根据Y轴方向分为正H间隙和负H间隙。4.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述错列软磁通量集中器阵列由所述U形软磁通量集中器或者所述H形软磁通量集中器或者所述U形软磁通量集中器与H形软磁通量集中器组成，且沿X方向形成I个错列间隙列，任一个所述软磁通量集中器，至少存在一个其他所述软磁通量集中器与之形成错列结构，且正X向长条barl和负X向长条bar2的长轴在Y方向跨越所有所述错列间隙。5.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述错列软磁通量集中器阵列由所述U和H形软磁通量集中器或者仅由所述H软磁通量集中器组成，且形成M行N列所述错列间隙阵列，其中，Y方向，第I列和第N列所述错列间隙为所述H、U形软磁通量集中器之间的错列间隙或所述H软磁通量集中器之间的错列结构，当N为大于等于3的整数时，中间第2列到第N-1列所述错列间隙均对应所述H软磁通量集中器之间的所述错列结构； X方向，每列均包括M个所述错列间隙，其中，最上端的所有所述软磁通量集中器正X向长条barl和最下端的所有所述软磁通量集中器负X向长条bar2分别合并成一个Dl和D2端长条，所述Dl和D2端长条长轴在Y方向跨越所有所述错列间隙；M、N为大于等于2的整 数。6.根据权利要求4或5所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述错列间隙列中所述软磁通量集中器总数量K为奇数时，所述错列间隙和未错列间隙的数字标号所构成的奇间隙集A为:A=[-(nl+0.5), -ηI,…,-1.5, -1, O, I, 1.5,…,nl, nl+0.5]； 奇错列间隙集:Al=[-nl,…，-1，I,…，nl]； 奇未错列间隙集:A2=[-(nl+0.5)，…，-1.5，1.5，— ,nl+0.5]； 所述软磁通量集中器数量K为偶数时，偶间隙集B为:B= [- (n2+0.5) , ~n2,…，-1, -0.5, O, 0.5, I,…，n2, (n2+0.5)]； 偶错列间隙集:Bl=[-n2,I,...，n2]； 偶未错列间隙集:B2=[-n2-0.5，…，-0.5，0.5，n2+0.5]； 其中O对应中间间隙标号，正整数和正分数分别对应所述正X向错列间隙和未错列间隙标号，负整数和负分数分别对应所述负X向错列间隙和未错列间隙标号； 当K为奇数时，奇推臂集:All=[l, 2, 3，…，nl]和 A12=[_l,-2，-3，— , -nl] 其中所述错列间隙处的所述磁电阻传感单元串构成所述推臂集； 奇挽臂集:A21=[l.5，2.5，3.5，…，nl+0.5]和 Α22=[_1.5，-2.5，-3.5，…,- (nl+0.5)]； 其中所述未错列间隙处的所述磁电阻传感单元串构成所述挽臂集； 当K为偶数时，偶推臂集:Bll=[l, 2, 3,…，n2]和 B12=[_l,-2，-3，...，_n2]； 其中所述错列间隙处的所述磁电阻传感单元串构成所述推臂集； 而偶挽臂集:B21=[0.5，1.5,2.5，…，(n2+0.5)]和 Β22=[_0.5，-1.5，-2.5，…，_(η2+0.5)]； 其中所述未错列间隙处的所述磁电阻传感单元串构成所述挽臂集；所述 η 1= (K-1) /2，所述 η2= (Κ-2) /2。7.根据权利要求6所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述任一第J个错列间隙列中，所述奇或者偶推臂集All (J)或Bll(J)中任意选择nj个元素:nl多J多I或n2彡J彡l，nj彡I ; au, a2J, a3J,…，anJ,其中相邻两个元素的差值大于2，则存在: aIlJ-aIJ i I，a21J_a2J i I，a31J_a3J i I，...，anlJ_anJ 土 丄 构成Push (J)集: Push (J) = Lalj, aIljJ a2Ji a21Ji a3Ji a31Ji …，anji anlj]和卜au，_anj，一a2J，_a22J，_a3J，_a31J，…，_anJ，_anlJ]，且存在 a1j—aij — 0.5，土0.5，a20厂a2j土0.5，&21。厂3^土0.5，a30厂a3j土0.5，a310J-a3ij 土 0.5，…，an0J- anj 土 0.5，anl0J- anljdz0.5构成Pull (J)集: Pull (J) — [a^1ji aIlOjJ a20J，a210J，a30J，a310J，…，anOJi anl0j] 和[_a10j, _a110j, _a20j, _a210j, _a30j, _a310j,...，_an0j, _anl0J]， 所述PulI (J)集中的所述推磁电阻传感单元串构成所述第J个所述错列间隙列的所述推磁电阻传感单元串，所述Pull (J)集中的所述挽磁电阻传感单元串构成所述第J个所述错列间隙列的所述挽磁电阻传感单元串。8.根据权利要求7所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述错列软磁通量集中器阵列由M个所述错列间隙列组成时，对于第J个错列间隙列，存在一个所述Pull(J)和 Push (J)，构成 Pull 集:Pull= {PulI (1)，Pull (2)，Pull (3)，…，Pull (M)}，以及 Push 集:Push={Push(I), Push(2), Push(3),…，Push (M)}， 则推挽式X轴磁电阻传感器的所述推臂为所述各J列所对应Push(J)集所对应所述推磁电阻传感单元串之间的串联连接，所述挽臂为所述各J列所对应Pull (J)集所对应的所述挽磁电阻传感单元串之间的串联连接。9.根据权利要求4或8所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，当两个电阻相同的磁电阻传感单元串同时位于一个由两个H形软磁通量集中器所构成的第一类未错列间隙处时，所述磁电阻传感单元串合并成一个磁电阻传感单元串，其电阻两倍于所述位于所述两个磁电阻传感单元串中的任一个。10.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述推挽式桥式传感器可以连接成半桥、全桥或者准桥结构。11.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，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，所述钉扎层方向平行于X轴方向，所述自由层方向为平行于Y轴方向。12.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，有外加磁场时，所述磁电阻传感单元通过永磁偏置、双交换作用、形状各向异性或者他们的任意结合来使磁性自由层磁化方向来与磁性钉扎层磁化方向垂直。13.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，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。14.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述校准线圈包括推校准直导线和挽校准直导线，所述推校准直导线和所述推磁电阻传感单元串之间的位置关系与所述挽校准直导线与所述挽磁电阻传感单元串之间的位置关系相同，所述位置关系为所述直导线位于对应磁电阻传感单元串正上方或正下方，且所述推校准直导线和所述挽校准直导线之间串联连接，并具有相反的电流方向。15.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述重置线圈为平面线圈，其包含的重置直导线垂直于推磁电阻传感单元串和挽磁电阻传感单元串，且位于每个磁电阻传感单元串的正上方或者正下方，且电流方向一致。16.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述校准线圈包含一个正的端口和一个负的端口，两端通过电流时，其所产生的校准磁场幅度范围在所述磁电阻传感单元的线性工作区域内。17.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述校准电流设定为一个电流值或者多个电流值。18.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述重置线圈包含两个端口，当两端口通过电流时，其所产生的重置磁场大小高于所述磁电阻传感单元的饱和磁场值。19.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述重置电流为脉冲电流或直流电流。20.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述重置线圈和校准线圈为高导电率材料，包括Cu，Au或Ag。21.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述软磁通量集中器为包含Fe，Ni或Co等元素中的一种或多种的合金软磁材料。22.根据权利要求1所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述衬底材料为玻璃或硅片，且所述衬底上含有ASIC或所述衬底与另外的ASIC芯片相连接。23.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述重置线圈和/或校准线圈位于所述衬底之上且磁电阻传感单元之下，或者磁电阻传感单元和软磁通量引导器之间或者软磁通量引导器之上。24.根据权利要求2所述的一种推挽式X轴磁电阻传感器，其特征在于，所述重置线圈和/或校准线圈和所述错列排列的U或和H软磁通量引导器、推挽式磁电阻传感单元电桥之间采用绝缘材料隔离，所述绝缘材料为Si02，Al2O3, Si3N4,聚酰亚胺或光刻胶。
【专利摘要】本发明提出了一种推挽式X轴磁电阻传感器,包括：衬底、位于衬底之上的错列软磁通量集中器阵列和推挽式磁电阻传感单元电桥，还可包括校准线圈和/或重置线圈，所述任一软磁通量集中器存在至少一个软磁通量集中器与之形成错列结构，并沿X方向分别交替形成错列、未错列间隙，所述推/挽磁电阻传感单元串分别位于所述错列、未错列间隙处，并电连接成所述推挽式磁电阻传感单元电桥，且所述磁电阻传感单元有x磁场敏感方向，所述校准线圈和重置线圈分别包括平行和垂直于所述推、挽磁电阻传感单元串的推/挽校准直导线和重置直导线，本发明具有结构简单、远高于参考桥式X磁电阻传感单元磁场敏感度和低功耗优点。
【IPC分类】G01R33/09
【公开号】CN105093139
【申请号】CN201510312173
【发明人】詹姆斯·G·迪克, 周志敏
【申请人】江苏多维科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月9日