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芯片设计中的隧道磁阻传感器读出电路.docx
资料介绍
隧道磁阻（TMR）传感器读出电路在高灵敏度磁场检测中测量TMR传感器电阻的变化，在磁力计、电流传感器和磁随机存取存储器（MRAM）中应用。TMR传感器的电阻变化率（TMR比）可达100%~200%，在磁场检测中实现高灵敏度。读出电路在TMR传感器的电阻变化中提取信号，在噪声和温度漂移中保持检测精度。本文将从TMR传感器原理、电桥配置、读出放大器、噪声分析、温度补偿以及校准技术等方面，系统阐述隧道磁阻传感器读出电路的设计方法。
TMR传感器原理
TMR传感器利用磁隧道结的电阻变化检测磁场。
1. 磁隧道结：TMR传感器由两个铁磁层（自由层和固定层）和隧道势垒层组成，在磁场作用下，自由层的磁化方向变化，隧道结的电阻变化。
2. TMR比：TMR比
，在铁磁层反平行时电阻最大，在平行时电阻最小。TMR比在100%~200%时，传感器灵敏度高。
3. 传感器特性：TMR传感器的电阻随磁场线性变化，在磁场范围内（约±1~±10 mT）保持线性。TMR传感器的温度系数较大，需温度补偿。
电桥配置
TMR传感器在读出电路中使用惠斯通电桥配置，将电阻变化转换为差分电压。
1. 惠斯通电桥：惠斯通电桥由四个TMR传感器组成，在磁场作用下，两个传感器的电阻增加，两个传感器的电阻减小，在电桥输出端产生差分电压。
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