[實用新型]用于電流傳感器的磁電阻集成芯片

有效

• 申請號: 201220547975.2
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN203011980U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 王建國
• 申請（專利權）人: 無錫樂爾科技有限公司
• 主分類號: G01R15/00
• 分類號: G01R15/00;G01R19/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本實用新型涉及用于傳感器的集成芯片技術領域，特別涉及一種用于電流傳感器的磁電阻集成芯片。

背景技術

電流傳感器在工業中的應用非常廣泛。如圖1所示，現有技術中的感應線圈式電流傳感器包括鐵心1、線圈2、敏感元件3、電阻4和運算放大器5。敏感元件3的輸出端與運算放大器5的輸入端連接，運算放大器5的輸出端與線圈2的一端連接，線圈2的另一端與電阻4的一端連接，電阻4的另一端接地。待測導線6從鐵心1的內空間穿過。敏感元件3一般采用霍爾元件或者磁電阻元件。當待測導線6中有電流流過時，通過測量電阻4兩端的電壓即可得到流過待測導線6中的電流大小。但是，上述電流傳感器存在如下缺陷：

(1)由于鐵心和線圈的尺寸較大，整個電流傳感器的尺寸也較大，一般為厘米量級；

(2)制作成本很高；

(3)產品的一致性較差；

(4)對外磁場的抗干擾能力較差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于電流傳感器的磁電阻集成芯片。

本實用新型提供的用于電流傳感器的磁電阻集成芯片包括4N(N=1,2,3,4…)個結構相同的芯片單元，每一個所述芯片單元為多層膜結構，每一個所述芯片單元包括補償導線層、磁電阻元件和至少一個軟磁層；

所述補償導線層、所述磁電阻元件和所述軟磁層彼此之間的間隙設有絕緣層，所述絕緣層的形狀與所述補償導線層、所述磁電阻元件和所述軟磁層的形狀匹配；

所述4N個芯片單元的補償導線層是一體形成的，該補償導線層在平行于基片的平面內呈“U”字形；

所述4N個芯片單元的磁電阻元件相同，所述4N個芯片單元的磁電阻元件連接構成一個電橋。

優選地，所述至少一個軟磁層為第一軟磁層、第二軟磁層和第三軟磁層，所述第二軟磁層、所述第三軟磁層和所述磁電阻元件設于基片上，所述磁電阻元件設于所述第二軟磁層與所述第三軟磁層之間的間隙內，所述磁電阻元件的厚度小于所述第二軟磁層和所述第三軟磁層的厚度，所述補償導線層設于所述第二軟磁層和所述第三軟磁層上，所述第一軟磁層設于補償導線層上。

優選地，所述第二軟磁層和第三軟磁層在平行于基片的平面內呈矩形。

優選地，所述第二軟磁層和第三軟磁層在平行于基片的平面內呈梯形，且第二軟磁層和第三軟磁層的較短的邊靠近磁電阻元件。

優選地，所述第一軟磁層在垂直于基片的平面內呈“U”字形，且所述第一軟磁層的開口端朝向所述補償導線層、所述第二軟磁層和所述第三軟磁層。

優選地，所述軟磁層包括第一底軟磁層、第二底軟磁層、頂軟磁層、第一連接層和第二連接層；所述第一底軟磁層和所述第二底軟磁層設于基片上，且所述第一底軟磁層與第二底軟磁層之間設有間隙，所述第一底軟磁層通過所述第一連接層與所述頂軟磁層連接，所述第二底軟磁層通過所述第二連接層與所述頂軟磁層連接，所述軟磁層在垂直于基片的平面內呈帶缺口的環形；所述磁電阻元件設于所述第一底軟磁層與所述第二底軟磁層之間的間隙內，且所述磁電阻元件的厚度小于所述第一底軟磁層和所述第二底軟磁層的厚度；所述補償導線層設于所述第一底軟磁層和所述第二底軟磁層上，所述頂軟磁層設于所述補償導線層上。

優選地，所述第一底軟磁層和所述第二底軟磁層在平行于基片的平面內呈矩形。

優選地，所述第一底軟磁層和所述第二底軟磁層在平行于基片的平面內呈梯形，且所述第一底軟磁層和所述第二底軟磁層的較短的邊靠近所述磁電阻元件。

優選地，當N≥2時，所述磁電阻集成芯片的任意N個芯片單元的磁電阻元件串聯和/或并聯構成所述電橋的一個橋臂。

優選地，所述磁電阻元件為TMR元件、GMR元件或AMR元件。

本實用新型具有如下有益效果：

與現有技術的感應線圈式電流傳感器相比，本實用新型的用于電流傳感器的磁電阻集成芯片具有如下優點：

(1)由于不再需要鐵心和線圈，尺寸由厘米量級縮小為毫米量級，同時制作成本明顯降低；

(2)由于本實用新型的磁電阻集成芯片采用多層膜結構，芯片中相同的層采用相同的材料和工藝一次鍍膜制備形成，產品的一致性較好；

(3)由于所述磁電阻集成芯片采用電橋結構，其對外磁場的抗干擾能力明顯增強。

附圖說明

圖1為現有技術的感應線圈式電流傳感器的示意圖；

圖2為本實用新型實施例1提供的用于電流傳感器的磁電阻集成芯片的俯視圖；

圖3為本實用新型實施例1提供的用于電流傳感器的磁電阻集成芯片的芯片單元的橫截面示意圖；