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隧穿磁电阻效应磁场传感器中低频噪声的测量与研究

曹江伟 王锐 王颖 白建民 魏福林

隧穿磁电阻效应磁场传感器中低频噪声的测量与研究

曹江伟, 王锐, 王颖, 白建民, 魏福林
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  • 基于隧穿磁电阻效应(TMR)的磁场传感器具有很高的磁场灵敏度, 但同时噪声也较大,有效抑制TMR磁场传感器的噪声, 尤其是低频噪声的抑制对于其在高灵敏度要求场合的应用具有重要的意义. 本文采用高精度数据采集卡搭建了噪声测量系统, 测量了全桥结构TMR磁场传感器的噪声频谱图, 发现TMR传感器的噪声在低频段表现为1/f特性, 同时噪声功率谱密度与工作电流平方成正比关系; 低频噪声在自由层翻转区间内噪声急剧增大, 证明了1/f噪声主要来源于磁噪声, 这一结果为TMR磁场传感器的噪声特性优化指明了方向.
      通信作者: 曹江伟, caojw@lzu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61102002, 51371101) 资助的课题.
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    Motchenbacher C D, Connelly J A 1993 Low-Noise Electronic System Design (New York: John Wiley and Sons, Inc.) pp38-52

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-22
  • 修回日期:  2015-12-23
  • 刊出日期:  2016-03-05

隧穿磁电阻效应磁场传感器中低频噪声的测量与研究

  • 1. 兰州大学, 磁学与磁性材料教育部重点实验室, 兰州 730000;
  • 2. 无锡乐尔科技有限公司, 无锡 214000
  • 通信作者: 曹江伟, caojw@lzu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61102002, 51371101) 资助的课题.

摘要: 基于隧穿磁电阻效应(TMR)的磁场传感器具有很高的磁场灵敏度, 但同时噪声也较大,有效抑制TMR磁场传感器的噪声, 尤其是低频噪声的抑制对于其在高灵敏度要求场合的应用具有重要的意义. 本文采用高精度数据采集卡搭建了噪声测量系统, 测量了全桥结构TMR磁场传感器的噪声频谱图, 发现TMR传感器的噪声在低频段表现为1/f特性, 同时噪声功率谱密度与工作电流平方成正比关系; 低频噪声在自由层翻转区间内噪声急剧增大, 证明了1/f噪声主要来源于磁噪声, 这一结果为TMR磁场传感器的噪声特性优化指明了方向.

English Abstract

参考文献 (17)

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