A TMR-érzékelők alapja az úgynevezett mágneses logikai egység (magnetic logic unit – MLU), amely különböző anyagok alkotta réteges elrendezéssel valósítható meg. A rétegekre merőleges tengelyen átfolyó áram hatására a rétegszerkezet eredő ellenállásán eső feszültség a külső mágneses mező relatív irányának függvényében változik. A réteghalmaz alapja egy nem mágnesezhető anyag. E réteg fölé az úgynevezett rögzített ferromágneses réteg kerül, melynek mágneses térerejének iránya rögzített. Ez az állandó mágnesezettség határozza meg a referenciairányt, és külső mágneses mező hatására sem változik meg. A rögzített réteg fölött egy rendkívül vékony, mindössze néhány nanométer vastagságú szigetelő réteg helyezkedik el. A szigetelőréteg fölé egy újabb mágneses réteg kerül. Ennek az úgynevezett szabad rétegnek a mágneses térerő-orientációja külső mező hatására megváltozik.
A réteghalmaz keresztirányú eredő ellenállása a fix és a szabad réteg mágnesezettségi irányai által bezárt szög függvénye. Ez a rétegek alján és tetején elhelyezett elektródákra kapcsolt feszültség segítségével mérhető. Az ellenállás értéke 10kΩ és 60kΩ között változik, ami sokkal szélesebb tartomány, mint ami más magneto-rezisztív technológiákra (Anisotropic Magnetic Resistive AMR és Giant Magneto ResistiveGMR) jellemző. A szabad réteg mágneses terének elforgatásához nem szükséges nagy külső térerő, a legtöbb TMR szenzor esetén ez az érték 10 mT alatt, némelyik 1 mT alatt marad.
 |
A mágneses logikai egység rétegstruktúrája
A technológia alkalmas mágneskapcsolók, analóg kimenetű mágnesesmező-érzékelő szenzorok megvalósítására. Kapcsolók esetén a rétegeken áthaladó áram hatására fellépő feszültségesést mérjük, a szenzor kimenetét (nyitott kollektoros, vagy ellenütemű) egy komparátor segítségével hajtjuk meg.
 |
TMR szenzor: az ellenállás a külső mágneses mező irányának a belső mágneses mező rögzített irányának (kék nyíllal jelölt) egymáshoz képesti viszonyától függ
A legfontosabb kapcsolócsalád a CT83xx sorozat, ahol megtalálhatók a különböző érzékenységű reteszelők (latch) unipoláris és omnipoláris típusok is. A kínálat legtöbb tagja impulzus üzemben működik, ezáltal csökkentve az áramfogyasztást, bizonyos típusoknál akár egészen 200 nA-ig.
|
A CT83xx család jellemzői |
|
A CT83xx család alkalmazása |
|
• Alacsony fogyasztás, akár 200nA
• Nagy érzékenység
• Nagy termikus stabilitás, • Nyitott drain vagy komplementer (push pull) kimenet • SOT23 vagy LGA tokozás |
• Alacsony fogyasztásigényű, jellemzően elemes táplálású eszközök • A közműmérők szabotázs-védelme • Folyadékszint érzékelés • Reed relés kapcsoló kiváltása • Motorvezérlők • Ajtónyitás érzékelők |
 |
Áramlásmérő megvalósítása TMR szenzorral
TMR szenzorok segítségével a mágneses térerőmérő analóg szenzorokat is készíthetünk. Ezek a szenzorok alkalmasak a mágnes és az érzékelő közötti távolság meghatározására. Az elektromos áram által indukált mágneses mező térerejének mérésével áramérzékelés is megvalósítható. Mivel a mágneses mező térereje az áramjárta vezetéktől való távolság növekedésével nagyon gyorsan csökken, a TMR szenzorok nagy érzékenységükből adódóan kiválóak egyszerű áramdetektáló alkalmazásokban.
A CT100 egy lineáris érintkezésmentes áramérzékelő teljes ellenálláshíd konfigurációban, mely nagy pontosságú árammérést tesz lehetővé számos fogyasztói, vállalati és ipari alkalmazás számára. A CT100 áramérzékelő nem befolyásolja a mérendő áramerősséget, és különböző teljesítményekhez illeszkedő változatokban elérhető. Másik fontos áramérzékelő szenzor a CT400 érintkezéses integrált eszköz, mely kis és közepes áramerősségek mérésére (max 50A) lett kifejlesztve, jellemzőit és felhasználási területét az alábbi táblázat foglalja üssze.
|
A CT400 áramérzékelő szenzor jellemzői |
|
A CT400 áramérzékelő szenzor alkalmazása |
|
• Nagy érzékenység • Differenciális kimenet • Tápfeszültség: 1,0V – 5,5V • 6 kivezetésű SOT23 vagy DFN tok |
• Akkumulátor menedzsment • Motorvezérlés • Háztartási gépek • Villanyórák • Túláramvédelem • Indukciós főzés • Megújuló energia |
