(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの抵抗が正磁気抵抗効果素子により構成され、１つの抵抗が負磁気抵抗効果素子により構成されているホイートストンブリッジ回路により構成され、
磁場に応じて前記３つの抵抗の電気抵抗値が増加する一方、前記１つの抵抗の電気抵抗値が減少することによる前記ブリッジ回路の中間点の電位差の変化が検知されることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
３つの抵抗が負磁気抵抗効果素子により構成され、１つの抵抗が正磁気抵抗効果素子により構成されているホイートストンブリッジ回路により構成され、
磁場に応じて前記３つの抵抗の電気抵抗値が減少する一方、前記１つの抵抗の電気抵抗値が増加することによる前記ブリッジ回路の中間点の電位差の変化が検知されることを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】
請求項１または２記載の磁気センサにおいて、
前記正磁気抵抗効果素子が、正のスピン分極率を有する第１導電性磁性体の粉状体と、負のスピン分極率を有する第２導電性磁性体の粉状体との混合物により構成されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項４】
請求項３記載の磁気センサにおいて、
前記第１導電性磁性体としてＣｒＯ2およびＮｉ80Ｆｅ20のうち一方または両方が採用され、前記第２導電性磁性体としてＦｅ3Ｏ4が採用されていることを特徴とする磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子を有する回路によって構成される磁気センサが提案されている（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０６４８１３号公報
【特許文献２】特開２００９−２０００９２号公報
【特許文献３】特開２００９−２００１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、磁気感度向上のために磁気抵抗変化率が高い（たとえば数百％）素子が採用された場合、磁場が強いほど当該素子の磁気抵抗が強くなり、その結果、消費電力が大きくなってしまう。一方、消費電力の節約のために磁気抵抗変化率が低い（たとえば数％）素子が採用された場合、磁気感度が低下してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、消費電力を節約しながらも磁気感度の向上を図りうる磁気センサを提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様の磁気センサは、３つの抵抗が正磁気抵抗効果素子により構成され、１つの抵抗が負磁気抵抗効果素子により構成されているホイートストンブリッジ回路により構成され、磁場に応じて前記３つの抵抗の電気抵抗値が増加する一方、前記１つの抵抗の電気抵抗値が減少することによる前記ブリッジ回路の中間点の電位差の変化が検知されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２態様の磁気センサは、３つの抵抗が負磁気抵抗効果素子により構成され、１つの抵抗が正磁気抵抗効果素子により構成されているホイートストンブリッジ回路により構成され、磁場に応じて前記３つの抵抗の電気抵抗値が減少する一方、前記１つの抵抗の電気抵抗値が増加することによる前記ブリッジ回路の中間点の電位差の変化が検知されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記正の磁気抵抗効果素子が、正のスピン分極率を有する第１導電性磁性体の粉状体と、負のスピン分極率を有する第２導電性磁性体の粉状体との混合物により構成されていてもよい。
【００１１】
さらに、前記第１導電性磁性体としてＣｒＯ2およびＮｉ80Ｆｅ20のうち一方または両方が採用され、前記第２導電性磁性体としてＦｅ3Ｏ4が採用されてもよい。
【００１２】
本発明の磁気センサによれば、接続回路に印加する電圧極性の異なる磁気抵抗効果素子が組み合わせられていることにより、極性が同一の磁気抵抗効果素子が組み合わせられて構成されている磁気センサよりも感度の向上を図ることができる。このため、接続回路への印加電圧の低下、ひいては消費電力の節約しながらも、磁気感度の向上が図られうる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の磁気センサの主要部の構成説明図。
【図２】本発明の第２または第３実施形態の磁気センサの主要部の構成説明図。
【図３】正磁気抵抗効果素子の磁場特性に関する説明図。
【図４】負磁気抵抗効果素子の磁場特性に関する説明図。
【図５】磁気抵抗比と、センサ感度および消費電力との相関関係に関する説明図（第２実施形態）。
【図６】磁気センサの出力値の磁場特性に関する説明図（第１実施例）。
【図７】磁気抵抗比と、センサ感度および消費電力との相関関係に関する説明図（第３実施形態）。
【図８】磁気センサの出力値の磁場特性に関する説明図（第４実施例）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態としての磁気センサの構成について説明する。図１に示されている磁気センサは、直列接続回路により構成されている。
【００１５】
直列接続回路を構成する第１抵抗Ｘ1（抵抗値Ｒ1）は正磁気抵抗効果素子により構成されている。正磁気抵抗効果素子としては、ＩｎＳｂ、ＧａＡｓ、Ｇｅ、Ｓｉなどの半導体のほか、正のスピン分極率を有する一または複数種類の第１導電性磁性体と、負のスピン分極率を有する一または複数種類の第２導電性磁性体の混合物が採用されてもよい。たとえば、Ｎｉ80Ｆｅ20の粉状体と、Ｆｅ3Ｏ4の粉状体との混合物により正磁気抵抗効果素子が構成されていてもよい。ＣｒＯ2の粉状体と、Ｆｅ3Ｏ4の粉状体との混合物により正磁気抵抗効果素子が構成されていてもよい。混合比率（ｗｔ％）が、Ｎｉ80Ｆｅ20：Ｆｅ3Ｏ4＝１：１またはＣｒＯ2：Ｆｅ3Ｏ4＝１：１に調整されてもよい。
【００１６】
直列接続回路を構成するもう１つの第２抵抗Ｘ2（抵抗値Ｒ2）は負磁気抵抗効果素子により構成されている。負磁気抵抗効果素子としては、たとえば、ＣｒＯ2などのルチル型酸化物、Ｆｅ3Ｏ4などのスピネル型酸化物、Ｌａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3などのペロブスカイト化合物、ＣｒＡｓ6、ＣｒＳｂ7などの閃亜鉛鉱型化合物、ＮｉＭｎＳｂなどのホイスラー合金、ＰｔＭｎＳｂなどのハーフホイスラー合金、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの単体、化合物または複合体など、ＴＭＲ効果または異方性磁気抵抗効果を示す物質または構成物により構成されている。たとえば、酸化皮膜のあるＦｅについてはＴＭＲ効果を示し、酸化皮膜がないＦｅについては異方性磁気抵抗効果を示すことが知られている。
【００１７】
（第１実施形態の磁気センサの特性）
第１抵抗Ｘ1は、たとえば−０．４０〜＋０．４０［Ｔ］の範囲の磁場Ｂにおいて、抵抗値Ｒ1が式１１により近似的に表現されるような定性的な磁気抵抗特性を有している。
【００１８】
Ｒ1＝α1＋β1ｂ＋γ1ｂ2，（α1＞０，β1＞０，γ1＞０，ｂ＝｜Ｂ｜） ..11
【００１９】
図３（ａ）には、第１抵抗Ｘ1が、ＣｒＯ2（Ｘ１＝１０〜４０［ｗｔ％］）およびＮｉ80Ｆｅ20（Ｘ２＝１０〜４０［ｗｔ％］）の粉状体（第１導電性磁性体）と、Ｆｅ3Ｏ4（１００−（Ｘ１＋Ｘ２）［ｗｔ％］）の粉状体（第２導電性磁性体）との混合物により構成されている場合の磁気抵抗特性が示されている。原料の混合比率（ｗｔ％）は、たとえば、ＣｒＯ2：Ｎｉ80Ｆｅ20：Ｆｅ3Ｏ4＝１：１：２に調整された。
【００２０】
原料であるＦｅ3Ｏ4（粒径２００〜５００［ｎｍ］）、ＣｒＯ2（粒径１０〜５０［μｍ］）およびＮｉ80Ｆｅ20（粒径１０〜５０［μｍ］）の混合物をボールミルで粉砕した上で、粉砕物を筒状のセラミックス容器に入れ、ステンレス部材によって容器の両端から粉砕物を圧縮成型し、このステンレス部材をそのまま筒状容器に取り付けることにより正磁気抵抗効果素子が作製される。
【００２１】
なお、圧縮成型された粉状物に樹脂または接着剤を含浸させ、当該成型体が固められることにより正磁気抵抗効果素子が作製されてもよい。また、当該成型体が焼結されることにより正磁気抵抗効果素子が作製されてもよい。さらに、ＰＪＤ法など、高速で粉状物を噴射して積層する手法にしたがって、正磁気抵抗効果素子が作製されてもよい。
【００２２】
図３（ｂ）には、第１抵抗Ｘ1が、ＩｎＳｂにより構成されている場合の磁気抵抗特性が示されている。
【００２３】
第２抵抗Ｘ1は、たとえば−０．４０〜＋０．４０［Ｔ］の範囲の磁場Ｂにおいて、抵抗値Ｒ2が式１２により近似的に表現されるような定性的な磁気抵抗特性を有している。
【００２４】
Ｒ2＝α2−β2ｂ−γ2ｂ2，（α2＞０，β2＞０，γ2＞０，ｂ＝｜Ｂ｜） ..12
【００２５】
図４（ａ）には、第２抵抗Ｘ2が、ＣｒＯ2により構成されている場合の磁気抵抗特性が示されている。図４（ｂ）には、第２抵抗Ｘ2が、酸化皮膜がないＦｅ（異方性磁気抵抗効果を示す構成物）により構成されている場合の磁気抵抗特性が示されている。
【００２６】
電圧Ｖが印加されている直列接続回路が磁場Ｂに置かれた場合、当該回路の端子間の電位差Ｅは、式１３で表わされる。
【００２７】
Ｅ＝Ｖ／（Ｒ1＋Ｒ2）
＝Ｖ／（α1＋α2＋（β1−β2）ｂ＋（γ1−γ2）ｂ2） ..13
【００２８】
ここで、比較のため、第２抵抗Ｘ2が第１抵抗Ｘ1と同じ極性の磁気抵抗効果を示す素子、すなわち、前記実施形態について言うと第２抵抗Ｘ2が正磁気抵抗効果素子により構成されている直列接続回路により構成されている磁気センサを第１比較形態として考える。
【００２９】
第１比較形態としての磁気センサを構成する第２抵抗Ｘ2は、たとえば−０．４０〜＋０．４０［Ｔ］の範囲の磁場Ｂにおいて、抵抗値Ｒ2’が式１４により近似的に表現されるような定性的な磁気抵抗特性を有している。
【００３０】
Ｒ2’＝α1＋β2ｂ＋γ2ｂ2 ..14
【００３１】
電圧Ｖが印加されている直列接続回路が磁場Ｂに置かれた場合、当該回路の端子間の電位差Ｅ’は、式１５で表わされる。
【００３２】
Ｅ’＝Ｖ／（Ｒ1＋Ｒ2’）
＝Ｖ／（α1＋α2＋（β1＋β2）ｂ＋（γ1＋γ2）ｂ2） ..15
【００３３】
ここで、室温（２０℃）において、α1＝α2＝０．０１、β1＝０．２、β2＝０．３、ｂ＝０．１［Ｔ］である場合、第１実施形態の磁気センサの電位差Ｅの、第１比較形態の磁気センサの電位差Ｅ’に対する比率ｑ＝Ｅ／Ｅ’は「７」となる。すなわち、第１実施形態の磁気センサによれば、第１比較形態の磁気センサと比較して７倍も感度を向上させることができることがわかる。
【００３４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態としての磁気センサの構成について説明する。図２に示されている磁気センサは、ブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）により構成されている。
【００３５】
ブリッジ回路を構成する第１抵抗Ｙ1（抵抗値Ｒ1+）、第２抵抗Ｙ2（抵抗値Ｒ2+）および第３抵抗Ｙ3（抵抗値Ｒ3+）のそれぞれは正磁気抵抗効果素子により構成されている。ブリッジ回路を構成する残り１つの第４抵抗Ｙ4（抵抗値Ｒ4-）は負磁気抵抗効果素子により構成されている。
【００３６】
磁場Ｂが０であるとき、ホイートストンブリッジの公式Ｒ1+／Ｒ3+＝Ｒ2+／Ｒ4-が成立するように、各抵抗の抵抗値は調節されている。
【００３７】
（第２実施形態の磁気センサの特性）
第ｉ抵抗Ｙi（ｉ＝１〜３）は、たとえば−０．４０〜＋０．４０［Ｔ］の範囲の磁場Ｂにおいて、抵抗値Ｒi+が式２１により近似的に表現されるような定性的な磁気抵抗特性を有している。
【００３８】
Ｒi+＝αi+＋βi+ｂ＋γi+ｂ2，（αi+＞０，βi+＞０，γi+＞０，ｂ＝｜Ｂ｜） ..21
【００３９】
第４抵抗Ｙ4は、たとえば−０．４０〜＋０．４０［Ｔ］の範囲の磁場Ｂにおいて、抵抗値Ｒ4-が式２２により近似的に表現されるような定性的な磁気抵抗特性を有している。
【００４０】
Ｒ4-＝α4-−β4-ｂ−γ4-ｂ2，
（α4-＝（α2+／α1+）α3+，β4-＞０，γ4-＞０，ｂ＝｜Ｂ｜） ..22
【００４１】
電圧Ｖが印加されているブリッジ回路が磁場Ｂに置かれた場合、第１抵抗Ｙ1および第２抵抗Ｙ2の中間点ｐ1と、第３抵抗Ｙ3および第４抵抗Ｙ4の中間点ｐ2との間の電位差Ｅは、式２３で表わされる。
【００４２】
Ｅ＝（Ｒ2+／（Ｒ1+＋Ｒ2+）−Ｒ4-／（Ｒ3+＋Ｒ4-））Ｖ
＝（α2+＋β2+ｂ＋γ2+ｂ2）Ｖ
÷（α1+＋α2+＋（β1+＋β2+）ｂ＋（γ1+＋γ2+）ｂ2）
−（（α2+／α1+）α3+＋β4-ｂ＋γ4-ｂ2）Ｖ
÷（α3+＋（α2+／α1+）α3+＋（β3+−β4-）ｂ＋（γ3+−γ4-）ｂ2）
≒（α2+＋β2+ｂ）Ｖ／（α1+＋α2+＋（β1+＋β2+）ｂ）
−（α2+α3+／α1+＋β4-ｂ）Ｖ／（（１＋α2+／α1+）α3+＋（β3+−β4-）ｂ）
（ｂ≒０のとき） ..23
【００４３】
ここで、比較のため、第４抵抗Ｙ4が第１抵抗Ｙ1、第２抵抗Ｙ2および第３抵抗Ｙ3のそれぞれと同じ極性の磁気抵抗効果を示す素子、すなわち、正磁気抵抗効果素子により構成されているブリッジ回路により構成されている磁気センサを第２比較形態として考える。
【００４４】
第２比較形態としての磁気センサを構成する第４抵抗Ｙ4は、たとえば−０．４０〜＋０．４０［Ｔ］の範囲の磁場Ｂにおいて、抵抗値Ｒ4+’が式２４により近似的に表現されるような定性的な磁気抵抗特性を有している。
【００４５】
Ｒ4+’＝α4+＋β4+ｂ＋γ4+ｂ2，
（α4+＝α4-＝（α2+／α1+）α3+，β4+＞０，γ4+＞０，ｂ＝｜Ｂ｜） ..24
【００４６】
電圧Ｖが印加されているブリッジ回路が磁場Ｂに置かれた場合、ブリッジ回路の点ｐ1と点ｐ2との間の電位差Ｅ’は、式２５で表わされる。
【００４７】
Ｅ’＝（Ｒ2+／（Ｒ1+＋Ｒ2+）−Ｒ4+’／（Ｒ3+＋Ｒ4+’））Ｖ
＝（α2+＋β2+ｂ＋γ2+ｂ2）Ｖ
÷（α1+＋α2+＋（β1+＋β2+）ｂ＋（γ1+＋γ2+）ｂ2）
−（（α2+／α1+）α3+＋β4+ｂ＋γ4+ｂ2）Ｖ
÷（α3+＋（α2+／α1+）α3+＋（β3+＋β4+）ｂ＋（γ3+＋γ4+）ｂ2）
≒（α2+＋β2+ｂ）Ｖ／（α1+＋α2+＋（β1+＋β2+）ｂ）
−（α2+α3+／α1+＋β4-ｂ）Ｖ／（（１＋α2+／α1+）α3+＋（β3+＋β4-）ｂ）
（ｂ≒０のとき） ..25
【００４８】
ここで、α1+＝α2+＝α3+＝０．１２、β1+＝β2+＝β3+＝０．２、β4+＝β4-＝０．３、ｂ＝０．１［Ｔ］である場合、第２実施形態の磁気センサの電位差Ｅの、第２比較形態の磁気センサの電位差Ｅ’に対する比率ｑ＝Ｅ／Ｅ’は約３．３となる。すなわち、第２実施形態の磁気センサによれば、第２比較形態の磁気センサと比較して約３．３倍も感度を向上させることができることがわかる。
【００４９】
図５（ａ）には、抵抗Ｙ1〜Ｙ3のそれぞれの磁気抵抗比と、抵抗Ｙ4の磁気抵抗比の組み合わせに対する磁気センサの感度（０［Ｔ］および０．４［Ｔ］の間の抵抗変化ΔＶ）のシミュレーション結果が示されている。図５（ｂ）には、３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3のそれぞれの磁気抵抗比と、１つの抵抗Ｙ4の磁気抵抗比との組み合わせに対する印加電圧Ｖ＝５［Ｖ］の場合における磁気センサの消費電力のシミュレーション結果が示されている。図５に示されているシミュレーション結果より、３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3のそれぞれの磁気抵抗比と、１つの抵抗Ｙ4の磁気抵抗比との組み合わせが適当に調節されることにより、磁気センサの感度向上および消費電力の節約が図られることがわかる。
【００５０】
表１には、第１実施例、第２実施例、第１比較例および第２比較例のそれぞれの磁気センサのｂ＝０．４０における感度および印加電圧Ｖ＝５［Ｖ］における消費電力が示されている。
【００５１】
第１実施例の磁気センサは、図３（ａ）に示されている磁気抵抗特性を有する３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3と、図４（ａ）に示されている磁気抵抗特性を有する１つの抵抗Ｙ4とにより構成されている。第２実施例の磁気センサは、図３（ｂ）に示されている磁気抵抗特性を有する３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3と、図４（ｂ）に示されている磁気抵抗特性を有する１つの抵抗Ｙ4とにより構成されている。
【００５２】
第１比較例の磁気センサは、第１実施例の３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3が非磁性体であるに変更されることにより構成されている。第２比較例の磁気センサは、第２実施例の３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3が非磁性体である酸化マンガンまたは酸化ニッケル等に変更されることにより構成されている。
【００５３】
【表１】
0005610295.tif 000002
【００５４】
表１より、第１実施例および第２実施例の磁気センサは、第１比較例および第２比較例の磁気センサと比較して感度が高く、かつ、消費電力も少ないことがわかる。
【００５５】
図６には、第１実施例の磁気センサの室温（２０℃）における出力値Ｅの磁場特性が示されている。
【００５６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態としての磁気センサの構成について説明する。第３実施形態の磁気センサは、第２実施形態の磁気センサと同様にブリッジ回路により構成されている。
【００５７】
その一方、第３実施形態の磁気センサは、第２実施形態の磁気センサとは異なり、ブリッジ回路を構成する第１抵抗Ｙ1（抵抗値Ｒ1-）第２抵抗Ｙ2（抵抗値Ｒ2-）および第３抵抗Ｙ3（抵抗値Ｒ3-）のそれぞれは正磁気抵抗効果素子ではなく、負磁気抵抗効果素子により構成されている。また、ブリッジ回路を構成する残り１つの第４抵抗Ｙ4（抵抗値Ｒ4+）は負磁気抵抗効果素子ではなく、正磁気抵抗効果素子により構成されている。
【００５８】
（第３実施形態の磁気センサの特性）
第ｉ抵抗Ｙi（ｉ＝１〜３）は、たとえば−０．４０〜＋０．４０［Ｔ］の範囲の磁場Ｂにおいて、抵抗値Ｒ4+’が式３１（式２２と同様）により近似的に表現されるような定性的な磁気抵抗特性を有している。
【００５９】
Ｒi-＝αi-−βi-ｂ−γi-ｂ2，（αi-＞０，βi-＞０，γi-＞０，ｂ＝｜Ｂ｜） ..31
【００６０】
第４抵抗Ｙ4は、たとえば−０．４０〜＋０．４０［Ｔ］の範囲の磁場Ｂにおいて、抵抗値Ｒ4+’が式３２（式２１と同様）により近似的に表現されるような定性的な磁気抵抗特性を有している。
【００６１】
Ｒ4+＝α4+＋β4+ｂ＋γ4+ｂ2，
（α4+＝（α2-／α1-）α3-，β4+＞０，γ4+＞０，ｂ＝｜Ｂ｜） ..32
【００６２】
電圧Ｖが印加されているブリッジ回路が磁場Ｂに置かれた場合、第１抵抗Ｙ1および第２抵抗Ｙ2の中間点ｐ1と、第３抵抗Ｙ3および第４抵抗Ｙ4の中間点ｐ2との間の電位差Ｅは、式３３で表わされる。
【００６３】
Ｅ＝（Ｒ2-／（Ｒ1-＋Ｒ2-）−Ｒ4+／（Ｒ3-＋Ｒ4+））Ｖ
＝（α2-−β2-ｂ−γ2-ｂ2）Ｖ
÷（α1-＋α2-−（β1-＋β2-）ｂ（γ1-＋γ2-）ｂ2）
−（（α2-／α1-）α3-＋β4+ｂ＋γ4+ｂ2）Ｖ
÷（α3-＋（α2-／α1-）α3-＋（β3-−β4+）ｂ＋（γ3-−γ4+）ｂ2）
≒（α2-−β2-ｂ）Ｖ／（α1-＋α2-−（β1-＋β2-）ｂ）
−（α2-α3-／α1-＋β4+ｂ）Ｖ／（（１＋α2-／α1-）α3-＋（β3-−β4+）ｂ）
（ｂ≒０のとき） ..33
【００６４】
ここで、比較のため、第４抵抗Ｙ4が第１抵抗Ｙ1、第２抵抗Ｙ2および第３抵抗Ｙ3のそれぞれと同じ極性の磁気抵抗効果を示す素子、すなわち、負磁気抵抗効果素子により構成されているブリッジ回路により構成されている磁気センサを第３比較形態として考える。
【００６５】
第３比較形態の磁気センサを構成する第４抵抗Ｙ4’は、抵抗値Ｒ4-’が磁場Ｂに対して式３４により近似的に表現されるような特性を示すように構成されている。
【００６６】
Ｒ4-’＝α4-＋β4-ｂ＋γ4-ｂ2，
（α4-＝α4+＝（α2-／α1-）α3-，β4-＞０，γ4-＞０，ｂ＝｜Ｂ｜） ..34
【００６７】
電圧Ｖが印加されているブリッジ回路が磁場Ｂに置かれた場合、ブリッジ回路の点ｐ1と点ｐ2との間の電位差Ｅ’は、式３５で表わされる。
【００６８】
Ｅ’＝（Ｒ2-／（Ｒ1-＋Ｒ2-）−Ｒ4-’／（Ｒ3-＋Ｒ4-’））Ｖ
＝（α2-＋β2-ｂ＋γ2-ｂ2）Ｖ
÷（α1-＋α2-＋（β1-＋β2-）ｂ＋（γ1-＋γ2-）ｂ2）
−（（α2-／α1-）α3-＋β4-ｂ＋γ4-ｂ2）Ｖ
÷（α3-＋（α2-／α1-）α3-＋（β3-＋β4-）ｂ＋（γ3-＋γ4-）ｂ2）
≒（α2-−β2-ｂ）Ｖ／（α1-＋α2-−（β1-＋β2-）ｂ）
−（α2-α3-／α1-＋β4-ｂ）Ｖ／（（１＋α2-／α1-）α3-＋（β3-＋β4-）ｂ）
（ｂ≒０のとき） ..35
【００６９】
ここで、α1-＝α2-＝α3-＝０．１２、β1-＝β2-＝β3-＝０．２、β4-＝β4+＝０．３、ｂ＝０．１［Ｔ］である場合、第３実施形態の磁気センサの電位差Ｅの、第３比較形態の磁気センサの電位差Ｅ’に対する比率ｑ＝Ｅ／Ｅ’は約「３．３」となる。すなわち、第３実施形態の磁気センサによれば、第３比較形態の磁気センサと比較して約３．３倍も感度を向上させることができることがわかる。
【００７０】
図７（ａ）には、抵抗Ｙ1〜Ｙ3のそれぞれの磁気抵抗比と、抵抗Ｙ4の磁気抵抗比の組み合わせに対する磁気センサの感度（０［Ｔ］および０．４［Ｔ］の間の抵抗変化ΔＶ）のシミュレーション結果が示されている。図７（ｂ）には、３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3のそれぞれの磁気抵抗比と、１つの抵抗Ｙ4の磁気抵抗比との組み合わせに対する印加電圧Ｖ＝５［Ｖ］の場合における磁気センサの消費電力のシミュレーション結果が示されている。図７に示されているシミュレーション結果より、３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3のそれぞれの磁気抵抗比と、１つの抵抗Ｙ4の磁気抵抗比との組み合わせが適当に調節されることにより、磁気センサの感度向上および消費電力の節約が図られることがわかる。
【００７１】
表２には、第３実施例、第４実施例、第３比較例および第４比較例のそれぞれの磁気センサのｂ＝０．４０における感度および印加電圧Ｖ＝５［Ｖ］における消費電力が示されている。
【００７２】
第３実施例の磁気センサは、図４（ａ）に示されている磁気抵抗特性を有する３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3と、図３（ａ）に示されている磁気抵抗特性を有する１つの抵抗Ｙ4とにより構成されている。第４実施例の磁気センサは、図４（ｂ）に示されている磁気抵抗特性を有する３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3と、図３（ｂ）に示されている磁気抵抗特性を有する１つの抵抗Ｙ4とにより構成されている。
【００７３】
第３比較例の磁気センサは、第３実施例の３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3が非磁性体である酸化マンガンまたは酸化ニッケル等に変更されることにより構成されている。第４比較例の磁気センサは、第２実施例の３つの抵抗Ｙ1〜Ｙ3が非磁性体である酸化マンガンまたは酸化ニッケル等に変更されることにより構成されている。
【００７４】
【表２】
0005610295.tif 000003
【００７５】
表２より、第３実施例および第４実施例の磁気センサは、第３比較例および第４比較例の磁気センサと比較して消費電力が若干多いものの、感度が高いことがわかる。
【００７６】
図８には、第４実施例の磁気センサの室温（２０℃）における出力値Ｅの磁場特性が示されている。
【符号の説明】
【００７７】
Ｘ1‥第１抵抗（正磁気抵抗効果素子）、Ｘ2‥第２抵抗（負磁気抵抗効果素子）、Ｙ1‥第１抵抗（正または負磁気抵抗効果素子）、Ｙ2‥第２抵抗（正または負磁気抵抗効果素子）、Ｙ3‥第３抵抗（正または負磁気抵抗効果素子）、Ｙ4‥第４抵抗（負または正磁気抵抗効果素子）。
【図１】
0005610295.tif 000004
【図２】
0005610295.tif 000005
【図３】
0005610295.tif 000006
【図４】
0005610295.tif 000007
【図５】
0005610295.tif 000008
【図６】
0005610295.tif 000009
【図７】
0005610295.tif 000010
【図８】
0005610295.tif 000011