在磁傳感器的發(fā)展歷程，從霍爾效應(yīng)的磁傳感器，到各向異性磁阻效應(yīng)的AMR磁傳感器，到基于巨磁電阻的GMR磁傳感器，再到基于隧道磁阻的TMR傳感器。在上一期中，單芯片的AMR傳感器呈現(xiàn)出了并不單一的AMR傳感特色，那么基于巨磁電阻的GMR傳感有哪些特點(diǎn)？

巨磁電阻是指磁性材料的電阻率在有外磁場(chǎng)作用時(shí)較之無外磁場(chǎng)作用時(shí)存在巨大變化的現(xiàn)象。巨磁阻是一種量子力學(xué)效應(yīng)，它產(chǎn)生于層狀的磁性薄膜結(jié)構(gòu)。簡單來說，如果在某種條件下，物質(zhì)在磁場(chǎng)中電阻率減小的幅度非常大，就稱為巨磁阻效應(yīng)。

Infineon GMR

英飛凌在GMR、AMR、TMR技術(shù)上都有深厚的積累，旗下的XENSIVTM系列角度傳感器以集成磁阻（ixMR）技術(shù)著稱。在很多傳感器產(chǎn)品中，XENSIVTM系列應(yīng)用了不止一種磁阻技術(shù)。如果單摘GMR技術(shù)來看，英飛凌的iGMR傳感器非常適用于廣角范圍的應(yīng)用，不同級(jí)別的信號(hào)處理集成使設(shè)計(jì)者能夠優(yōu)化系統(tǒng)分區(qū)，在BLDC電機(jī)或轉(zhuǎn)向傳感器上應(yīng)用廣泛。

TLE5011就是只是使用了GMR技術(shù)的角度傳感，通過測(cè)量帶有單片集成巨磁電阻（iGMR）元件的正弦和余弦角度分量來檢測(cè)磁場(chǎng)方向。TLE5011能覆蓋0-360°全角度，且磁場(chǎng)工作范圍極寬覆蓋30mT至50mT。

為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的測(cè)量，iGMR傳感配置了高精度單位SD-ADC，數(shù)據(jù)通信通過與SPI兼容的雙向同步串行通信（SSC）接口完成，ADC和過濾器通過SSC與外部命令同步，這個(gè)SSC接口是雙向的，且高達(dá)2 Mbit/s。在可靠性上也有保障，整個(gè)器件有著符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的閉鎖抗擾度，同時(shí)ESD＞4kV。

在GMR與其他磁阻技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品中，英飛凌采用了創(chuàng)新的堆疊安裝技術(shù)，傳感器系列的設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)且節(jié)省空間的TDSO封裝中結(jié)合了兩個(gè)獨(dú)立的傳感器，且厚度僅為1 mm左右。這種集成磁阻帶來了更均勻的磁場(chǎng)，并且空間面積明顯更小。

AllegroGMR

Allegro的GMR傳感更提供比市面上產(chǎn)品更穩(wěn)健且更可靠的齒輪齒和環(huán)形磁體速度感應(yīng)。其一，Allegro的GMR傳感對(duì)系統(tǒng)的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；其二，分立元件集成的模式消除了對(duì)外部 PCB 和元件的需求。

以A19250系列為例，作為一款巨磁阻GMR IC，其小型集成封裝包括集成在單個(gè)包覆成型封裝中的電容器和GMR IC，并附加模制引線穩(wěn)定桿。GMR技術(shù)在單個(gè)硅集成電路上集成了高靈敏度MR（磁阻）傳感器元件和高精度BiCMOS電路，提供高精度、低磁場(chǎng)操作。

Allegro的GMR技術(shù)采用了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的信號(hào)處理算法，能夠根據(jù)低電平差分磁信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)切換。高靈敏度的GMR與差分傳感器相結(jié)合，對(duì)干擾共模磁場(chǎng)具有固有抑制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)低抖動(dòng)和高間距精度。同時(shí)GMR傳感采用的SolidSpeed數(shù)字架構(gòu)支持高級(jí)數(shù)字處理，可以在出現(xiàn)極端系統(tǒng)級(jí)干擾的情況下提供高度精確的邊緣性能。

NVE GMR

作為一家專精于傳感的廠商，NVE是自旋電子傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，與霍爾效應(yīng)或AMR等傳感器相比，NVE的GMR傳感器更小、更靈敏、更精確。

NVE的AA和AB系列模擬GMR傳感器靈敏度高、功耗低且體積小。這種優(yōu)秀的多功能性使其成為模擬傳感應(yīng)用里廣泛的選擇，從堅(jiān)固的工業(yè)和汽車位置、速度和電流傳感器到用于手持儀器的低電壓、電池供電傳感器，以及植入式醫(yī)療設(shè)備。

模擬GMR系列傳感器使用NVE的專利自旋電子材料提供方向敏感輸出。這些傳感器在IC平面的單一方向上是敏感的。模擬GMR系列提供全極性輸出，即沿靈敏度軸正向或負(fù)向磁場(chǎng)的相同輸出，為保證輸出的穩(wěn)定所有傳感器均采用溫度補(bǔ)償惠斯通電橋配置。該GMR傳感器具有高輸出信號(hào)，易于與微控制器接口連接。該電路使用一個(gè)帶有8針ATtiny85 Trinket，這足以連接傳感器并提供數(shù)字和PWM輸出。當(dāng)然，這些合適的配置都是建立在NVE的標(biāo)準(zhǔn)化輸出GMR磁場(chǎng)傳感器具有獨(dú)特的感應(yīng)靜態(tài)磁場(chǎng)的能力上的。

小結(jié)

相比于AMR技術(shù)來說，做GMR的技術(shù)廠商不算多，和TMR一樣屬于玩家少技術(shù)性強(qiáng)的行業(yè)。巨磁效應(yīng)賦予了GMR傳感極高的靈敏度，而在高精度之外，各廠商在巨磁傳感上獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)則體現(xiàn)了每個(gè)GMR廠商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。