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隧穿磁电阻效应磁场传感器中的噪声分析及降低噪声的方法

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隧穿磁电阻效应磁场传感器(TMR)虽具有灵敏度高、功耗低等特点,但器件的低频噪声限制了其在微弱磁场探测方面的应用.文章分析了隧穿磁场传感器中散粒噪声、热磁噪声、1/f噪声的产生机理,并结合几种噪声的解析式分析了各自的频率依赖关系.在低频率范围内,TMR传感器的噪声主要表现为1/f噪声.阐述了降低器件噪声的若干方法,并结合理论和实践分析了优化TMR传感器的结构、优化MTJ材料制备工艺、运用斩波技术、交流励磁以及MEMS聚磁器等方法后的降噪效果.通过对比分析发现MEMS磁聚集器是隧穿磁场传感器的最优降噪手段,利用MEMS磁聚集器可有效地将1/f噪声压制103倍,使TMR磁传感器的噪声低于10 pT/√Hz@1Hz.

刘斌、谢明玲、员朝鑫、强进、王向谦

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甘肃省科学院传感技术研究所,甘肃 兰州 730000

隧穿磁敏传感器 MEMS磁聚集器 噪声分析 降噪方法

甘肃省自然科学基金科技计划

22JR5RA775

2024

10.20156/j.cnki.2097-2490.2024.03.001

甘肃科技
甘肃省科学科技情报研究所

甘肃科技

影响因子：0.29
ISSN：1000-0952
年,卷(期)：2024.40(3)
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