196269. lajstromszámú szabadalom • Mágneses mikrokapcsoló
1 196 269 2 feszültséggel például a 48 második kivezetésen, az 50 negyedik kivezetésen keresztül táplált 41 magnetorezisztív ellenálláshíd vagy 45 párhuzamosan kapcsolt ellenálláshidak 47 elsó kivezetésén és 49 harmadik kivezetésén jel generálódik, ha a 36 síkban fekvó mágneses tér erőssége megváltozik. A jel generálásban a 38 ellenálláshíd első aktív ágában és a 40 ellenálláshíd másodk aktív ágában lévő 42 alapelemek ellenállásainak mágneses tér hatására bekövetkező ellenállás változása, úgynevezett magnetorezisztivitása játssza a fő szerepet. A generált jel a 31 erősítőn át a 32 Schmitt-triggerbe jut, amely a 33 nyitott kollektoros kimeneti tranzisztort hajtja meg, és annak a 24 kimenetén biztosítja a kifelé terhelhető, logikai szintű jelet. A 25 negatív tápfeszültség bemenet és a 26 pozitív tápfeszültség bemenet tápfeszültség bemeneteket és a 24 kimenetet a 27 bemeneti zavarszűrő áram kör, illetve a 28 kimeneti zavarszűrő áramkör védi a külső zavaroktól. A 36 síkban fekvő mágneses tér erősségének megváltozása származhat a 6. ábrán ismertetett módon, tehát a 35 magnetorezisztív jeladó és a 16áilandó mágnes között lévő 19 Ségrésbe behatoló 17 fogazotTcíTinder vagy fogazott tárcsa a 18 fogával, vagy például a35 magnetorezisztív jeladóhoz közeledő, illetve távolodó állandó mágnes segítségével is. A kiszolgáló áramkör lehet például terhelhető kimenetű komparátor is. Mivel a 34 magnetorezisztív effektuson alapuló mágneses mikrokapcsoló magnetorezisztív érzékelő elemében a 41 magnetorezisztív ellenálláshíd hatásfoka nagy: A = W(ki)/W(be) * 2xl0~‘ 79 A/m 'mágneses tér változás hatására, amely érték lOOQ-lOQOO-szcr nagyobb érték, mint szilícium Hall érzékelők esetében, ezért a működésükhöz sokkal kisebb mágneses tér is elegendő, ame lyet viszont egyszerűbb és olcsóbb mágneses alapelemek segítségével is elő lehet állítani és mivel az érzékelő anyaga lágy mágneses Xs < 5xl0~7 magnetostrikciójú 70—90% nikkel és 30—10% vas összetételű permalloybó! készült és ezért mechanikai feszültségre és hőmérséklet változásra kevésbé érzékeny, valamint a magnetorezisztív effektus negatív hőmérséklettartományban is igen nagy. ezért a találmány szerinti mágneses mikrokapcsoló különösen alkalmas szennyezeti, ipari környezetben, gépjárművekben széles hőmérséklettartományok között történő felhasználásra, A mikrokapcsoló további nagy előnye egyszerű felépítése és nagyfokú kapcsolási pontossága. Szabadalmi igénypontok 1. Mágneses mikrokapcsoló, amelynek tokban 11) elhelyezett negatív tápfeszültség bemenetre 25) kapcsolódó bemeneti zavarszűrő áramköre (27), kimeneti zavarszűrő áramköre (28), feszültség stabilizátora (29), mágneses jeladója (30), erősítője (31), Schmitt-triggere (32), nyitott kollektoros kimeneti tranzisztora (33) van, a nyitott kollektoros kimeneti tranzisztor (33) emitíere van a negatív tápfeszültség bemenetre (25) kötve, a bemeneti zavarszűrő áramkör (27) bemenete pozitív tápfeszültség bemenetre (26), kimenete a feszültség stabilizátor (29) bemenetére van csatlakoztatva, a feszültség stabilizátor (29) kimenete a 5 mágneses jeladó (30), az erősítő (31) és a Schmitttrigger (32) tápfeszültség bemenetelre van kötve, az erősítő (31) bemenete a mágneses jeladó (30) kimenetére, kimenete pedig a Schmitt-trigger (32) bemenetére van csatlakoztatva, a nyitott kollekto- 10 ros kimeneti tranzisztor (33) bázisa a Schmitt-trigger (32) kimenetére, kollektora pedig a kimeneti zavarszűrő áramkör (28) kapcsán keresztül kimenetre (24) van kötve, a feszültség stabilizátor (29) az erősítő (31), a Schmitt-trigger (32) és a nyitott 15 kollektoros kimeneti tranzisztor (33) előnyösen egybe integrálva kiszolgáló áramkört alkot, a tok (11) mágneses kört tartalmaz, melynek része a mágneses jeladó (30), valamint állandó mágnes (16), alsó fluxus vezető (15), felső fluxus vezető 20 (14), légrés (19), továbbá a légrésbe (19) nyúló és fogat (18) tartalmazó fogazott cilinder (17), azzal jellemezve, hogy a mágneses jeladó (30) lágy mágneses Xs < 5xlÖ~7 magnetostrikciójú anyagból litográfiái eljárással kialakított magnetorezisztív je- 25 ladó (35), amely változó erősségű, síkban fekvő mágneses teret (36) létrehozó mágneskörben van helyezve. (4—8. ábra) 2. Az 1. igénypont szerinti mágneses mikrokapcsoló, azzal jellemezve, hogy a magnetorezisztív 30 jeladó (35) négy egyenlő értékű magnetorezisztív ellenállásból összekapcsolt magnetorezisztív ellenálláshíd (41). és amely ellenálláshíd első passzív ágának (37), ellenálláshíd első aktív ágának (38), ellenálláshíd második passzív ágának (39), ellenál- 35 láshíd második aktív ágának (40), alapelemei (42), valamint összekötő elemei (43) váltakozva vannak elhelyezve, és az egymás utáni ágak az előző ág célszerűen 90 fokos elforgatásával vannak kialakítva, valamint két átlósan elhelyezkedő ágban, pél- 40 dául az ellenálláshíd első passzív ága (37), ellenálláshíd második passzív ága (39), az alapelemek (42) a síkban fekvő mágneses tér (36) irányával párhuzamosan helyezkednek el, az alapelem (42) hossza minimum háromszorosa az összekötő eíe- 45 mének (43), az alapelem (42) szélessége minimum harmada az összekötő elemének (43). (9. ábra) 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti mágneses mikrokapcsoló, azzal jellemezve, hogy a magneto-50 rezisztív jeladó (35) két vagy több párhuzamosan kapcsolt, egymásba fűzött magnetorezisztív hídból van kialakítva, ahol az ellenálláshíd elsó passzív ága (37), az ellenálláshíd elsó aktív ága (38), az ellenálláshíd második passzív ága (39) és az ellenál- 55 láshíd második aktív ága (40) azonos számú önmagával párhuzamos ágból áll. (10. ábra) 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti mágneses mikrokapcsoló, azzal jellemezve, hogy a 60 magnetorezisztív jeladó (35) ugyanazon a hordozón (44) van kialakítva, mint az integrált áramköri technológiával kivitelezett kiszolgáló áramkör. (8. ábra) 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti 65 mágneses mikrokapcsoló, azzal jellemezve, hogy a magnetorezisztív jeladó (35) anyaga 70—90% nikkel és 30—10% vas összetételű permalloy. 5 db ábra 5
