TMR 技術が選ばれる理由

TMR 技術は磁気センサーにおけるパラダイム シフトです。外部磁場の影響を受ける電荷キャリアの偏向に依存する従来のホール効果センサーとは異なり、TMR センサーはトンネル磁気抵抗効果を利用します。これには 2 つ強磁性層に挟まれた薄い絶縁層内の電気抵抗の変化 (外部磁場により抵抗が変調) を測定することも含まれます。この根本的な仕組みの違いが、TMR センサーにいくつかのメリットをもたらします。

• 優れた感度: TMR センサーはホール効果センサーよりも非常に高い感度を示します。磁場のごくわずかな変化も捉えられることで、高精度の測定を可能にします。
• 分解能の向上: TMR 技術の感度の高さは、優れた分解能に直結します。正確な位置やモーションの検出が求められる自動車のステアリング角度検出や産業オートメーションのような用途には、優れた分解能が不可欠です。
• カスタマイズ可能な直線範囲:TMR センサーは極めて優れた直線性により直線範囲を調整することができ、特定用途での性能を最適化できます。この柔軟性により SN 比 (SNR) が高まり、出力信号が正確で予測可能になるため、システムの較正がシンプルになって総合的な精度が向上します。
• 低ノイズ動作: TMR 技術はその性質上、ホール効果センサーよりもノイズ レベルが抑えられています。この性質は特に信号の整合性が極めて重要になる、高出力システムでの電流センシングなどの用途にメリットをもたらします。
• 低消費電力: TMR 技術は超低消費電力で動作するように設計されており、電力が限られるバッテリー駆動型の用途に最適です。

主な性能を表す指標詳細

TMR センサーの優れた点を理解するため、具体的な性能を表す指標を確認してみましょう。

• 分解能: ホール効果センサーと比べて、高速回転時 (40K rpm) では 最大 8 倍、高速時 (5 Mhz) では 20 倍の分解能を誇ります。磁場のほんなわずかな変化も検出できるため、より精密な制御と正確な測定が可能です。
• 直線性:TNR センサーは SN 比 (SNR) を最適な範囲にカスタマイズできます。磁場に比例する予測しやすい出力を得られ、システムの較正が容易になり精度が向上するというメリットは、ホール センサーにはない特徴です。
• ヒステリシス: TMR 技術はその性質上、ヒステリシスが非常に小さく、磁場の変化によるセンサー出力への影響を最小限に抑えられます。この特徴により安定した再現性のある測定が可能です。
• 交差軸排除: TMR センサーは検知軸に直交する磁場からの干渉を実質的に排除できます。この特性は外部磁場が正確な測定の妨げになるような環境での用途には不可欠です。
• 消費電力: TMR センサーは低電流での動作と低周波でも機能する特徴により、消費電力が 1 uW 未満というレベルを実現しています。

TMR がクラス最高の仕様を実現できる背景

TMR センサーの傑出した性能には複数の要因が関わっています。

• 先進的な材料: 独自技術により磁性を最適化した TMR 用の素材を採用することで、感度の向上とノイズの低減を両立しています。
• 画期的なセンサー設計: センサーは感度を最大限に高めつつ、ヒステリシスや交差軸感度などの望ましくない効果を最小限に抑えるよう入念に設計されています。
• 堅牢な製造プロセス: 厳しい動作条件が求められる中でも最先端の製造プロセスでセンサー間の品質を均一に保ち、信頼性を確保しています。

結論

TMR 技術は磁気センサーを大幅に飛躍させる技術です。その優れた感度や分解能、直線性、低ノイズ動作という特徴は、自動車や産業オートメーション、家庭用電子機器にとどまらず、幅広い用途に最適です。より正確で省エネ性能が高く、信頼できるセンシング ソリューションに対する需要が高まり続ける中で、TMR は磁気センサーの新定番になりつつあります。