電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）磁阻效應的應用在很多領域都有著身影，作為一類重要且不可替代的技術已經在日常生活、工業(yè)制造、汽車電子和航空航天等各個領域扮演了重要的角色。磁阻傳感最基本的原理都基于最原始的磁阻效應，在通有電流的導體上施加磁場導體電阻值會發(fā)生明顯的變化。

TMR指的是隧道磁阻效應，在其他幾個相似技術中有著最明顯最靈敏的的磁阻效應，在信息儲存領域和傳感領域推動了技術變革。

隧道磁阻效應推動信息存儲發(fā)展

TMR隧道磁阻效應建立在巨磁阻效應基礎上，具體來說，隧道磁阻是指在鐵磁—絕緣體薄膜—鐵磁材料中，其穿隧電阻大小隨兩邊鐵磁材料相對方向變化的效應。通過施加外磁場可以改變兩鐵磁層的磁化方向，從而使得隧穿電阻發(fā)生變化，導致TMR效應的出現。

TMR效應具有磁電阻效應大、磁場靈敏度高等獨特優(yōu)勢。相應的，不論是其結構復雜度、成本還是工藝難度，都遠高于其他磁阻效應。

TMR技術最早的應用是在存儲領域，當時應用在工業(yè)電腦硬盤上，用作磁頭。這一點和GMR類似，不過TMR磁頭進一步提高可記錄密度，磁阻型磁頭的應用大大促進了硬磁盤驅動器性能的提高。隨著時代發(fā)展對信息的容量，高質量的儲存越來越重視，TMR在存儲領域一直有著相關的應用。

基于TMR效應制作的磁隨機存儲器MRAM芯片具有集成度高、非易失性、讀寫速度快、可重復讀寫次數大、抗輻射能力強、功耗低和壽命長等優(yōu)點，它既可以做計算機的內存儲器，也可以做外存儲器。

做外存儲時，基于TMR的MRAM比Flash存取速度更快、功耗更小、壽命更長；做內存儲時，基于TMR的MRAM比其他半導體內存存取速度更快、抗干擾能力更強。

在未來的存儲發(fā)展中，TMR技術仍然將在其中發(fā)揮出重要作用，為讀寫速度更快、保留時間更長、存儲密度更高、能耗更低的MRAM提供技術支持。

向多應用普及的隧道磁阻傳感

TMR效應具有磁電阻效應大、磁場靈敏度高等獨特優(yōu)勢，在任何磁相關傳感中也有著廣闊的應用空間。與它高技術門檻相匹配的是，TMR效應的傳感器有著絕對碾壓其他效應傳感器的參數指標，靈敏度上的領先是數量級的，磁電阻比在50%以上，響應時間上可以到0.1ns水平。

當然，其結構復雜度、成本還有工藝難度，都很高。目前市面上能提供相應產品和技術的廠商不算多。在成本和技術難度的制約下，此前TMR傳感應用得一直不如AMR傳感和GMR傳感。而且很多場景里，AMR傳感和GMR傳感也能夠勝任。

不過近兩年，市面上可以看到TMR傳感逐漸多了起來，這種結構復雜，工藝要求和成本都很高的傳感器隨著材料與元器件以及電路技術的發(fā)展，現在應用愈發(fā)廣泛。

在非接觸式電流感測到線性到接近測量等各種應用中，TMR的應用可以帶來很明顯的優(yōu)勢。這種寬動態(tài)范圍的器件，能以靈敏度范圍迅速響應各種變化，同時其最大可承受電流能達到1000A以上。對于汽車、工業(yè)等領域的需要支持大電流的磁傳感來說，是足夠可靠也足夠精準的傳感選擇。

在電機相關的角度傳感中，TMR能夠進行全360°旋轉辨別，可實現均勻磁場角度的精確測量，且只對角度敏感，對外場強度不敏感，在極端溫度下能保證測量的準確性，性能也是優(yōu)于傳統(tǒng)的線性傳感。

小結

TMR技術不僅推動了信息存儲的變革，在磁傳感上也推動了高精度磁傳感的進步。隨著TMR技術的進一步迭代，TMR傳感在自動化技術、家用電器、商標識別、衛(wèi)星定位、導航系統(tǒng)以及精密測量技術方面會鋪開更多應用。