GMR i signal-isolatorer
Da GMR (Giant Magneto Resistive effect) blev opdaget i 1998 fik verden adgang til en ny teknologi med mange fordele i forhold til de traditionelle teknologier som optokoppler och capacitive Signal-isolatorer.
Af Henrik Eilers
Kort fortalt er GMR en stor ændring i den elektriske modstand, som ses i syntetiske tyndfilmsmaterialer, som bygges op af de omkringliggende magnetiske og ikke magnetiske felter. Dette gør, at modstanden på materialet ændres kraftigt, når dette udsættes for et magnetfelt.
Den elektriske modstand er afhængig af ”elektronventilens” retning i forhold til det magnetiske moment. Hvis de magnetiske momenter er parallelle, bliver elektronspredningen (scattering) størst og modstanden mindst. Hvis det magnetiske moment er modsatrettet (antiparallel), bliver elektronspredningen mindst og modstanden størst. Modstanden på kredsens struktur er proportionel mod cosinus for vinklen mellem magnetmomentet i det nærliggende magnetiske lag.
En ”Spin valve” som udgør basis byggeblokken i IsoLoop-komponenterne vises i billede 3.
En ”Spin Valve” er generelt set en 4-lags GMR struktur, som indeholder et blødt magnetiskt lag, der er følsomt overfor svage magnetiske feltstyrker (10-30 örstedt) modsat det felt, som er magnetisk låst, som ikke påvirkes, før man kommer længere fra nulfeltet (ca. 1.000 örstedt), eftersom det påvirkes af den nærliggende ”antimagnet”. Selve ”Spin Valve” består af et modstandsnetværk, som anvendes i en Wheatstonebro og udgør kernen i NVE’s signal-isolatorfamilie IL7xx och IL6xx. Se billede 5.
Strømmen i feltspolen skaber et magnetfelt med positiv eller negativ polaritet, som styrer GMR broen således, at udgangs-signalet Vo. antager positiv eller negativ polaritet.
IsoLoop-produkterne, der bygger på denne patenterede GMR proces, giver elektronikkonstruktøren adgang til de mest avancerede og tilpasningsvenlige signal-isolatorer, som overhovedet findes idag, specielt i forhold til optokoppler løsninger, der kræver meget plads, en del eksterne komponenter, hvilket ikke er nødvendig med NVE’s isolatorer. Single-, Dual- og Quad-kredsene leveres i MSOP, SOIC & PDIP. Data for de to produktfamilier ses i tabellen nedenfor:
Kilde: Rhopoint Nordic - http://www.rhopointnordic.com
