Tín hiệu lối ra phụ thuộc vào từ trường ngoài của cảm biến 1×5mm với các bề dày khác nhau: 3; 5; 10; 15nm đã được khảo sát. Dòng làm việc cấp cho cảm biến được chọn là 5mA cho tất cả các mẫu. Với dòng làm việc này thì tín hiệu lối ra của cảm biến sẽ có độ ổn định cao, độ nhạy lớn và tỉ số tín hiệu/nhiễu cao đồng thời vùng từ trường làm việc nhỏ. Các cảm biến được khảo sát đều thể hiện tính dị hướng theo phương vuông góc với phương từ trường từ hóa ban đầu của các thanh trở. Kết quả thế lối ra theo phương dị hướng của các cảm biến theo từ trường ngoài được thể hiện trên hình 3.5a. Từ hình vẽ ta thấy, vùng làm việc (vùng tuyến tính) của các cảm biến đều rất nhỏ (< 15Oe). Độ lệch thế ΔU phụ thuộc mạnh vào bề dày của cảm biến: bề dày của thanh trở càng mỏng thì tín hiệu lối ra càng lớn. Giá trị cụ thể của ΔU theo bề dày của các cảm biến được thống kê tại bảng 3.1. Ta thấy khi bề dày cảm biến giảm từ 15nm xuống còn 3nm thì độ lệch thế đã tăng từ 2,3m đến 13,1mV tức là tăng lên gần 6 lần. Ngoài ra để đánh giá khả năng làm việc của cảm biến, người ta quan tâm đến độ nhạy hơn cả. Độ nhạy (độ dốc) được xác định theo biểu thức
(mV/Oe). Hình 3.5b và bảng 3.1 cho ta đồ thị và giá trị độ nhạy của các cảm biến tương
31
ứng theo bề dày của màng NiFe. Ta thấy độ nhạy của cảm biến cũng phụ thuộc rất mạnh vào bề dày màng NiFe. Độ nhạy cũng tăng khi bề dày màng giảm. Độ nhạy S tăng gần 12 lần khi bề dày giảm từ 15nm xuống 3nm. Từ đây, ta có thể nghĩ đến việc giảm bề dày của các thanh trở hơn nữa để tăng tín hiệu lối ra và độ nhạy của cảm biến nhưng điều này rất khó thực hiện bởi do điều kiện công nghệ và sự không đồng đều của màng NiFe sẽ dẫn đến sự mất cân bằng trong cấu trúc cầu điện trở khi chế tạo.
Hình 3.5: (a) Sự thay đổi thế lối ra của cảm biến 1×5mm theo từ trường ngoài với các bề dày khác nhau. (b) Độ nhạy của cảm biến 1×5mm ứng với các bề
dày khác nhau của thanh trở.
Bảng 3.1: Độ lệch thế và độ nhạy của cảm biến 1×5mm khi bề dày thay đổi.
Bề dày (nm) Độ lệch thế ΔU (mV) Độ nhạy (mV/ Oe) 15 2.3 0.09 10 3.45 0.22 5 7 0.37 3 13,1 1,05
32