Chúng tôi đã chế tạo hai loại sensor có kích thước điện trở khác nhau trên cùng một đế silic. Loại sensor mà mỗi điện trở trong mạch cầu gồm 18 thanh điện trở có kích thước (10 μm 250 m), quy ước là sensor loại nhỏ. Loại sensor mà mỗi điện trở có 6 thanh điện trở có kích thước (50 μm 250 m), quy ước là sensor loại lớn.
Hình 3.19 và 3.20 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tín hiệu ra của sensor loại nhỏ và lớn vào từ trường ngoài. Điện trở của hai sensor này đều có cấu trúc màng Ta(3nm)/NiFe(5nm). Khảo sát tín hiệu lối ra của hai sensor tại vị trí phương của dòng
điện song song với phương của từ trường ngoài và trong dải từ trường từ -200 Oe đến 200 Oe. Khi cấp dòng 3 mA, tín hiệu ra của sensor nhỏ khoảng 30 mV, tương đương điện trở thay đổi 10 Ω, dạng đường tín hiệu ra của sensor loại nhỏ tương tự dạng đường tín hiệu lối ra của sensor loại lớn. Tín hiệu ra của sensor loại nhỏ tại từ trường H = 0 lớn hơn sensor loại lớn vì mạch cầu của sensor loại nhỏ có nhiều thanh điện trở hơn mạch cầu của sensor loại lớn nên sự sai khác về kích thước của bốn điện trở trong mạch cầu càng lớn.
Khi cấp cùng một dòng điện I =1 mA, tín hiệu lối ra cực đại của sensor lớn là 7.2 mV (tương ứng điện trở thay đổi 7.2 Ω), còn tín hiệu lối ra cực đại của sensor loại nhỏ là 10 mV (tương ứng điện trở thay đổi 10 Ω) (hình 3.20). Độ nhạy thực nghiệm của hai loại sensor được xác định trong vùng từ trường mà đáp ứng thế ra là đường tuyến tính. Với cách xác định như vậy, chúng tôi đã xác định được độ nhạy của sensor loại nhỏ là S = 870 mΩ/Oe, độ nhạy của sensor loại lớn là S = 880 mΩ/Oe. Như vậy, sensor loại lớn có tín hiệu ra nhỏ hơn tín hiệu ra của sensor loại nhỏ nhưng độ nhạy của hai loại sensor tương đương nhau. Nguyên nhân của hiện tượng này được giải thích như sau: do tín hiệu lối ra của sensor là sự tổ hợp tín hiệu lối ra của nhiều thanh điện trở trong hai điện trở liền kề của một nhánh mạch cầu điện trở. Nếu một nhánh mạch cầu điện trở càng có nhiều thanh điện trở thì tín hiệu ra càng lớn, do đó sensor loại nhỏ có tín hiệu lối ra lớn hơn sensor loại lớn vì một nhánh mạch cầu điện trở của sensor loại nhỏ có 36 thanh điện trở, nhiều hơn một nhánh mạch cầu của sensor loại lớn (12 thanh điện trở).
a. -200Oe ≤ H ≤ 200Oe b.-80Oe ≤ H ≤ 80Oe
Hình 3.19. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tín hiệu ra của sensor có kích thước điện trở nhỏ vào từ trường ngoài
Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tín hiệu ra của các sensor có kích thước điện trở khác nhau vào từ trường ngoài
Bảng 3.6. Một số thông số của sensor có kích thước điện trở khác nhau
Kích thước điện trở Sự thay đổi điện trở ΔR (Ω) Độ nhạy S (mΩ/Oe)
10μm 250m 10 870
50μm 250m 7.2 880