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什么是溫度傳感器IC？

溫度傳感器檢測某個(gè)物體的溫度或者其所在環(huán)境的溫度，并將讀數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。常見的溫度傳感器類型有熱電偶、電阻溫度檢測器(RTD)、熱敏電阻、本地溫度傳感器、遠(yuǎn)端熱二極管溫度傳感器IC。熱電偶、RTD和熱敏電阻等檢測元件的電學(xué)屬性隨溫度的變化具有非常強(qiáng)的可預(yù)測性。本地溫度傳感器IC利用管芯上晶體管的物理特性作為檢測元件。臨床級(jí)溫度傳感器必須滿足ASTM E1112標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于臨床測溫儀技術(shù)規(guī)范的精度要求。遠(yuǎn)端溫度二極管溫度傳感器采用外部連接成PN結(jié)的晶體管作為檢測元件，包括使用一個(gè)或多個(gè)外部晶體管測量溫度所需的全部信號(hào)調(diào)理電路。

Maxim廣泛的硅溫度傳感器IC支持醫(yī)學(xué)、工業(yè)、數(shù)據(jù)中心及移動(dòng)等各種應(yīng)用。除溫度傳感器之外，Maxim也提供風(fēng)扇控制器和溫度監(jiān)控器IC。Maxim的風(fēng)扇控制器IC監(jiān)測和控制系統(tǒng)制冷應(yīng)用中的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。Maxim的溫度監(jiān)控器IC測量溫度并提供功率開關(guān)輸出，適用于基于溫度的監(jiān)測和控制應(yīng)用。其他業(yè)界的特性包括：溫度傳感器的精度高達(dá)±0.5℃風(fēng)扇控制器帶有溫度檢測、電壓監(jiān)測和GPIO遠(yuǎn)端溫度傳感器多達(dá)7路通道臨床級(jí)溫度傳感器精度達(dá)到±0.1°C

3GMR/超導(dǎo)復(fù)合式磁傳感器

磁電阻效應(yīng)是對(duì)于一些磁性材料，當(dāng)施加外磁場時(shí)，材料的電阻會(huì)發(fā)生變化的效應(yīng)。這種磁電阻效應(yīng)次由William Thomson 于1857 年在鐵樣品中發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)的材料磁阻變化率很小，只有1%，此效應(yīng)即被稱為各向異性磁電阻(AMR)效應(yīng)。

1988 年，Grunberg 和Baibich 等人通過分子束外延的方法制備了Fe/Cr 多層膜，并在其中發(fā)現(xiàn)了磁阻變化率達(dá)到50%以上。這種巨大的磁電阻變化效應(yīng)被稱為巨磁電阻(GMR)效應(yīng)。GMR效應(yīng)來源于載流電子在不同的自旋狀態(tài)下與磁場的作用不同導(dǎo)致的電阻變化。GMR由鐵磁—非磁性金屬—鐵磁多層膜交疊組成。兩層鐵磁層的矯頑力不同。當(dāng)鐵磁層的磁矩互相平行時(shí)，載流子與自旋有關(guān)的散射，材料具有的電阻。而當(dāng)鐵磁層的磁矩為反平行時(shí)，載流子與自旋相關(guān)的散射強(qiáng)，材料的電阻。對(duì)于GMR效應(yīng)可以由Mott 提出的雙電流模型解釋。在非磁性層中，不同自旋的電子能帶相同，但是在鐵磁金屬中，不同自旋的能帶發(fā)生劈裂，導(dǎo)致在費(fèi)米能級(jí)處，自旋向上和向下的電子態(tài)密度不同。

在雙電流模型中，假設(shè)自旋向上和向下的電子沿層面流動(dòng)對(duì)應(yīng)兩個(gè)互相獨(dú)立的導(dǎo)電通道，其中自旋向上的電子，其平均自由程遠(yuǎn)大于自旋向下的電子。在鐵磁層磁矩反平行排列下，自旋向上和自旋向下的電子散射概率相同；而在平行排列下，自旋向上的電子散射要遠(yuǎn)小于自旋向下的電子，從而造成平行和反平行排列下電阻的差別。

一種新型的高靈敏度磁探測器

磁電阻/超導(dǎo)復(fù)合式磁傳感器作為一種新型的高靈敏度磁探測器， 其探測精度目前已接近SQUID器件并已達(dá)到fT 量級(jí)。同時(shí)這類傳感器又具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、工藝成熟、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢，使其在未來發(fā)展?jié)摿薮?。就該?fù)合式磁傳感器而言，進(jìn)一步提升器件的探測精度是其未來研究發(fā)展的主要方向。

一方面，繼續(xù)減小超導(dǎo)磁場放大器的狹窄區(qū)域?qū)挾戎? μm以下，同時(shí)增大磁場放大器的有效面積都可以將磁場放大倍數(shù)繼續(xù)提升至幾千甚至上萬倍，但是同時(shí)會(huì)對(duì)傳感器的工作區(qū)間以及小型化造成影響。另一方面，使用靈敏度更高的磁電阻傳感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，將有望使得該復(fù)合式傳感器的磁場探測精度達(dá)到1fT，甚至0.1 fT 的量級(jí)。