今年的诺贝尔物理奖颁给了巨磁电阻效应的发现者。英飞凌已开始利用这种效应,测量汽车中的转向角度,是全球第一家开始量产整合式巨磁电阻传感器(iGMR)的半导体供货商。这部英飞凌传感器能以出色的精确度,测量从0°到360°的角度,配备了两个完整的巨磁电阻(GMR)电桥、温度传感器、两个模拟/数字转换器、数个电压调整器、额外的滤波器,以及可在运作期间持续监控这些组件的内部机制。
英飞凌的传感器芯片TLE 5010提供了两种数字角度构成要素–正弦(sine)函数和余弦(cosine)函数。透过SPI接口连接到传感器的8位微控制器,运用了这些函数来计算确切的角度讯号。以数字的方式,将数据在传感器和微控制器间转移,代表对干扰更不敏感。此芯片也利用整合式的温度传感器提供补偿,确保广泛温度范围(从-40°C到+150°C)中的高度角度精确性。
巨磁电阻(GMR)效应的基础,是几奈米厚多层金属薄膜的电阻变化。简单来说,薄膜包含了具固定方向磁化性 (参考方向)的参考层,以及根据外加磁场方向磁化的传感器层,就像罗盘的指针一样。传感器层和参考层由一层只有几原子厚的铜隔开,这个铜层可制造GMR效应,此种薄膜的电阻,会根据外加磁场与传感器参考层间的角度而变化。英飞凌已成功地在标准半导体CMOS生产过程中,以必要的精确度,加入了这种组件层。
根据英飞凌自己的估计,在多种汽车安全应用领域中,英飞凌的传感器芯片占有领先全球的地位。英飞凌是胎压监控系统(TPMS)所用压力传感器的龙头供货商,市占率超过50%,在用来测量反死锁煞车系统轮胎转速的霍尔(Hall)效应传感器领域,也有约50 %的市占率;在侧面防撞气囊系统用的完全整合式压力传感器方面,英飞凌拥有超过80%的市占率。