TMR（Tunnel Magnetoresistance，隧道磁阻）传感器是一种基于量子隧道效应的高灵敏度磁传感器，具有超高灵敏度、低功耗和小型化等特点，广泛应用于工业检测、汽车电子、生物医疗和消费电子等领域。
TMR效应基于**磁性隧道结（MTJ, Magnetic Tunnel Junction）**结构：
结构组成：
自由层（Free Layer）：磁化方向可随外部磁场变化
势垒层（Barrier Layer）：极薄的绝缘层（通常为Al₂O₃或MgO，厚度约1-2nm）
固定层（Pinned Layer）：磁化方向固定（通过反铁磁层如IrMn固定）
工作机理：
当自由层和固定层的磁化方向平行时，电子隧穿概率高，电阻低；当磁化方向反平行时，隧穿概率低，电阻高。外部磁场变化会改变自由层的磁化方向，从而引起电阻变化，实现磁信号检测。
| 特性 | TMR | AMR（各向异性磁阻） | GMR（巨磁阻） | Hall（霍尔） |
|---|---|---|---|---|
| 灵敏度 | 超高（>100%/mT） | 中（2-5%/mT） | 较高（5-20%/mT） | 低（0.1-1%/mT） |
| 功耗 | 极低（μW级） | 低 | 中 | 较高（mA级） |
| 响应频率 | 高（可达GHz） | 中（MHz级） | 高（GHz级） | 低（kHz级） |
| 温度稳定性 | 优 | 一般 | 较好 | 较差 |
| 尺寸 | 极小（可集成CMOS） | 较小 | 中等 | 较大 |
主要优势总结：
✅ 超高灵敏度（比霍尔传感器高1000倍以上）
✅ 超低功耗（适合电池供电设备）
✅ 宽频带响应（适用于高速检测）
✅ 高信噪比（SNR）（抗干扰能力强）
✅ CMOS兼容（易于集成到芯片中）
方向盘角度检测（EPS电动助力转向系统）
电机位置反馈（新能源汽车电机控制）
电池管理系统（BMS）电流检测
智能手机电子罗盘（替代传统AMR/GMR传感器）
TWS耳机开合检测（低功耗需求场景）
智能手表运动检测
生物磁检测（心磁图MCG、脑磁图MEG）
医疗设备位置传感（MRI设备、手术机器人）
主要厂商：
市场规模：预计2025年全球TMR传感器市场将超10亿美元，年增长率**>20%**（主要受新能源汽车、工业自动化驱动）。
