磁传感器是各种传感器之一，能感知与磁现象相关的物理量变化，并将其转换为电信号检测，直接或间接检测磁场大小、方向、位移、角度、电流等物理信息，广泛应用于信息、电机、电力电子、能源管理、汽车、磁信息读写、工业自动控制和生物医学。
随着科学技术的进步和信息技术的发展，人们对磁传感器的尺寸、灵敏度、热稳定性和功耗提出了越来越高的要求。
磁传感器的广泛应用主要是基于电磁感应原理、霍尔效应和磁电阻效应。基于磁电阻效应的传感器灵敏度高、体积小、功耗低、易用 集成等特性正在取代传统的磁传感器。
市场上主要的磁传感器芯片是基于霍尔效应和各向异性磁电阻(AMR)和巨磁电阻(GMR)由于效应而开发TMR磁传感器芯片具有小型化、成本低、功耗低、集成度高、响应频率高、灵敏度高等特点，将成为未来竞争的制高点。
主流磁传感器仍然是半导体霍尔器件，但其灵敏度低、易受应力和温度影响、响应频率低、功耗大的缺点不断受到磁电阻传感器的影响。
国外薄膜磁电阻传感器(AMR／Sl，in-Valve／TMR)该技术已成熟，并已开始大规模生产。TMR目前，传感器主要用于硬盘磁头和磁性内存，代表制造商：Seagate／WD／TDK；AMR设备代表厂家有：HoneyWell／NEC/日本旭化/西门子；美国NVE公司小规模量产GMR传感器和少量传感器Spin—Valve传感器。
TMR磁传感器芯片的研发和生产取决于纳米薄膜和纳米电子元件的生产设备、生产工艺和技术以及芯片的设计。TMR技术主要掌握在国外硬盘制造企业手中，磁传感器制造企业普遍缺乏n芯片制造技术、人才和生产经验。
世界上只有两家美国公司能够小批量生产TIvIR包括美国在内的磁传感器芯片NVE和Micro Magnetics，在中国，由于设备和人才的限制，直到2010年直到2010年才逐渐填补。
基于磁电阻效应磁信号可以转变为电信号，除了庞磁电阻(CMR)除于温度范围和工作磁场的限制，很难应用其他效果AMR、GMR、TMR磁传感器中可应用三种磁电阻效应。
目前，AMR大规模应用传感器；GMR传感器正方兴未艾，发展迅速。TMR硬盘驱动器读出磁头最早采用传感技术，大大提高了硬盘驱动器的记录密度。它集AMR高灵敏度和GMR在各种磁传感器技术中，TMR磁传感器具有无与伦比的技术优势，其性能指标远优于其他类型的传感器，表1给出了传感器技术比较的三种效果。
在铁磁材料中， 由于量子力学交换， 铁磁金属的 3d轨道局域电子能带发生劈裂, 使费米( Ferm i)自旋向上和向下的电子具有不同的能态密度。
磁隧道结 MTJs中, TMR 与自旋相关的隧穿效应是产生效应的机制。MTJs一般结构为铁磁层/非磁绝缘层/铁磁层( FM / I/FM )三明治结构.。饱和磁化时，两个铁磁层的磁化方向相互平行， 通常两个铁磁层的矫顽力不同， 因此反向磁化时, 小的铁磁层磁化矢量首先翻转， 使两个铁磁层的磁化方向反平行。从一个磁层隧道到另一个磁层的电子隧道穿透概率与两个磁层的磁化方向有关。
若两层磁化方向相互平行， 在磁层中， 大多数自旋子带的电子将进入另一个磁层中大多数自旋子带的空态， 少数自旋子带的电子也将进入另一磁性层中少数自旋子带的空态, 隧穿电流大；若两个磁层的磁化方向反平行， 情况恰恰相反， 即在磁层中， 多数自旋子带的电子将进入少数自旋子带的空态， 而且少数自旋子带的电子也会进入大多数自旋子带的空态， 隧穿电流相对较小。因此, 隧穿电导随着两铁磁层磁化方向的变化而变化， 磁化矢量平行时的电导高于反平行时的电导。因此, 隧穿电导随着两铁磁层磁化方向的变化而变化， 磁化矢量平行时的电导高于反平行时的电导。两个铁磁层的磁化方向可以通过施加外磁场来改变， 从而改变隧穿电阻， 导致TMR效果的出现。
MTJs中铁磁层电极的自旋极化率定义为
式中和 N 分别是铁磁金属费米面处自旋上下电子的态密度。
由Julliere可以得到模型
或者
式中两个铁磁层磁化方向平行和反平行时的隧穿电阻，
分别是两个铁磁层电极的自旋极化率。 如果
均不为零, 则 MTJs中存在 TMR 效应，且两铁磁层电极的自旋极化率越大，TMR 值也越高。
在研究中，不同的学者 TMR值的定义不同， 有的学者采用( 2)式的定义, 但近几年， 大多数学者都使用它( 3)类型的定义。
TMR磁传感器产品应用TMR磁传感器广泛应用于工业控制、金融设备、生物医学、消费电子、汽车等领域，其典型特点是功耗低、尺寸小、灵敏度高。薛松生博士给了我们几个案例。
在流量计领域，智能水表和智能热量表通常由电池供电，因此对传感器的功耗要求非常高。目前水表方案采用干簧管、低功耗霍尔器件和韦根传感器，要么频率响应很低，导致测量精度不足，要么功耗大，电池寿命短。智能热量表电路复杂，可靠性差，小流量测量不准确。此外，传统的霍尔器件电表方案温度性能较差，由于灵敏度低，需要增加聚磁环，导致体积和成本增加。目前，使用两个TMR超低功耗磁传感器方案，根据叶轮旋转的磁场变化测量速度，得到水表的瞬时流量，功耗很低(超低功耗全极磁开关MMS2X1H，双极磁开关MMS1X1H，全时供电下只有1.5uA频响大于1的电流KHZ）。基于智能电表TMR磁传感器(如TMR501、TMR503)电表体积小、成本低、精度高、温度特性好于传统霍尔器件电表。
在金融设备领域，国内金融设备主要采用电感线圈和锑化锆磁头，无论是检测精度和信噪比，还是磁头尺寸，都不能与其他发达国家，特别是日本金融磁头相比，更严重的是产品一致性问题，生产过程不稳定，不能大规模生产。如今，日本公司垄断了全球(包括中国)高端金融磁头市场。TMR磁性识别传感器(如MMGB015、MMGB065、MMGB18S）是一种新型纯阻抗验钞磁头，专门用于检测和识别纸币、银行票据和证券磁特性，主要用于点击验钞机、清分设备ATM、各种自动售货机读钞、验钞模块、磁卡读头，具有灵敏度高、信用噪比高、频率高等特点。
基于电梯、矿洞、桥梁等钢丝绳的无损探伤TMR磁传感器产品(如TMR2703、TMR2705、TMR2901、TMR2903)可以利用弱磁检测准确定位绳索的表面缺陷和内部缺陷，比目前数万或数十万的检测系统相比，它更准确、更实惠、更方便。
传统地感线圈、超声波、RFID、与红外等判断停车位上是否有车辆相比，TMR线性磁传感器可根据车辆对地磁的扰动特性识别，精度高，体积小，安装维护方便，全天候工作。
在医学领域，如血槽中磁珠表面的生物膜与血液中不同病毒的结合，通过血液中磁珠体积的变化来判断患者的病情TMR磁传感器能准确监测磁珠体积是否变大。
基于TMR磁传感器产品将在智能家居和智能汽车领域扩展更多的应用。
由于 TMR材料具有工作磁场低、灵敏度高、热稳定性好等特点 GMR 效应相比，TMR具有更广阔的应用前景。 TMR 值高，热稳定性好， RA 价值低，成本低 TMR材料将是磁电阻材料领域未来工作的重点和关键。
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