磁傳感器是將由磁場、應力、應變、溫度、光等引起的磁特性變化，轉換成電信號進行檢測的裝置。磁傳感器主要用於感測方向、角度、位置和速度等，廣泛應用於消費電子、汽車和工業領域。
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根據麥姆斯諮詢提供的數據顯示，2019年，全球磁傳感器市場規模約為22.8億美元，預計2020年~2025年期間的複合年增長率（CAGR）可達6.5%，市場規模到2025年將增長至32.5億美元。
目前，可用於檢測地磁場分佈變化的主流技術包括霍爾效應（Hall）、各向異性磁阻（AMR）、巨磁電阻（GMR）、隧穿磁阻效應（TMR）四種：
各向異性磁電阻（AMR）
各向異性磁電阻（AMR）效應是指當外部磁場與磁體內建磁場方向成零度角時, 電阻不隨外加磁場變化而發生改變；但當外部磁場與磁體的內建磁場有一定角度的時候, 磁體內部磁化矢量會偏移，電阻降低。
電阻隨磁化方向和電流之間的夾角變化：
通過惠斯通電橋結構實現輸出電壓隨外加磁場變化：
通過Set/Reset可以改變磁性薄膜條(上圖中綠色條)磁化方向向左或者向右, 由此可以翻轉傳感器的靈敏度的正負, 零點漂移不會被翻轉。
Set時輸出: 總輸出=零點偏差+靈敏度*外場；Reset時輸出: 總輸出=零點偏差-靈敏度*外場；由此可以實時消除零點漂移。
AMR磁傳感器具有高頻、低噪和高信噪比特性，性能遠高於傳統的霍爾傳感；由於AMR技術只需一層磁性薄膜，穩定性、可靠性高。AMR可與CMOS或MEMS集成在同一硅片上；AMR磁傳感器在地球磁場範圍內性能優良，且不隨溫度變化，測量精確度可達1度。
霍爾效應
當載流導體或半導體處於與電流相垂直的磁場中時，在其兩側將產生電位差，這一現象被稱為霍爾效應。霍爾效應的產生是由於運動電荷受磁場中洛倫茲力作用的結果。
通過通量集中器，置於多組霍爾傳感器上的圓盤，實現XY方向磁場檢測，但也帶來零點易受干擾的問題。
霍爾效應傳感器有許多優勢，例如可以非接觸監測、測量範圍廣、響應速度快，但同時也存在著一些弊端，例如霍爾傳感器的輸出並沒有差分處理，因此offset一直在持續變化，另外，霍爾傳感器的聚磁環（concentrator）會引入巨大的噪聲；為了獲得較高精度的磁場測量，在霍爾傳感器使用時還必須進行溫度補償。
並且，霍爾傳感器只能測量Z軸方向磁場，需要加額外的通量集中器結構才能測量XY平面內信號，由此會帶來巨大的磁滯。
巨磁電阻（GMR）
1988年，德國科學家格林貝格爾發現了一種特殊現象：非常弱小的磁性變化就能導致磁性材料發生非常顯著的電阻變化。
同時，法國科學家費爾在鐵、鉻相間的多層膜電阻中發現，微弱的磁場變化可以導致電阻大小的急劇變化，其變化的幅度比通常高十幾倍。費爾和格林貝格爾也因發現巨磁阻效應而共同獲得2007年諾貝爾物理學獎。
巨磁電阻（GMR），兩層磁性材料間的導體電阻隨上下層磁性材料磁化方向夾角變化。GMR磁傳感器具有靈敏度高、能探測到弱磁場且信號好，溫度對器件性能影響小等優點，但其製造工藝相對複雜，生產成本也較高，同時商業化時間晚於霍爾傳感器和AMR磁阻傳感器，目前其市佔率較小。
GMR傳感器使用永磁材料來檢測磁場，因此，它不得暫時受干擾或受到大磁場的永久影響，否則可能會永久損壞傳感器；另外，磁場的感應是由於材料不同層中的磁化方向引起的，因此分辨率和重複性很差。
隧穿磁阻效應（TMR）
隧穿磁阻效應（TMR）是指在鐵磁-絕緣體薄膜-鐵磁材料中，其隧穿電阻大小隨兩邊鐵磁材料相對方向變化的效應。兩層磁性材料間絕緣層的隧穿電流隨上下層磁性材料磁化方向夾角變化。
TMR磁傳感器利用磁場變化引起磁電阻變化的原理，因此可以通過TMR磁傳感器的電阻變化來測算外磁場的變化。實際的TMR磁阻傳感器的製作遠比鐵磁層+絕緣層+鐵磁層的三明治結構複雜。基本結構除了鐵磁層+絕緣層+鐵磁層的三明治結構外，還在上下增加頂電極層（upper contact）和底電極層（lower contact），兩層電極直接與相近的磁層接觸。底電極層位於絕緣基片（Insulating）上方，絕緣基片要比底電極層要寬，且位於襯底（Substrate）的上方。
TMR效應具有磁電阻效應大、磁場靈敏度高等優勢，但也存在著一些缺點，例如被大磁場干擾後零點漂移大，以及製作成本高。
AMR 、GMR、Hall實測對比
噪聲對比，Hall最大，最小是AMR：
動態範圍，AMR可以達到30G：
磁滯，AMR是最小的：
溫漂，AMR比Hall小10倍：
早在2006年，美新已經首創將高性能的AMR磁傳感器引入智能手機市場，截止到2019年，美新的磁傳感器累計出貨9億顆。
目前，美新還開發了超高性能的AMR地磁傳感器MMC5883, 適用於無人機、自動駕駛、工業控制等需求，也推出了世界上迄今已知最小尺寸（0.8 mm x 0.8 mm x 0.4 mm）的圓片級封裝產品MMC5603，適用於智能手機, 可穿戴設備等應用。
內容來源：MEMS
