專利名稱：磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在其上安裝了磁阻頭的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
磁阻頭的電阻值根據(jù)從如磁盤之類的磁介質(zhì)所接收到的磁場而改變，這種類型的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備將電阻值轉(zhuǎn)換為電壓，放大電壓并將其輸出。換句話說，磁阻頭根據(jù)電阻值的變化，讀取記錄在磁介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，因此，優(yōu)選地，電阻值的變化率(MR比)較大。近年來，隨著磁介質(zhì)密度的增加，開發(fā)了GMR(巨磁阻)頭，作為MR比較高的高靈敏度磁阻頭，之后，開發(fā)了TMR(隧道磁阻)頭。此時，GMR頭的MR比已經(jīng)達到了10％，而TMR頭已達到了更高的MR比。而且，在TMR頭中，這種頭本身的電阻較高，大約是200到400Ω，而在GMR頭的情況下是大約30到80Ω，因此能夠獲得更高的輸出。
圖10示出了現(xiàn)有技術(shù)的這種類型的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備。如美國專利No.4,716,306中所述，眾所周知的是使用GMR頭或TMR頭的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備。
該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備101包括磁阻讀出電路104，用于輸出差分電壓(V1，V2)；作為流經(jīng)磁阻讀出電路104的電流(I0)的電流源的可變電流電路107；用于驅(qū)動的放大器110，用于放大磁阻讀出電路104的輸出，并驅(qū)動后繼電路；以及反饋電路106，用于根據(jù)差分電壓(V1，V2)來控制流經(jīng)可變電流電路107的電流。
磁阻讀出電路104還包括磁阻頭111；晶體管112和113，其各自的發(fā)射極分別在連接點P1和P2處與磁阻頭111的兩端相連，并且向其基極施加了恒定的差分偏壓(Vb-，Vb+)；以及負載電阻器120和121，分別與晶體管112和113各自的集電極相連，且另一端在正側(cè)與電壓源(PS+)相連。這些負載電阻器120和121中產(chǎn)生的電壓成為磁阻讀出電路104的輸出電壓，即差分電壓(V1，V2)。
可變電流電路107還包括晶體管115和電阻器119，其中電阻器119的一端與晶體管115的發(fā)射極相連，而另一端在負側(cè)與電壓源(PS-)相連。將晶體管115的集電極與磁阻讀出電路104的連接點P1相連。
反饋電路106還包括放大器(gm放大器)122，用于輸入由磁阻讀出電路104輸出的差分電壓(V1，V2)并據(jù)此輸出電流；以及存儲由gm放大器122輸出的電流的電荷的電容器123，并且反饋電路106與可變電流電路107的晶體管115的基極相連。
該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備如下進行操作。在來自磁記錄介質(zhì)的磁場不變的穩(wěn)定狀態(tài)，如隨后所述，由負載電阻器121和負載電阻器120引起的電壓降是相同的，因此gm放大器122不會引出或提供電容器123的已存儲電荷。此時，從用于驅(qū)動的放大器110輸出恒定的電壓。
當來自磁記錄介質(zhì)的磁場變化，并且磁阻頭111的電阻值(RMR)下降時，流經(jīng)晶體管113的電流(I2)臨時增大，而流經(jīng)晶體管112的電流(I1)減小。結(jié)果，由負載電阻器121引起的電壓降變得高于由負載電阻器120引起的電壓降，因此gm放大器122輸出沿提供電容器123的已存儲電荷方向的電流。同時，從用于驅(qū)動的放大器110臨時輸出負差分電壓。
當電容器123的已存儲電荷增加且其電壓增大時，施加到電阻器119上的電壓也增大。因此，流經(jīng)電阻器119和晶體管115的電流(I0)增大，而流經(jīng)晶體管112的電流(I1)也增大。結(jié)果，流經(jīng)磁阻頭111的電流，即流經(jīng)晶體管113的電流(I2)和流經(jīng)晶體管112的電流(I1)變得相等，磁記錄再現(xiàn)設(shè)備101穩(wěn)定并進入穩(wěn)定狀態(tài)。
當來自磁記錄介質(zhì)的磁場改變且磁阻頭111的電阻值(RMR)增大時，執(zhí)行與以上相反的操作，并且由用于驅(qū)動的放大器110臨時輸出正差分電壓。
現(xiàn)在，假設(shè)將Vb-(ΔVb)/2以及Vb+(ΔVb)/2分別施加到晶體管112和113的基極，作為偏壓(Vb-，Vb+)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，晶體管113和112的發(fā)射極-基極電壓變?yōu)橄嗟龋瑥亩沽鹘?jīng)晶體管113的電流(I2)和流經(jīng)晶體管112的電流(I1)相等。因此，將電壓ΔVb施加到磁阻頭111的兩端。
在磁阻頭111中，流經(jīng)晶體管113的電流(I2)流動，因此以下公式成立。
I1＝I2＝(ΔVb)/RMR...(1)發(fā)明內(nèi)容當磁阻頭是TMR頭時，如上所述，頭本身的電阻值(RMR)是大約200到400Ω，這高于大約30到80Ω的GMR頭。這使得對于TMR高輸出成為可能，但是由于會引起損壞，因此不能施加高電壓。
因此，當使用TMR頭時，必須將上述偏壓的差分電壓(ΔVb)的上限設(shè)置為大約0.3V。電壓ΔVb的下限至少是0.05V，以獲得適當?shù)淖x取特性。
TMR頭本身的電阻值(RMR)是大約200到400Ω，而在GMR頭的情況下是大約30到80Ω，這么大的差量來自制造問題。
當將這些值應用于上述公式(1)時，當ΔVb是0.3V且RMR是200Ω時，I1和I2的最大值是1.5mA。當ΔVb是0.05V且RMR是400Ω時，I1和I2的最小值是125μA。因此，最大值和最小值之間的差是最小值的12倍。
另一方面，對于一種磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，需要允許高速操作的頻率特性、減小由晶體管所產(chǎn)生的噪聲以及較低的功率消耗。通常如果流經(jīng)晶體管的電流增大，則可以實現(xiàn)高速，但是這違反了低功率消耗的要求。通過增大或減小流經(jīng)晶體管的電流不能實現(xiàn)噪聲的減小，但通過仿真可以確定其最優(yōu)值。
如上所述，由于磁阻讀出電路的電流值波動，即I1和I2的最大值和最小值之間的差是最小值的12倍，因此很難實現(xiàn)具有在較寬的范圍內(nèi)滿足上述要求的電路結(jié)構(gòu)的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備。
考慮到前述問題，本發(fā)明的目的是提供一種磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，該設(shè)備具有能夠減小磁阻讀出電路的電流值波動的電路結(jié)構(gòu)。
為了解決以上問題，根據(jù)本發(fā)明的一種磁記錄再現(xiàn)設(shè)備包括磁阻讀出電路，該電路進一步包括第一晶體管，用于輸入第一偏壓；與第一晶體管并聯(lián)的第二晶體管，用于輸入高于第一偏壓的第二偏壓；以及兩端與第一和第二晶體管相連的磁阻頭，用于轉(zhuǎn)換根據(jù)磁阻頭的電阻值的變化而改變的第一和第二晶體管的電流，并按照轉(zhuǎn)換后的電流，輸出差分電壓；恒流電路，與第一晶體管和磁阻頭的連接點相連；可變電流電路，與第二晶體管和磁阻頭的連接點相連；以及反饋電路，用于根據(jù)從磁阻讀出電路輸出的差分電壓來控制可變電流電路的電流。
根據(jù)本發(fā)明的另一磁記錄再現(xiàn)設(shè)備包括磁阻讀出電路，該電路進一步包括第一晶體管，用于輸入第一偏壓；與第一晶體管并聯(lián)的第二晶體管，用于輸入高于第一偏壓的第二偏壓；以及兩端與第一和第二晶體管相連的磁阻頭，用于轉(zhuǎn)換根據(jù)磁阻頭的電阻值的變化而改變的第一和第二晶體管的電流，并按照轉(zhuǎn)換后的電流，輸出差分電壓；第一和第二恒流電路，與第一和第二晶體管與磁阻頭之間的連接點相連；以及反饋電路，用于根據(jù)從磁阻讀出電路輸出的差分電壓來控制第一或第二晶體管的電流。
根據(jù)本發(fā)明的另一磁記錄再現(xiàn)設(shè)備包括磁阻讀出電路，該電路進一步包括第一晶體管，用于輸出第一偏壓；與第一晶體管并聯(lián)的第二晶體管，用于輸出高于第一偏壓的第二偏壓；以及兩端與第一和第二晶體管相連的磁阻頭，用于轉(zhuǎn)換根據(jù)磁阻頭的電阻值的變化而改變的第一和第二晶體管的電流，并輸出作為所轉(zhuǎn)換電流的差分電壓；可變電流電路，與第一和第二晶體管與磁阻頭之間的連接點相連；以及反饋電路，用于通過將從磁阻讀出電路輸出的差分電壓與參考電壓進行比較來控制可變電流電路的電流。
在根據(jù)本發(fā)明的這些磁記錄再現(xiàn)設(shè)備中，通過減小流經(jīng)與磁阻頭相連的第一和第二晶體管中的電流值的波動范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)允許高速操作的頻率特性、減小由晶體管產(chǎn)生的噪聲以及較低的功率消耗。
圖1是根據(jù)第一實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖；圖2是根據(jù)第二實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖；圖3是根據(jù)第三實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖；圖4是根據(jù)第四實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖；圖5是根據(jù)第五實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖；圖6是根據(jù)第二和第三實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的反饋電路的另一電路圖；圖7是根據(jù)第四和第五實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的反饋電路的另一電路圖；圖8是根據(jù)第六實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖；圖9是根據(jù)第七實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖；以及圖10是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，對本發(fā)明的實施例進行說明。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的電路圖。
該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備1用于檢測磁阻頭11的電阻值的變化，并且包括以下電路，作為主要電路。換句話說，磁記錄再現(xiàn)設(shè)備1包括磁阻讀出電路4；恒流電路5；作為由磁阻讀出電路4引出的電流(IB，I0)的電流源的可變電流電路7；用于驅(qū)動的放大器10，用于放大由磁阻讀出電路4輸出的差分電壓(V1，V2)，及驅(qū)動后繼電路；以及反饋電路6，用于根據(jù)差分電壓(V1，V2)來控制流經(jīng)可變電流電路7的電流。
磁阻讀出電路4包括NPN型第一晶體管12，用于輸入第一偏壓(Vb-)；與第一晶體管并聯(lián)的NPN型第二晶體管13，用于輸入高于第一偏壓的第二偏壓(Vb+)；磁阻頭11，其兩端連接于晶體管12和13的發(fā)射極之間，即連接點P1和P2之間 NPN型第三和第四晶體管16和17，其發(fā)射極與晶體管12和13的集電極相連，并且將公共偏壓(Vb2)施加到其基極；以及分別與晶體管16和17的集電極相連的負載電阻器20和21，并且其另一端在正側(cè)與電壓源(PS+)相連。該磁阻讀出電路4將根據(jù)磁阻頭11的電阻值的變化而改變的第一和第二晶體管的電流轉(zhuǎn)換為負載電阻器20和21處的電壓，并將該電壓作為差分電壓(V1，V2)輸出。
恒流電路5包括向其基極施加偏壓(Vb3)的NPN型晶體管14，以及與晶體管14的發(fā)射極相連的電阻器8，其另一端在負側(cè)與電壓源(PS-)相連。晶體管14的集電極與磁阻讀出電路4的連接點P1相連，即，第一晶體管12的發(fā)射極和磁阻頭11之間的連接點。
可變電流電路7包括NPN型晶體管15以及與晶體管15的發(fā)射極相連的電阻器19，其另一端與在負側(cè)與電壓源(PS-)相連。晶體管15的集電極與磁阻讀出電路4的連接點P2相連，即，第二晶體管13的發(fā)射極和磁阻頭11之間的連接點。
反饋電路6包括gm放大器22，用于將由磁阻讀出電路4輸出的一個差分電壓V1輸入到反相輸入端，而將另一個差分電壓V2輸入到同相輸入端；以及電容器23，用于存儲由gm放大器22輸出的電流的電荷，并且與可變電流電路7的晶體管15的基極相連。該反饋電路6根據(jù)從磁阻讀出電路4輸出的差分電壓(V1，V2)來控制可變電流電路7的電流。
該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備1如下進行操作。首先，在來自磁記錄介質(zhì)的磁場不變的穩(wěn)定狀態(tài)下，由負載電阻器21和負載電阻器20引起的電壓降相同，gm放大器22不會引出或提供電容器123的已存儲電荷。此時，從用于驅(qū)動的放大器10輸出恒定的電壓。
當來自磁記錄介質(zhì)的磁場變化，并且磁阻頭11的電阻值(RMR)下降時，流經(jīng)第二晶體管13的電流(I2)臨時增大，而流經(jīng)第一晶體管12的電流(I1)減小。結(jié)果，由負載電阻器21引起的電壓降變得高于由負載電阻器20引起的電壓降，因此gm放大器22沿引出電容器23的已存儲電荷的方向，輸出電流。同時，從用于驅(qū)動的放大器10臨時輸出負差分電壓。
當電容器23的已存儲電荷增加且其電壓增大時，施加到電阻器19上的電壓也增大。因此，流經(jīng)電阻器19和晶體管15的電流(I0)增大，而流經(jīng)第二晶體管13的電流(I2)也增大。結(jié)果，流經(jīng)第二晶體管13的電流(I2)和流經(jīng)第一晶體管12的電流(I1)變得相等，磁記錄再現(xiàn)設(shè)備1進入穩(wěn)定狀態(tài)。
當來自磁記錄介質(zhì)的磁場改變，且磁阻頭11的電阻值(RMR)升高時，執(zhí)行與以上相反的操作，并且由用于驅(qū)動的放大器10臨時輸出正差分電壓。
該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備1的操作如上所述，但是在該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備1中，在磁阻頭11的兩端均引出了電流，因此能夠減小磁阻讀出電路4的電流值波動。下面對具體計算進行說明。
現(xiàn)在，假設(shè)將Vb1-(ΔVb1)/2以及Vb1+(ΔVb1)/2分別施加到第一和第二晶體管12和13的基極，作為偏壓(Vb-，Vb+)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，這些發(fā)射極-基極電壓變?yōu)橄嗟龋员闶沽鹘?jīng)第二晶體管13的電流(I2)和流經(jīng)第一晶體管12的電流(I1)變?yōu)橄嗟?。因此，將電壓ΔVb1施加到磁阻頭11的兩端。
在穩(wěn)定狀態(tài)下，以下公式成立。
I1＝IB-(ΔVb1)/RMR...(2)I2＝I0+(ΔVb1)/RMR...(3)I1＝I2...(4)因此，I0＝IB-2×(ΔVb1)/RMR...(5)所以，必須在以下條件下設(shè)置IB。即，IB≥2×(ΔVb1)/RMR...(6)當ΔVb1是0.3V，且RMR是200Ω時，根據(jù)公式(6)，IB必須是3mA或更大。如果將IB設(shè)為5mA，則根據(jù)公式(2)和(4)，I1和I2變?yōu)?.5mA，這成為I1和I2的最小值。當ΔVb1是0.05V，且RMR是400Ω時，根據(jù)公式(2)和(4)，I1和I2變?yōu)槭?.875mA，這成為I1和I2的最大值。
這意味著磁阻讀出電路的電流值波動，即I1和I2的最大值和最小值之間的差變?yōu)橐粋€較小值，1.4倍。由于能夠按照這種方式減小磁阻讀出電路的電流值波動，因此能夠獲得改善的效果。即，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)選的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，該設(shè)備能夠滿足以下要求允許高速操作的頻率特性、減小由晶體管所產(chǎn)生的噪聲以及較低的功率消耗等。
第三和第四晶體管16和17用于通過負載電阻器20和21來分離來自第一和第二晶體管12和13的輸出電壓，以便消除其影響，例如寄生電容等。這是因為第一和第二晶體管12和13必須具有較大的尺寸以減小噪聲，因此，寄生電容較大。第三和第四晶體管16和17對于增大磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的速度是有效的，但是如果通過其它手段(例如增大電流等)能夠增加速度，則可以將其省略。
現(xiàn)在參考圖2，對根據(jù)本發(fā)明第二實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備進行說明。該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備30包括磁阻讀出電路4；恒流電路(第一恒流電路)5；另一恒流電路(第二恒流電路)33，流過與恒流電路5相同的恒定電流(IB)；用于驅(qū)動的放大器10；以及反饋電路32，用于控制流經(jīng)磁阻讀出電路4的連接點P2的電流。其中磁阻讀出電路4、第一恒流電路5以及用于驅(qū)動的放大器10與第一實施例中的相同。
與第一恒流電路5相同，第二恒流電路33包括晶體管和電阻器(NPN型晶體管38以及電阻器39)，并且晶體管38的基極電壓(Vb3)與第一恒流電路5的晶體管14的相同。晶體管38的發(fā)射極與磁阻讀出電路4的連接點P2相連，該連接點是第二晶體管13的發(fā)射極和磁阻頭11的連接點。
反饋電路32包括gm放大器35，用于將由磁阻讀出電路4輸出的一個差分電壓V1輸入到反相輸入端，而將V2輸入到同相輸入端；以及與gm放大器35的輸出相連的電容器37和PMOS晶體管36。PMOS晶體管36的漏極與磁阻讀出電路4的連接點P2相連。該反饋電路32根據(jù)從磁阻讀出電路4輸出的差分電壓(V1，V2)，通過調(diào)整電容器37的已存儲電荷來控制流經(jīng)PMOS晶體管36的電流(IFB)，因此控制了第二晶體管13的電流(I2)。
由于當來自磁記錄介質(zhì)的磁場變化時，磁記錄再現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)生信號，因此在其頻率特性中存在較低的截止頻率。在本實施例的反饋電路32中，減小了gm放大器35的電壓-電流轉(zhuǎn)換比，以使該較低的截止頻率最小，并且將MOS型晶體管36用作gm放大器35的輸出的接收側(cè)，這對于基極電流的數(shù)量有利。在隨后說明的其它實施例中，出于相同原因，也將MOS晶體管用于反饋電路的輸出級。
現(xiàn)在，假設(shè)將Vb1-(ΔVb1)/2以及Vb1+(ΔVb1)/2分別施加到第一和第二晶體管12和13的基極，作為偏壓(Vb-，Vb+)，并且將電壓ΔVb1施加到磁阻頭11的兩端。
在穩(wěn)定狀態(tài)下，以下公式成立。
IB＝I1+(ΔVb1)/RMR...(7)IB＝I2-(ΔVb1)/RMR+IFB...(8)I1＝I2...(9)因此，IFB＝2×(ΔVb1)/RMR...(10)I1＝I2＝IB-(ΔVb1)/RMR...(11)所以，必須在以下條件下設(shè)置IB。即，IB≥(ΔVb1)/RMR...(12)當ΔVb1是0.3V，且RMR是200Ω時，根據(jù)公式(7)，IB必須是1.5mA或更大。如果將IB設(shè)為5mA，則根據(jù)公式(11)，I1和I2變?yōu)?.5mA。當ΔVb1是0.05V且RMR是400Ω時，根據(jù)公式(11)，I1和I2變?yōu)槭?.875mA。這意味著I1和I2的最大值和最小值之間的差是1.4倍，即，能夠獲得與根據(jù)第一實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備相同的效果。
現(xiàn)在參考圖3，對根據(jù)本發(fā)明第三實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備進行說明。在此磁記錄再現(xiàn)設(shè)備31中，將第二實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備30的反饋電路32的輸出與磁阻讀出電路4的第二晶體管13和第四晶體管17的連接點(連接點P4)相連，這是唯一的區(qū)別。
在上述偏壓(Vb-，Vb+)條件下，在穩(wěn)定狀態(tài)下，以下公式成立。
IB＝I1+(ΔVb1)/RMR...(13)IB＝I2-(ΔVb1)/RMR...(14)I1＝I2-IFB...(15)因此，IFB＝2×(ΔVb1)/RMR...(16)所以，根據(jù)公式(13)，必須在以下條件下設(shè)置IB。
IB≥(ΔVb1)/RMR...(17)當ΔVb1是0.3V且RMR是200Ω時，根據(jù)公式(17)，IB必須是1.5mA或更大。如果將IB設(shè)為5mA，則根據(jù)公式(13)，I1變?yōu)?.5mA，根據(jù)公式(14)，I2變?yōu)?.5mA。當ΔVb1是0.05V且RMR是400Ω時，根據(jù)公式(13)，I1變?yōu)?.875mA，根據(jù)公式(14)，I2變?yōu)?.125mA。這意味著I1的最大值和最小值之間的差是1.4倍，而I2的最大值和最小值之間的差是1.3倍，所以能夠獲得與根據(jù)第一和第二實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備相同的效果。
可以用圖6所示的反饋電路來代替第二和第三實施例中磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的反饋電路32。
圖6中的反饋電路包括gm放大器41，用于將由磁阻讀出電路4輸出的一個差分電壓V1輸入到同相輸入端，而將V2輸入到反相輸入端；以及與gm放大器41的輸出相連的電容器43和晶體管42。晶體管42的發(fā)射極與上述磁阻讀出電路4中的連接點P2或P4相連。當使低截止頻率最小時，該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備存在些微缺點，但是由于能夠完全地使用雙極型來構(gòu)造電路，因此通過不使用雙極與MOS混合型的半導體集成電路能夠?qū)崿F(xiàn)。
現(xiàn)在參考圖4，對根據(jù)本發(fā)明第四實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備進行說明。在此磁記錄再現(xiàn)設(shè)備50中，由反饋電路52代替了第二和第三實施例中的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備30和31中的反饋電路32，并且將其輸出與磁阻讀出電路4中的上述連接點P1相連。
反饋電路52包括gm放大器53，用于將由磁阻讀出電路4輸出的一個差分電壓V1輸入到同相輸入端，而將V2輸入到反相輸入端；以及與gm放大器53的輸出相連的電容器54和NMOS晶體管55。NMOS晶體管55的漏極與磁阻讀出電路4中的連接點P1相連，并且反饋電流(IFB)流經(jīng)NMOS晶體管55，通過NMOS晶體管55控制第一晶體管12的電流(I1)。
在上述偏壓(Vb-，Vb+)的條件下，在穩(wěn)定狀態(tài)下，以下公式成立。
IB＝I1+(ΔVb1)/RMR-IFB...(18)IB＝I2-(ΔVb1)/RMR...(19)I1＝I2...(20)
因此，IFB＝2×(ΔVb1)/RMR...(21)I1＝I2＝IB+(ΔVb1)/RMR...(22)當將IB設(shè)為5mA時，當ΔVb1是0.3V，且RMR是200Ω時，根據(jù)公式(22)，I1和I2變?yōu)?.5mA。當ΔVb1是0.05V且RMR是400Ω時，I1和I2變?yōu)?.125mA。這意味著I1和I2的最大值和最小值之間的差是1.3倍，所以能夠獲得與根據(jù)第一、第二和第三實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備相同的效果。
現(xiàn)在參考圖5，對根據(jù)本發(fā)明第五實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備進行說明。在此磁記錄再現(xiàn)設(shè)備51中，將根據(jù)第四實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備50的反饋電路52的輸出與磁阻讀出電路4的晶體管12和16的連接點(連接點P3)相連，這是唯一的區(qū)別。
在上述偏壓(Vb-，Vb+)的條件下，在穩(wěn)定狀態(tài)下，以下公式成立。
IB＝I1+(ΔVb1)/RMR...(23)IB＝I2-(ΔVb1)/RMR...(24)I1+IFB＝I2...(25)因此，IFB＝2×(ΔVb1)/RMR...(26)當將IB設(shè)為5mA時，當ΔVb1是0.3V，且RMR是200Ω時，根據(jù)公式(23)，I1變?yōu)?.5mA，而根據(jù)公式(24)，I2變?yōu)?.5mA。當ΔVb1是0.05V，且RMR是400Ω時，根據(jù)公式(23)，I1變?yōu)?.875mA，而根據(jù)公式(24)，I2變?yōu)?.125mA。這意味著I1的最大值和最小值之間的差是1.4倍，而I2的最大值和最小值之間的差是1.3倍，所以能夠獲得與根據(jù)第一、第二、第三和第四實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備相同的效果。
可以用圖7所示的反饋電路來代替第四和第五實施例中磁記錄再現(xiàn)設(shè)備的反饋電路32。
圖7中的反饋電路包括gm放大器57，用于將由磁阻讀出電路4輸出的一個差分電壓V1輸入到同相輸入端，而將V2輸入到反相輸入端；以及與gm放大器57的輸出相連的電容器58和晶體管59。晶體管59的發(fā)射極與上述磁阻讀出電路4中的連接點P1或P3相連。
現(xiàn)在參考圖8，對根據(jù)本發(fā)明第六實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備進行說明。該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備60包括磁阻讀出電路4；可變電流電路63；用于驅(qū)動的放大器10；以及反饋電路62，用于控制流經(jīng)可變電路63的電流。磁阻讀出電路4及用于驅(qū)動的放大器10與第一到第五實施例中的相同。
可變電流電路63包括PNP型晶體管70，其發(fā)射極與磁阻讀出電路4的連接點P1相連，并且流過引入(lead-in)電流(I3)；PNP型晶體管71，其發(fā)射極與晶體管70的基極相連；與晶體管71的基極相連的電容器72；PNP型晶體管73，其發(fā)射極與磁阻讀出電路4的連接點P2相連，并且流過引入電流(I4)；PNP型晶體管74，其發(fā)射極與晶體管73的基極相連；以及與晶體管74的基極相連的電容器75。對晶體管70和71以及晶體管73和74進行達林頓連接，以便通過減小基極電流，來最小化低截止頻率。在本發(fā)明中，使用了達林頓連接，但是依據(jù)所希望的特性，也可以不使用達林頓連接。
反饋電路62包括流過參考電流(IREF)的恒流源66；與磁阻讀出電路4的第三和第四晶體管16和17分享基極電壓(Vb2)的NPN型晶體管65；與晶體管65的集電極相連的電阻器67，并且具有與磁阻讀出電路4的負載電阻20和21相同的電阻值；以及gm放大器68和69，用于將由磁阻讀出電路4輸出的每一個差分電壓(V1，V2)分別輸入到同相輸入端，而將作為晶體管65和電阻器67的連接點電壓的參考電壓(VREF)輸入到反相輸入端。在該反饋電路62中，gm放大器68和69將從磁阻讀出電路4輸出的差分電壓(V1，V2)與參考電壓(VREF)進行比較，并且其輸出電流通過分別控制可變電流電路63的電容器75和72的電壓來控制可變電流電路63的電流。
該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備60如下進行操作。首先，在來自磁記錄介質(zhì)的磁場不變的穩(wěn)定狀態(tài)下，V1、V2以及VREF相等，且gm放大器68和69不會引出或提供可變電流電路63的電容器75和72的已存儲電荷，保持這些電壓恒定。
當來自磁記錄介質(zhì)的磁場變化時，流經(jīng)第一晶體管12的電流(I1)和流經(jīng)第二晶體管13的電流(I2)臨時沿相反方向變化。結(jié)果，由磁阻讀出電路4輸出的差分電壓(V1，V2)偏離參考電壓(VREF)一次，但是通過反饋電路62和可變電流電路63的功能，I1和I2最終變?yōu)橄嗟取Ｔ诖诉^渡期間，用于驅(qū)動的放大器10根據(jù)磁場的變化輸出信號。
在上述偏壓(Vb-，Vb+)的條件下，在穩(wěn)定狀態(tài)下，以下公式成立。
I3＝I1+(ΔVb1)/RMR...(27)I4＝I2+(ΔVb1)/RMR...(28)I1＝I2＝IREF...(29)因此，I3＝IREF+(ΔVb1)/RMR...(30)I4＝IREF-(ΔVb1)/RMR...(31)所以，必須在以下條件下設(shè)置IREF。
IREF≥(ΔVb1)/RMR...(32)當ΔVb1是0.3V且RMR是200Ω時，根據(jù)公式(32)，可以任意設(shè)置IREF，只要其值是1.5mA或更大。
在穩(wěn)定狀態(tài)下，公式(29)成立，I1和I2根本不受ΔVb1和RMR的影響，并且不會波動，所以甚至能夠獲得比根據(jù)第一到第五實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備更好的效果。
現(xiàn)在參考圖9，對根據(jù)本發(fā)明第七實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備進行說明。在該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備61中，利用可變電流電路67代替了根據(jù)第六實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備60的可變電流電路63。
可變電流電路67包括NPN型晶體管80，其集電極與磁阻讀出電路4的連接點P1相連，且流過引入電流(I3)；與晶體管80的發(fā)射極相連的電阻器83；其發(fā)射極與晶體管80的基極相連的NPN型晶體管81；與該連接點相連的恒流源84；與晶體管81的基極相連的電容器82；NPN型晶體管85，其集電極與磁阻讀出電路4的連接點P2相連，且流過引入電流(I4)；與晶體管85的發(fā)射極相連的電阻器88；其發(fā)射極與晶體管85的基極相連的NPN型晶體管86；與該連接點相連的恒流源89；以及與晶體管86的基極相連的電容87。反饋電路62的gm放大器68和69的輸出電流通過分別控制可變電流電路67的電容器82和87的電壓來控制可變電流電路67的電流。
在上述偏壓(Vb-，Vb+)的條件下，與第六實施例中所述的相同公式成立。因此，能夠獲得與根據(jù)第六實施例的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備60相類似的優(yōu)異效果。
在第一到第七實施例中，描述了其中位于負側(cè)的電源電壓(PS-)存在的雙電源設(shè)備，然而在單電源設(shè)備的情況下，位于負側(cè)的電源電壓(PS-)是地電位。
本發(fā)明并不局限于上述實施例，而是可以在權(quán)利要求所聲明的特定范圍內(nèi)，按照多種方式改變設(shè)計。例如，在第一到第七實施例中，主要將雙極型晶體管用做晶體管，但是不必說，可以用MOS晶體管來代替這些晶體管。此外，將使用gm放大器的電路描述為反饋電路，但是也可以使用與此電路等效的電路。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測磁阻頭的電阻值變化的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，包括磁阻讀出電路，所述磁阻讀出電路進一步包括第一晶體管，用于輸入第一偏壓；與第一晶體管并聯(lián)的第二晶體管，用于輸入高于第一偏壓的第二偏壓；以及兩端與第一和第二晶體管相連的磁阻頭，用于轉(zhuǎn)換根據(jù)磁阻頭的電阻值的變化而改變的第一和第二晶體管的電流，并按照轉(zhuǎn)換后的電流，輸出差分電壓；恒流電路，與所述第一晶體管和所述磁阻頭的連接點相連；可變電流電路，與所述第二晶體管和所述磁阻頭的連接點相連；以及反饋電路，用于根據(jù)從所述磁阻讀出電路輸出的差分電壓來控制所述可變電流電路的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，其特征在于經(jīng)過用于消除所述第一和第二晶體管的寄生電容的影響的第三和第四晶體管，轉(zhuǎn)換所述第一和第二晶體管的電流，并輸出所述差分電壓。
3.一種用于檢測磁阻頭的電阻值變化的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，包括磁阻讀出電路，所述磁阻讀出電路進一步包括第一晶體管，用于輸入第一偏壓；與第一晶體管并聯(lián)的第二晶體管，用于輸入高于第一偏壓的第二偏壓；以及兩端與第一和第二晶體管相連的磁阻頭，用于轉(zhuǎn)換根據(jù)磁阻頭的電阻值的變化而改變的第一和第二晶體管的電流，并按照轉(zhuǎn)換后的電流，輸出差分電壓；第一和第二恒流電路，與所述第一和第二晶體管與所述磁阻頭之間的連接點相連；以及反饋電路，用于根據(jù)從所述磁阻讀出電路輸出的差分電壓來控制所述第一或第二晶體管的電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，其特征在于經(jīng)過用于消除所述第一和第二晶體管的寄生電容的影響的第三和第四晶體管，轉(zhuǎn)換所述第一和第二晶體管的電流，并輸出所述差分電壓。
5.一種用于檢測磁阻頭的電阻值變化的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，包括磁阻讀出電路，所述磁阻讀出電路進一步包括第一晶體管，用于輸入第一偏壓；與第一晶體管并聯(lián)的第二晶體管，用于輸入高于第一偏壓的第二偏壓；以及兩端與第一和第二晶體管相連的磁阻頭，用于轉(zhuǎn)換根據(jù)磁阻頭的電阻值的變化而改變的第一和第二晶體管的電流，并按照轉(zhuǎn)換后的電流，輸出差分電壓；可變電流電路，與第一和第二晶體管與磁阻頭之間的連接點相連；以及反饋電路，用于通過將從所述磁阻讀出電路輸出的差分電壓與參考電壓進行比較來控制所述可變電流電路的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，其特征在于經(jīng)過用于消除所述第一和第二晶體管的寄生電容的影響的第三和第四晶體管，轉(zhuǎn)換所述第一和第二晶體管的電流，并輸出所述差分電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁記錄再現(xiàn)設(shè)備，具有能夠減小由磁阻頭本身的電阻值的偏差所引起的電流值的波動范圍的結(jié)構(gòu)。該磁記錄再現(xiàn)設(shè)備包括用于輸入偏壓(V
文檔編號G11B5/39GK1573933SQ20041004901
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者北東慎吾, 岡本勇次郎 申請人:羅姆股份有限公司