JP3106612B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP3106612B2 JP03287581A JP28758191A JP3106612B2 JP 3106612 B2 JP3106612 B2 JP 3106612B2 JP 03287581 A JP03287581 A JP 03287581A JP 28758191 A JP28758191 A JP 28758191A JP 3106612 B2 JP3106612 B2 JP 3106612B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置に関し、
例えば、リードアンプを含む磁気ヘッド駆動集積回路等
に利用して特に有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスクを記憶媒体とする磁気ディ
スク装置がある。これらの磁気ディスク装置は、磁気ヘ
ッドに所定の書き込み電流を与えるライトアンプとその
読み出し信号を増幅するリードアンプとを含む磁気ヘッ
ド駆動集積回路を備える。
【0003】リードアンプを含む磁気ヘッド駆動集積回
路については、例えば、特開昭60−201505号公
報等に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図3には、この発明に
先立って本願発明者等が開発したリードアンプRAの回
路図が示されている。同図において、リードアンプRA
は、一対の差動トランジスタT3及びT4を含む。これ
らの差動トランジスタのベースには、対応する外部端子
を介して磁気ヘッドMHの非反転読み出し信号RIT又
は反転読み出し信号RIBがそれぞれ供給され、そのコ
レクタは、一対のカスコードトランジスタT1又はT2
を介してリードアンプRAの反転出力端子ROB又は非
反転出力端子ROTにそれぞれ結合される。反転出力端
子ROB又は非反転出力端子ROTには、図示されない
メインアンプMAの非反転又は反転入力端子がそれぞれ
結合される。カスコードトランジスタT1及びT2は、
いわゆる容量カットトランジスタとして機能し、メイン
アンプMAの比較的大きな入力容量によって磁気ヘッド
MH側からみたリードアンプRAの入力容量が増大する
のを防止すべく作用する。これにより、リードアンプR
Aの高周波特性が改善され、磁気ディスク装置のデータ
レートが高められるものとなる。
【0005】ところで、差動トランジスタT3及びT4
のベースは、前述のように、磁気ヘッド駆動集積回路の
外部端子を介して磁気ヘッドMHに結合されるため、比
較的大きなサージ電圧が印加される可能性がある。外部
端子に印加されるサージ電圧は、比較的大きな増幅率を
持つべく比較的大きなサイズで形成される入力トランジ
スタT3及びT4には影響を及ぼさず、これらの入力ト
ランジスタのコレクタ側に設けられ比較的小さなサイズ
で形成されるカスコードトランジスタT1及びT2の静
電破壊を招く。しかるに、図3のリードアンプRAで
は、カスコードトランジスタT1及びT2のエミッタと
入力トランジスタT3及びT4のコレクタとの間の配線
を引き回してその配線長を長くすることにより、カスコ
ードトランジスタT1及びT2の静電破壊を防止する方
法を採っている。
【0006】しかしながら、図3のリードアンプRAで
は、カスコードトランジスタT1及びT2のエミッタと
入力トランジスタT3及びT4のコレクタとの間の配線
長が長くされることによって、逆に入力トランジスタT
3及びT4のコレクタ容量が大きくなり、磁気ヘッドM
HからみたリードアンプRAの入力容量が増大する。そ
の結果、リードアンプRAの高周波特性が劣化して、磁
気ディスク装置のデータレートの高速化が制限されると
いう問題が生じた。
【0007】この発明の目的は、その入力容量を増大さ
せることなく、リードアンプ等に含まれるカスコードト
ランジスタの静電破壊を防止することにある。この発明
の他の目的は、その高周波特性及びデータレートを犠牲
にすることなく、リードアンプひいては磁気ディスク装
置等の信頼性を高めることにある。
【0008】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、磁気ヘッド駆動集積回路のリ
ードアンプ等に含まれるカスコードトランジスタのエミ
ッタとそのベースあるいは回路の高電位側電源電圧との
間に、そのアノードがカスコードトランジスタのエミッ
タに結合されそのカソードがカスコードトランジスタの
ベースあるいは回路の高電位側電源電圧に結合される一
対のダイオードを設ける。
【0010】
【作用】上記手段によれば、リードアンプの動作特性に
影響を与えることなく、磁気ヘッド駆動集積回路の外部
端子にサージ電圧が印加されることによってカスコード
トランジスタのエミッタに流れ込もうとする大電流を阻
止することができる。これにより、その入力容量の増大
を招くことなく、リードアンプ等に含まれるカスコード
トランジスタの静電破壊を防止できる。その結果、その
高周波特性及びデータレートを犠牲にすることなく、リ
ードアンプひいては磁気ディスク装置等の信頼性を高め
ることができる。
【0011】
【実施例】図1には、この発明が適用されたリードアン
プRAの第1の実施例の回路図が示されている。同図を
もとに、この実施例のリードアンプRAの構成と動作の
概要ならびにその特徴について説明する。なお、リード
アンプRAは、磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動集積
回路に搭載される。磁気ヘッド駆動集積回路は、さらに
磁気ヘッドに所定の書き込み電流を与える図示されない
書き込み系回路を含む。図1の回路素子は、磁気ヘッド
駆動集積回路の図示されない他の回路素子とともに、単
結晶シリコンのような1個の半導体基板上に形成され
る。以下の回路図において、図示されるトランジスタ
(この明細書では、バイポーラトランジスタのことを単
にトランジスタと略称する)は、特に制限されないが、
すべてNPN型バイポーラトランジスタである。
【0012】図1において、この実施例のリードアンプ
RAは、一対の差動トランジスタT3及びT4を含む。
これらの差動トランジスタのベースには、磁気ヘッド駆
動集積回路の対応する外部端子を介して磁気ヘッドMH
の非反転読み出し信号RIT又は反転読み出し信号RI
Bがそれぞれ供給され、その共通結合されたエミッタ
は、定電流源S1を介して回路の低電位側電源電圧VE
Eに結合される。差動トランジスタT3及びT4のコレ
クタは、対応するカスコードトランジスタT1又はT2
を介してリードアンプRAの反転出力端子ROB又は非
反転出力端子ROTにそれぞれ結合され、さらに対応す
る負荷抵抗R1又はR2を介して回路の高電位側電源電
圧VCCに結合される。なお、回路の高電位側電源電圧
VCCは、特に制限されないが、+5Vのような正の電
源電圧とされ、回路の低電位側電源電圧VEEは−5.
2Vのような負の電源電圧とされる。
【0013】リードアンプRAの非反転出力端子ROT
及び反転出力端子ROBには、磁気ヘッド駆動集積回路
の図示されないメインアンプMAが結合される。また、
カスコードトランジスタT1及びT2のベースは、回路
の接地電位に結合される。これにより、差動トランジス
タT3及びT4は、差動増幅回路を構成し、磁気ヘッド
MHから出力される非反転読み出し信号RIT及び反転
読み出し信号RIBを増幅して、リードアンプRAの非
反転出力端子ROT及び反転出力端子ROBに出力す
る。また、カスコードトランジスタT1及びT2は、い
わゆる容量カットトランジスタとして機能し、メインア
ンプMAの比較的大きな入力容量によってリードアンプ
RAの入力容量が増大するのを防止すべく作用する。そ
の結果、リードアンプRAの高周波特性が改善され、磁
気ディスク装置のデータレートが高速化されるものとな
る。
【0014】この実施例において、リードアンプRA
は、さらに、そのアノードがカスコードトランジスタT
1及びT2のエミッタにそれぞれ結合されそのカソード
がこれらのトランジスタのベースにそれぞれ結合される
一対のダイオードD1及びD2を含む。前述のように、
入力トランジスタT3及びT4のベースは磁気ヘッド駆
動集積回路の対応する外部端子を介して磁気ヘッドMH
に結合され、比較的大きなサージ電圧が印加される可能
性がある。これらの外部端子に印加された正のサージ電
圧は、入力トランジスタT3及びT4のベース・コレク
タ容量を介してカスコードトランジスタT1及びT2の
エミッタに伝達される。このとき、ダイオードD1及び
D2はオン状態となり、サージ電圧にともなう大電流が
カスコードトランジスタT1及びT2のエミッタに流れ
込むのを阻止する。その結果、カスコードトランジスタ
T1及びT2の静電破壊を防止し、リードアンプRAひ
いては磁気ディスク装置の信頼性を高めることができる
ものとなる。
【0015】なお、磁気ヘッド駆動集積回路の外部端子
にサージ電圧が印加されない通常の状態において、ダイ
オードD1及びD2は逆バイアス状態とされ、オフ状態
とされる。このため、これらのダイオードが設けられる
ことよりリードアンプRAの動作特性が影響を受けるこ
とはなく、カスコードトランジスタT1及びT2による
入力容量の削減効果も失われることはない。
【0016】図2には、この発明が適用されたリードア
ンプRAの第2の実施例の回路図が示されている。な
お、このリードアンプRAは、前記図1の実施例を基本
的に踏襲するものであるため、これと異なる部分につい
てのみ説明を追加する。
【0017】図2において、この実施例のリードアンプ
RAは、カスコードトランジスタT1及びT2のエミッ
タと回路の高電位側電源電圧VCCとの間に設けられる
一対のダイオードD3及びD4を含む。これらのダイオ
ードは、磁気ヘッド駆動集積回路の外部端子から入力ト
ランジスタT3及びT4のベース・コレクタ容量を介し
てカスコードトランジスタT1及びT2のエミッタに伝
達されるサージ電圧のレベルが高電位側電源電圧VCC
の電位すなわち+5Vを超えるとき、選択的にオン状態
となり、これらのサージ電圧によってカスコードトラン
ジスタT1及びT2のエミッタに流れ込もうとする大電
流を阻止する。その結果、この実施例のリードアンプR
Aでも、前記図1の実施例と同様な効果を得ることがで
き、その高周波特性やデータレートを犠牲にすることな
く、リードアンプひいては磁気ディスク装置の信頼性を
高めることができるものとなる。
【0018】以上の二つの実施例に示されるように、こ
の発明をリードアンプを含む磁気ヘッド駆動集積回路等
の半導体装置に適用することで、次のような作用効果を
得ることができる。すなわち、 (1)磁気ヘッド駆動集積回路のリードアンプ等に含ま
れるカスコードトランジスタのエミッタとそのベースあ
るいは回路の高電位側電源電圧との間に、そのアノード
がカスコードトランジスタのエミッタに結合されそのカ
ソードがカスコードトランジスタのベースあるいは回路
の高電位側電源電圧に結合される一対のダイオードを設
けることで、磁気ヘッド駆動集積回路の対応する外部端
子にサージ電圧が印加されることによってカスコードト
ランジスタのエミッタに流れ込もうとする大電流を阻止
できるという効果が得られる。 (2)上記(1)項により、その入力容量の増大を招く
ことなく、リードアンプに含まれるカスコードトランジ
スタの静電破壊を防止することができるという効果が得
られる。 (3)上記(1)項及び(2)項により、その高周波特
性及びデータレートを犠牲にすることなく、リードアン
プひいては磁気ディスク装置等の信頼性を高めることが
できるという効果が得られる。
【0019】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1及び図2において、リードアンプRAは、非反
転読み出し信号RIT又は反転読み出し信号RIBのみ
を受けるものであってもよいし、差動増幅回路を基本構
成とする必要もない。リードアンプRAの具体的な回路
構成は、これらの実施例による制約を受けないし、電源
電圧の極性及び絶対値ならびにトランジスタの導電型等
は、種々の実施形態を採りうる。
【0020】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるリー
ドアンプを含む磁気ヘッド駆動集積回路に適用した場合
について説明したが、それに限定されるものではなく、
例えば、リードアンプとして単体で形成されるものや同
様なリードアンプを含む各種の集積回路装置等にも適用
できる。この発明は、少なくともカスコードトランジス
タを含む半導体装置ならびにこのような半導体装置を含
むシステムに広く適用できる。
【0021】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、磁気ヘッド駆動集積回路のリ
ードアンプ等に含まれるカスコードトランジスタのエミ
ッタとそのベースあるいは回路の高電位側電源電圧との
間に、そのアノードがカスコードトランジスタのエミッ
タに結合されそのカソードがカスコードトランジスタの
ベースあるいは回路の高電位側電源電圧に結合される一
対のダイオードを設けることで、磁気ヘッド駆動集積回
路等の対応する外部端子にサージ電圧が印加されること
によってカスコードトランジスタのエミッタに流れ込も
うとする大電流を阻止することができる。これにより、
その入力容量の増大を招くことなく、リードアンプ等に
含まれるカスコードトランジスタの静電破壊を防止でき
る。その結果、その高周波特性及びデータレートを犠牲
にすることなく、リードアンプひいては磁気ディスク装
置等の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されたリードアンプの第1の実
施例を示す回路図である。
【図2】この発明が適用されたリードアンプの第2の実
施例を示す回路図である。
【図3】この発明に先立って本願発明者等が開発したリ
ードアンプの回路図である。
【符号の説明】
RA・・・リードアンプ、MH・・・磁気ヘッド、MA
・・・メインアンプ。T1〜T4・・・NPN型バイポ
ーラトランジスタ、D1〜D4・・・ダイオード、R1
〜R2・・・抵抗、S1・・・定電流源。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 1/52 H03F 1/22 H03F 3/45 G11B 5/09 321

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 そのベースに所定の入力信号を受ける入
    力トランジスタと、上記入力トランジスタのコレクタと
    回路の出力端子との間に設けられるカスコードトランジ
    スタと、そのアノードが上記カスコードトランジスタの
    エミッタに結合されそのカソードが上記カスコードトラ
    ンジスタのベースあるいは回路の高電位側電源電圧に結
    合されるダイオードとを含む増幅回路を具備することを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 上記入力信号は、非反転及び反転入力信
    号からなるものであて、上記増幅回路は、上記非反転及
    び反転入力信号に対応して設けられる一対の上記入力ト
    ランジスタ及びカスコードトランジスタならびにダイオ
    ードを含むものであることを特徴とする請求項1の半導
    体装置。
  3. 【請求項3】 上記半導体装置は、磁気ディスク装置の
    磁気ヘッド駆動集積回路であって、上記増幅回路は、上
    記磁気ヘッド駆動集積回路に含まれるリードアンプであ
    ることを特徴とする請求項1又は請求項2の半導体装
    置。
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