JPH05242404A - 抵抗変化検出回路 - Google Patents

抵抗変化検出回路

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JPH05242404A
JPH05242404A JP33997892A JP33997892A JPH05242404A JP H05242404 A JPH05242404 A JP H05242404A JP 33997892 A JP33997892 A JP 33997892A JP 33997892 A JP33997892 A JP 33997892A JP H05242404 A JPH05242404 A JP H05242404A
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Naoki Sato
直喜 佐藤
Yoshihisa Kamo
善久 加茂
Yasuhiro Kato
泰裕 加藤
Minoru Kosuge
稔 小菅
Shinichi Arai
紳一 新井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗変化素子に流れる電流の電流密度を一定
に保って抵抗変化素子の長寿命化を図るとともに、耐外
来ノイズ性、耐オフセット性に優れた抵抗変化検出回路
を提供することにある。 【構成】 外部要因により自身が持つ抵抗値が変化する
抵抗変化素子1の抵抗変化分を検出する回路において、
抵抗変化素子1の両端子にエミッタが接続された差動対
を構成する1対のベース接地トランジスタ13,14
と、抵抗変化素子1の片側端子に接続された電流源2
と、1対のベース接地トランジスタのベース端子の各々
に接続された電圧源と、1対のベース接地トランジスタ
のコレクタ端子出力から差動出力信号を得る差動増幅器
7と、差動増幅器の入力側の直流電位差を零とするため
のフィードバック回路19を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外部要因により自身の
抵抗が変化する素子、たとえば磁気抵抗効果型素子の抵
抗変化を検出する回路に関する。
【0002】
【従来の技術】圧力、熱、磁界などの外部要因により自
身の抵抗が変化する抵抗変化素子の中に磁気抵抗効果型
素子がある。この磁気抵抗効果型素子は、外部磁界によ
り比抵抗が変化する素子であり、磁気カード読取機、磁
気テープ、磁気ディスクの磁気記憶装置等の読取用ヘッ
ドとして用いられる。
【0003】たとえば磁気抵抗効果型磁気ヘッドの抵抗
変化検出回路としては、図1に示す回路がある(特開昭
52−135706)。図1において1は2端子型磁気
抵抗効果型磁気ヘッドであり、2はセンス電流源であ
る。磁気抵抗効果型磁気ヘッド1にはセンス電流源2に
よる電流が流され、記憶媒体上の磁化からの漏れ磁界が
変化することによって、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1の
抵抗値が変化し、磁界の変化に応じた高周波信号電圧と
なって、派生電圧源3を通って前置増幅器7により増幅
さる。このとき磁気抵抗効果型磁気ヘッド1に流れるセ
ンス電流IMRは、磁気ヘッド1自体の抵抗値RMRと
の積で発生する電圧IMR・RMRが派生電圧源3の派
生電圧VOSと等しくなるように前置増幅器7およびフ
ィードバック回路19によって制御される。
【0004】この回路では、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
1の一端子9が交流的な接地であるのに対し、もう一方
の端子8が高インピーダンスの信号ラインとなるため、
磁気ヘッド1の両端子に加わる外来ノイズに対しては、
端子9に対して端子8に雑音が加わり易く、雑音が差動
成分として残り、信号のS/Nが低下する。また派生電
圧VOSは、実施例では前置増幅器7の入力部分のトラ
ンジスタを異なるエミッタ電流でバイアスすることによ
ってベース・エミッタ間電圧VBEの差として得てお
り、このために大きなVOSを得るのが難しい、などの
欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、広帯
域な大規模集積回路化に適し、かつ抵抗変化素子に流れ
る電流の電流密度を一定に保って抵抗変化素子の長寿命
化を図るとともに、耐外来ノイズ性、耐オフセット性に
優れた抵抗変化検出回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願発明は、外部要因に
より自身が持つ抵抗値が変化する抵抗変化素子の抵抗変
化分を検出する回路において、抵抗変化素子の両端子に
エミッタが接続された差動対を構成する1対のベース接
地トランジスタと、抵抗変化素子の片側端子に接続され
た電流源と、1対のベース接地トランジスタのベース端
子の各々に接続された電圧源と、1対のベース接地トラ
ンジスタのコレクタ端子に接続された負荷抵抗およびコ
レクタ出力から差動出力信号を得る差動増幅器と、差動
増幅器の入力側の直流電位差を零とするためのフィード
バック回路を設けたことを特徴とする。フィードバック
回路は制御信号を電流源もしくは電圧源に与えるよう構
成される。
【0007】
【作用】本発明では、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの両端
に、差動対を構成する1対のベース接地トランジスタの
エミッタ端子を接続し、コレクタ端子に差動増幅器を接
続して差動増幅を行う。記憶媒体上の漏れ磁界が変化す
ることによる磁気抵抗効果型磁気ヘッドの抵抗値の変化
は、流れる電流値の変化となって現われ、これは前記一
対のベース接地トランジスタのコレクタ電流の互いに逆
位相の変化となる。この際、電流の供給はインピーダン
スの高い電流源で行なうので、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド両端のインピーダンスは等しく、差動増幅が可能とな
る。従って同相の外来ノイズが除去でき、信号のS/N
を良くすることができる。さらに、ベース接地トランジ
スタのコレクタ電流が等しくなるように制御するフィー
ドバック回路を設け、作動増幅器の入力端子間直流電位
差がゼロとなり、直流的なオフセットを除去できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図2により説明す
る。図2において、1は磁気抵抗効果型磁気ヘッド、1
3、14は1対のベース接地トランジスタ、15、16
は負荷抵抗、7は前置増幅器、2はトランジスタ17と
エミッタ抵抗18からなる電流源、および19は、端子
9、10の直流電位が等しくなるように電流源2を端子
21で制御するフィードバック回路であり例えば差動増
幅回路とローパスフィルタから構成される。
【0009】図2において、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
1の初期値をRMR、電流値をIMR、ベース接地トラ
ンジスタ13、14のコレクタ負荷抵抗15、16をR
c、各々のコレクタ電流をI1、I2とする。
【0010】ベース接地トランジスタ13、14のベー
ス電位は各々電源Vref+、Vref−に接続され
る。また、フィードバック回路19の出力21(電位V
B)は、電流源トランジスタ17のコレクタ電流I3
制御しており、電流I3は接続点8からセンス回路系に
入力される。
【0011】以下、本実施例の動作を説明する。磁気抵
抗効果型磁気ヘッド1の両端の電位差は、1対のベース
接地トランジスタ13、14のエミッタ端子間電圧で決
まり、常に一定となる。従って磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド1に流れる電流IMRはトランジスタ13のコレクタ
電流I1に等しく、 IMR=(Vref+−Vref−)/RMR=I1 (1) となる。
【0012】このときトランジスタ14のコレクタ電流
2は、フィードバック回路19を通して前置増幅器7
の入力端子9、10の直流電位差が零となるように電流
源2によって制御される。負荷抵抗15、16は共にR
cと等しいので、コレクタ電流I2もI1に等しくなるよ
うに、電流源2の供給電流I3が I3=I1+I2=2IMR (2) と制御される。
【0013】いま、記憶媒体の磁化により磁気抵抗効果
型磁気ヘッド1の抵抗値がRMRから(RMR+ΔRM
R)に変化した場合を考えると、磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド1の両端の電位差は、一対のベース接地トランジス
タ13、14のそれぞれのエミッタで固定されているた
めに電流がIMRから(IMR+ΔIMR)に変化す
る。ここでΔIMRは ΔIMR=IMR×(ΔRMR/RMR) (3) である。このとき電流源2からの供給電流I3は変化し
ないので、この電流変化は逆位相でトランジスタ14の
コレクタ電流I2の変化になってあらわれる。すなわ
ち、 I1=IMR+ΔIMR (4) I2=IMR−ΔIMR (5) である。従って前置増幅器7の入力端子間信号電圧は、
端子9、10の電位をそれぞれ、V1、V2とすると、 |V1−V2|=2ΔIMR・RC (6) となる。前置増幅器7の増幅率をGとすると式(3)よ
り、回路全体での信号出力振幅E0は、 となる。
【0014】本実施例によれば、磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの端子間電圧は一対のベース接地トランジスタのベ
ース電位差で決まり一定であるために、磁気抵抗効果型
磁気ヘッドがたとえば摩耗などにより抵抗値が変化して
も電流密度を一定に保つことが可能である。また、磁気
抵抗効果型ヘッドの記憶媒体からの磁界の変化による信
号は差動入力となり、同相の外来ノイズは除去できる。
更に、フィードバック回路によって、前置増幅器の入力
端子間直流電位差が零となるため、、信号ラインの直流
成分を除去するためのコンデンサは不要であり、回路の
集積化が図れる。
【0015】このときよく知られているようにトランジ
スタ13、14、17をそれぞれ複数個のトランジスタ
の並列接続をすることによって回路が発生するランダム
性の雑音を小さくすることが可能である。また、高い周
波数帯域で本実施例を適用する場合、接続点20に微小
電流を流した電流源を接続するか、あるいは電流源2の
出力容量と同容量のコンデンサで接地することによっ
て、磁気抵抗効果型磁気ヘッド両端でのインピーダンス
の差を等しくなるように補正して、同相外来ノイズの除
去効果を高めることができることもあきらかである。更
には、本実施例では、前置増幅器7の入力端子9、10
から帰還しているが、前置増幅器7の出力端子11,1
2から帰還しても、同様の効果が得られることはあきら
かである。
【0016】また図3の実施例に示すように、図2にお
けるフィードバック回路19の出力端子21の帰還先を
トランジスタ14のベースとし、トランジシスタ17の
ベース電位をVBrefとすることによって、電流源2
を2・IMRの定電流源とする定電流センス源駆動の検
出回路が構成可能であることもあきらかである。本実施
例によれば、定電流源駆動で、耐外来ノイズ性の良好な
検出回路が実現できる。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
抵抗変化素子の電流密度を一定に保てるので抵抗変化素
子の長寿命化が図れ直流成分を除去するためのコンデン
サが不要となるため、集積化が容易となる。しかも抵抗
変化素子両端のインピーダンスが等しく、差動増幅が可
能なため、同相の外来ノイズを除去する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の抵抗変化検出回路の回路図。
【図2】本発明を適用した抵抗変化検出回路の一実施例
の回路図。
【図3】本発明の他の実施例の回路図である。
【符号の説明】
1…磁気抵抗効果型磁気ヘッド、2…定電流源、3,4
…直流電圧除去用コンデンサ、7…前置増幅器、13,
14…べース接地トランジスタ、19…フィードバック
回路。
フロントページの続き (72)発明者 小菅 稔 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 新井 紳一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部要因により自身が持つ抵抗値が変化す
    る抵抗変化素子の抵抗変化分を検出する回路において、
    上記抵抗変化素子の両端子にエミッタが接続された差動
    対を構成する1対のベース接地トランジスタと、上記抵
    抗変化素子の片側端子に接続された電流源と、前記1対
    のベース接地トランジスタのベース端子の各々に接続さ
    れた電圧源と、上記1対のベース接地トランジスタのコ
    レクタ端子に接続された負荷抵抗およびコレクタ出力か
    ら差動出力信号を得る差動増幅器と、該差動増幅器の入
    力側の直流電位差を零とするための制御信号を上記電流
    源に与えるフィードバック回路を設けたことを特徴とす
    る抵抗変化検出回路。
  2. 【請求項2】外部要因により自身が持つ抵抗値が変化す
    る抵抗変化素子の抵抗変化分を検出する回路において、
    上記抵抗変化素子の両端子にエミッタが接続された差動
    対を構成する1対のベース接地トランジスタと、上記抵
    抗変化素子の片側端子に接続された電流源と、前記1対
    のベース接地トランジスタのベース端子の各々に接続さ
    れた電圧源と、上記1対のベース接地トランジスタのコ
    レクタ端子に接続された負荷抵抗およびコレクタ出力か
    ら差動出力信号を得る差動増幅器と、該差動増幅器の入
    力側の直流電位差を零とするための制御信号を上記電圧
    源に与えるフィードバック回路を設けたことを特徴とす
    る抵抗変化検出回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006345321A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Olympus Imaging Corp データ符号化装置、データ復号化装置、データ符号化方法、データ復号化方法、プログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006345321A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Olympus Imaging Corp データ符号化装置、データ復号化装置、データ符号化方法、データ復号化方法、プログラム

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