JPH06243404A - Ｍｒヘッドの抵抗変動補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＭＲヘッドの抵抗変動補償回路に関し、熱に
より磁気抵抗効果素子の抵抗が変動しても、データの再
生に支障が無いようにすることを目的とする。 【構成】 ベースを夫々零電位に固定し、コレクタを夫
々接続した抵抗１，２を経て正極性の電源に接続し、エ
ミッタを夫々接続した磁気抵抗効果素子６，９を経て定
電流源８に接続して、正極性の電源から抵抗１，２を経
て夫々供給される電流を、夫々磁気抵抗効果素子６，９
を経て定電流源８を介し負極性の電源に流す二つのトラ
ンジスタ４，５を設け、磁気抵抗効果素子６，９が夫々
磁界の変化に対応して変化させる抵抗値に基づき、磁気
記録媒体から読取った信号を二つのトランジスタ４，５
のコレクタ間に発生させるために、抵抗値の増減に電流
極性を持つ二つの磁気抵抗効果素子６，９に流す同一電
流値の電流の方向が、電流極性に対し相互に逆方向にな
るように接続して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗効果素子を用い
たＭＲヘッドにより、記録媒体に記録されたデータを再
生する回路に係り、特にＭＲヘッドが記録媒体に接触す
ることで発生する熱により磁気抵抗効果素子の抵抗が変
動しても、データの再生に支障が無いようにするＭＲヘ
ッドの抵抗変動補償回路に関する。

【０００２】近年、磁気記録再生装置の高速化と大容量
化が進み、磁気ヘッドも薄膜ヘッドから、より高記録密
度化を可能とするために、データの再生に磁気抵抗効果
素子を用いたＭＲヘッドが使用されるようになって来
た。

【０００３】これは、データの再生用に磁気抵抗効果素
子を使用すると、記録媒体との相対速度に依存しない信
号磁界の検出が可能なため、記録媒体の走行速度を低く
して記録密度を高めることが出来るためである。

【０００４】ところで、磁気抵抗効果素子を使用したＭ
Ｒヘッドが記録媒体に接触すると、ＭＲヘッドが発熱す
るため、磁気抵抗効果素子の抵抗が変化するが、これは
信号の再生に支障を来すため、この熱による抵抗変化を
打ち消して、信号の再生に影響を与えないようにするこ
とが必要である。

【０００５】

【従来の技術】図６は従来技術の一例を説明するブロッ
ク図である。トランジスタ５のベースは、アースに接続
されて０Ｖに固定されており、トランジスタ４のベース
はコンダクタンス変換器３の出力に接続され、このコン
ダクタンス変換器３の出力はコンデンサ７を経てアース
に接続されている。

【０００６】又、トランジスタ４のエミッタには、ＭＲ
ヘッド６の一方の端子が接続され、ＭＲヘッド６の他方
の端子は定電流源８とトランジスタ５のエミッタに接続
されている。

【０００７】トランジスタ４のコレクタは、出力端子Ｖ
ｏｕｔの一方の端子ａと、コンダクタンス変換器３の入
力端子の一方に接続されると共に、抵抗１を経て電源＋
Ｖｓに接続されている。

【０００８】従って、電源＋Ｖｓが供給する電流は、抵
抗１とトランジスタ４とＭＲヘッド６を経て、定電流源
８を介して電源−Ｖｓに流れる。トランジスタ５のコレ
クタは、出力端子Ｖｏｕｔの一方の端子ｂと、コンダク
タンス変換器３の入力端子の他方に接続されると共に、
抵抗２を経て電源＋Ｖｓに接続されているため、電源＋
Ｖｓが供給する電流は、抵抗２とトランジスタ５を経
て、定電流源８を介して電源−Ｖｓに流れる。

【０００９】トランジスタ４のエミッタにはＭＲヘッド
６が接続されているが、トランジスタ５のエミッタには
抵抗が接続されていないため、ＭＲヘッド６の内部抵抗
によって発生し、トランジスタ４に加わるバイアス電圧
がトランジスタ５には存在しない。従って、端子ａとｂ
の間に、このバイアス電圧に相当する電圧差が発生す
る。

【００１０】コンダクタンス変換器３は、この電圧差、
即ち、バイアス電圧を無くすように動作して、コンデン
サ７の電荷を充電又は放電する。コンデンサ７の電圧
は、トランジスタ４のベースを制御する電圧となるた
め、定電流源８に２Ｉｂの電流が流れるものとすると、
トランジスタ４と５のエミッタには、夫々Ｉｂの電流が
流れる。

【００１１】従って、出力端子Ｖｏｕｔには、磁界の変
化によってＭＲヘッド６の内部抵抗が変化することによ
る電圧の変化、即ち、磁界の変化に対応して振幅が変化
する信号が送出され、不要なバイアス電圧は送出されな
い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置等に
おいては、通常ＭＲヘッド６とディスク媒体面とは接触
しておらず、例えば、数百ナノメートルの間隔を保って
いる。しかし、時々ＭＲヘッド６とディスク媒体面とが
接触することがある。

【００１３】ＭＲヘッド６がディスク媒体面に接触する
と、この接触によりＭＲヘッド６が発熱するが、この発
熱によって、ＭＲヘッド６を構成する磁気抵抗効果素子
の内部抵抗値に急激な変化が発生する。

【００１４】図７は従来技術の問題点を説明する図であ
る。縦軸に出力電圧をとり、横軸に時間をとると、ＭＲ
ヘッド６がディスク媒体面に接触した瞬間に、図示する
如く、出力端子Ｖｏｕｔの両端子ａとｂの間に急激なバ
イアス電圧が送出され、例えば、数百ミリボルトのピー
ク電圧から順次低下する波形の電圧が送出される。

【００１５】尚、直流成分が記載されているが、この直
流成分は、コンダクタンス変換器３の動作が理想的であ
れば、０となるものである。この波形の過渡特性は、立
ち上がりの時間がＭＲヘッド６とディスク媒体面との接
触の時間で決まり、通常は数十ナノ秒であり、一度変化
したバイアス電圧が元の電圧に収束するまでに１〜５マ
イクロ秒の時間を要する。

【００１６】従って、この間はディスク媒体面から読取
られる再生信号が乱れて、データ読取りエラーが発生す
るという問題がある。本発明はこのような問題点に鑑
み、ＭＲヘッド６を二つ用いて、差動信号を得ることに
より、図示する如き波形を打ち消し、ＭＲヘッド６が発
熱しても、ディスク媒体からの読取り信号が、常に正常
に送出されるようにすることを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】ＭＲヘッドの抵抗変動補
償回路は、図１に示されるように、ベースを夫々零電位
に固定し、コレクタを夫々接続した抵抗１，２を経て正
極性の電源に接続し、エミッタを夫々接続した磁気抵抗
効果素子（ＭＲヘッド）６，９を経て定電流源８に接続
して、前記正極性の電源から前記抵抗１，２を経て夫々
供給される電流を、夫々前記磁気抵抗効果素子６，９を
経て前記定電流源８を介し負極性の電源に流す二つのト
ランジスタ４，５を設けている。

【００１８】そして、前記磁気抵抗効果素子６，９が夫
々磁界の変化に対応して変化させる抵抗値に基づき、磁
気記録媒体から読取った信号を前記二つのトランジスタ
４，５のコレクタ間に発生させるために、前記抵抗値の
増減に電流極性を持つ前記二つの磁気抵抗効果素子６，
９に流す同一電流値の電流の方向が、この電流極性に対
して相互に逆方向になるように接続している。

【００１９】又、ＭＲヘッドの抵抗変動補償回路は、図
５に示されるように、一方の端子をアースに接続し、他
方の端子を二つのトランジスタ４，５のベースと二つの
第１の定電流源１０，１１に夫々別個に接続して、アー
スから供給される電流を夫々前記第１の定電流源１０，
１１を経て負極性の電源に流す二つの磁気抵抗効果素子
６，９と、コレクタを夫々接続した抵抗１，２を経て正
極性の電源に接続し、エミッタを第２の定電流源８に接
続して、前記正極性の電源から前記抵抗１，２を経て夫
々供給される電流を、前記第１の定電流源１０，１１か
ら夫々ベースに与えられるバイアス電圧に対応して、前
記第２の定電流源８を経て負極性の電源に流す前記二つ
のトランジスタ４，５とを設けている。

【００２０】そして、前記磁気抵抗効果素子６，９が夫
々磁界の変化に対応して変化させる抵抗値に基づき、磁
気記録媒体から読取った信号を前記二つのトランジスタ
４，５のコレクタ間に発生させるために、前記抵抗値の
増減に電流極性を持つ前記二つの磁気抵抗効果素子６，
９に流す同一電流値の電流の方向が、この電流極性に対
して相互に逆方向になるように接続している。

【００２１】

【作用】上記の如く構成することにより、磁気抵抗効果
素子６と９から、差動信号を得ることが可能となる。

【００２２】ところで、磁気抵抗効果素子６と９が発熱
した場合、この発熱による図７に示す如き波形は、磁気
抵抗効果素子６と９の極性に関係無く、同一方向に発生
するため、磁気抵抗効果素子６と９から、差動信号を得
ると打ち消される。

【００２３】従って、本発明のＭＲヘッドの抵抗変動補
償回路は、磁気記録媒体からの読取り信号を、常に正常
に送出することが出来る。

【００２４】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路のブロッ
ク図である。図６と同一符号は同一機能のものを示す。
トランジスタ４のベースは、０Ｖに固定されており、こ
のトランジスタ４のエミッタには、例えば、ＭＲヘッド
６の正極側の端子が接続され、このＭＲヘッド６の負極
側の端子は、定電流源８とＭＲヘッド９の正極側の端子
に接続されている。

【００２５】そして、トランジスタ４のコレクタは、出
力端子Ｖｏｕｔの一方の端子ａに接続されると共に、抵
抗１を経て電源＋Ｖｓに接続されている。従って、電源
＋Ｖｓが供給する電流は、抵抗１とトランジスタ４とＭ
Ｒヘッド６を経て、定電流源８を介して電源−Ｖｓに流
れる。

【００２６】トランジスタ５のベースは、０Ｖに固定さ
れており、このトランジスタ５のエミッタには、ＭＲヘ
ッド９の負極側の端子が接続され、このＭＲヘッド６の
正極側の端子は、定電流源８とＭＲヘッド６の負極側の
端子に接続されている。

【００２７】そして、トランジスタ５のコレクタは、出
力端子Ｖｏｕｔの一方の端子ｂに接続されると共に、抵
抗２を経て電源＋Ｖｓに接続されているため、電源＋Ｖ
ｓが供給する電流は、抵抗２とトランジスタ５を経て、
定電流源８を介して電源−Ｖｓに流れる。

【００２８】トランジスタ４と５のエミッタには、夫々
ＭＲヘッド６と９が接続されているため、出力端子Ｖｏ
ｕｔの端子ａとｂの間に、図６で説明した如きバイアス
電圧は発生しない。従って、図６に示すコンダクタンス
変換器３とコンデンサ７は不要である。そして、定電流
源８に２Ｉｂの電流が流れるものとすると、トランジス
タ４と５のエミッタには、夫々Ｉｂの電流が流れる。

【００２９】トランジスタ４と５は抵抗１と２及び定電
流源８とで差動増幅器を構成しており、抵抗値の増減に
電流極性を持つＭＲヘッド６と９は、流れる電流の方向
に対し相互に逆極性になるように接続されているため、
磁界の変化によって、ＭＲヘッド６と９の内部抵抗が変
化すると、この変化量が加算されて増幅される。

【００３０】従って、出力端子Ｖｏｕｔには、磁界の変
化によってＭＲヘッド６と９の内部抵抗が変化すること
による電圧の変化、即ち、磁界の変化に対応して振幅が
変化する信号が送出される。

【００３１】図２はＭＲヘッドの特性を説明する図であ
る。縦軸に磁界の変化に対応して変化する内部抵抗値の
変動量ΔＲをとり、横軸に流れる電流Ｉｂをとると、図
示する如く、電流Ｉｂが０の位置から正方向の電流＋Ｉ
ｂ側と負方向の電流−Ｉｂ側とでは、対称的に抵抗値Δ
Ｒが増減する。

【００３２】即ち、ＭＲヘッド６と９には正極性の端子
と負極性の端子があり、正極性の端子から負極性の端子
に電流を流すか、その逆方向に電流を流すかにより、磁
界の変化に対応して変化する抵抗値ΔＲが増加するか、
減少するかが決定される。

【００３３】従って、図１のＭＲヘッド６と９の如く、
極性を逆にして接続すると、ΔＲが磁界の変化により増
大する方向に変化した時、ＭＲヘッド６と９に流れる電
流の絶対値が共に減少し、ΔＲが減少する方向に変化し
た時、ＭＲヘッド６と９に流れる電流の絶対値が共に増
大して差動信号が得られる。

【００３４】これに対して、ＭＲヘッド６と９が発熱す
ることにより発生する抵抗値の変動は、流れる電流の極
性に関係無く二つのＭＲヘッド６と９で、同一方向に等
しく起こるため、前記の如く差動増幅することで打ち消
すことが出来る。

【００３５】即ち、ＭＲヘッド６がトランジスタ４の電
流を減少させる方向に抵抗値が増加すると、ＭＲヘッド
９もトランジスタ５の電流を減少させる方向に抵抗値が
増加する。

【００３６】従って、ＶｈをＭＲヘッド６と９の抵抗値
により発生する電圧とし、ΔＶｈを磁界の変化に対応し
て変化する抵抗値の変化分により発生する電圧とし、Δ
Ｖｔを発熱により発生する電圧変動とすると、出力端子
Ｖｏｕｔに送出される差動出力は （Ｖｈ＋ΔＶｈ＋ΔＶｔ）−（Ｖｈ−ΔＶｈ＋ΔＶｔ）
＝２ΔＶｈ となり、熱による抵抗の変化分は打ち消され、磁界の変
化に対応する磁気抵抗の変化分のみ取り出せることが分
かる。

【００３７】図３はＶｏｕｔ出力波形を説明する図であ
る。前記の如く、ＭＲヘッド６と９の抵抗値の変化分に
より発生する電圧ΔＶｈは図３(A) のに示す如く、夫
々同一の電圧波形を形成しており、これが加算されるた
め、図３(A) のに示す如く、に示す波形が合成され
ることにより、振幅が２倍に拡大されて、出力端子Ｖｏ
ｕｔに送出される。

【００３８】しかし、熱により発生する電圧ΔＶｔは、
例えば、ＭＲヘッド６によって図３(B) のに示す波形
が形成されるとすると、ＭＲヘッド７によって図３(B)
のに示す波形が形成され、その波形は同一であるが極
性が逆であるため、打ち消されて図３(B) のに示す如
く、出力端子Ｖｏｕｔには送出されない。

【００３９】図４は磁気ヘッドの構成例を説明する図で
ある。図４は薄膜技術によって磁気ヘッドが形成された
場合を示す。図４(A) は斜視図であり、記録用ヘッドは
一部を切り欠いて表している。上部磁性層１５と下部磁
性層１６はコイル１７に流れる電流によって形成される
磁束をギャップに誘導し、磁気記録媒体上に形成された
トラック２３に印加されたデータに対応する磁気記録を
行う。

【００４０】再生用ヘッドには、磁気抵抗効果素子１８
と１９が用いられ、この磁気抵抗効果素子１８と１９の
一方の端は、リード２０と２１に夫々接続されており、
他方の端は図示省略したリードに夫々接続されている。
そして、記録用ヘッドが記録したトラック２３の磁界の
変化に対応して、前記の如く磁気抵抗効果素子１８と１
９は夫々抵抗値を変化させる。

【００４１】パーマロイ２２は磁気抵抗効果素子１８と
１９の磁気シールドに使用されている。図４(B) はスラ
イダの断面図であり、基板２８にパーマロイ２２が形成
され、このパーマロイ２２と２６の間に磁気抵抗効果素
子１８と１９が形成され、保護膜２７によって固定され
ている。

【００４２】パーマロイ２６上には保護膜２５が形成さ
れ、この保護膜２５上に下部磁性層１６が形成され、続
いてコイル１７が形成され、続いて絶縁層２９が形成さ
れ、続いて上部磁性層１５が形成され、最後に保護膜２
４が形成される。

【００４３】図５は本発明の他の実施例を示す回路のブ
ロック図である。図６と同一符号は同一機能のものを示
す。ＭＲヘッド６は、例えば、正極側の端子がＭＲヘッ
ド９の負極側の端子と共に、アースに接続されている。

【００４４】トランジスタ４のベースは、ＭＲヘッド６
の負極側端子と定電流源１０に接続され、エミッタは、
定電流源８に接続され、コレクタは、出力端子Ｖｏｕｔ
の一方の端子ａに接続されると共に、抵抗１を経て電源
＋Ｖｓに接続されている。

【００４５】従って、電源＋Ｖｓが供給する電流は、抵
抗１とトランジスタ４を経て、定電流源８を介して電源
−Ｖｓに流れる。又、トランジスタ５のベースは、ＭＲ
ヘッド９の正極側端子と定電流源１１に接続され、エミ
ッタは、定電流源８に接続され、コレクタは、出力端子
Ｖｏｕｔの一方の端子ｂに接続されると共に、抵抗２を
経て電源＋Ｖｓに接続されている。

【００４６】従って、電源＋Ｖｓが供給する電流は、抵
抗２とトランジスタ５を経て、定電流源８を介して電源
−Ｖｓに流れる。ＭＲヘッド６にはアースから供給され
る電流Ｉｓが定電流源１０を経て電源−Ｖｓに流れ、Ｍ
Ｒヘッド９にはアースから供給される電流Ｉｓが定電流
源１１を経て電源−Ｖｓに流れる。

【００４７】従って、定電流源８で発生する電圧と、定
電流源１０で発生する電圧の差がバイアス電圧となって
トランジスタ４のベースに供給され、定電流源８で発生
する電圧と、定電流源１１で発生する電圧の差がバイア
ス電圧となってトランジスタ５のベースに供給されるた
め、定電流源８には電流２Ｉｂが流れる。

【００４８】トランジスタ４と５は抵抗１と２及び定電
流源８とで差動増幅器を構成しており、ＭＲヘッド６と
９は流れる電流に対し相互に逆極性になるように接続さ
れているため、磁界の変化によって、ＭＲヘッド６と９
の内部抵抗が変化すると、この変化量に対応して定電流
源１０と１１に夫々発生する電圧、即ち、読取り信号が
加算されて増幅される。

【００４９】従って、出力端子Ｖｏｕｔには、磁界の変
化によってＭＲヘッド６と９の内部抵抗が変化すること
による電圧の変化、即ち、磁界の変化に対応して振幅が
変化する信号が送出される。

【００５０】尚、ＭＲヘッド６と９が発熱することによ
る図７に示す不要な波形のバイアス電圧が打ち消される
ことは、図３で説明した通りである。又、図１の実施例
は回路が簡単であるが、ＭＲヘッド６と９がトランジス
タ４と５のエミッタ抵抗として夫々接続されているた
め、ＭＲヘッド６と９の特性のバラツキが差動増幅器を
構成するトランジスタ４と５の利得に影響を与える欠点
がある。

【００５１】しかし、図５の実施例は回路が複雑である
が、ＭＲヘッド６と９と定電流源１０と１１により得ら
れる信号を差動増幅器の入力としているため、ＭＲヘッ
ド６と９の特性のバラツキが差動増幅器を構成するトラ
ンジスタ４と５の利得に影響を与えることが無い。

【００５２】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明はＭＲヘッド
が記録媒体と接触して発熱することによる不要なバイア
ス電圧の発生により、再生信号にエラーが発生すること
を防止することが出来る。

【００５３】又、従来の回路ではバイアス補正回路が必
要であったが、これを不要とすることが出来るため、回
路を簡易化することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す回路のブロック図

【図２】 ＭＲヘッドの特性を説明する図

【図３】 Ｖｏｕｔ出力波形を説明する図

【図４】 磁気ヘッドの構成例を説明する図

【図５】 本発明の他の実施例を示す回路のブロック図

【図６】 従来技術の一例を説明するブロック図

【図７】 従来技術の問題点を説明する図

【符号の説明】

１、２ 抵抗 ３ コンダクタンス変換器 ４、５ トランジスタ ６、９ ＭＲヘッド ７ コンデンサ ８、10、11 定電流源 15 上部磁性層 16 下部磁性層 17 コイル 18、19 磁気抵抗効果素子 20、21 リード 22、26 パーマロイ 23 トラック 24、25、27 保護膜 28 基板 29 絶縁層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースを夫々零電位に固定し、コレクタ
   を夫々接続した抵抗(1) (2) を経て正極性の電源に接続
   し、エミッタを夫々接続した磁気抵抗効果素子(6) (9)
   を経て定電流源(8) に接続して、該正極性の電源から該
   抵抗(1) (2)を経て夫々供給される電流を、夫々該磁気
   抵抗効果素子(6) (9) を経て該定電流源(8) を介し負極
   性の電源に流す二つのトランジスタ(4) (5) を設け、 前記磁気抵抗効果素子(6) (9) が夫々磁界の変化に対応
   して変化させる抵抗値に基づき、磁気記録媒体から読取
   った信号を前記二つのトランジスタ(4) (5) のコレクタ
   間に発生させるために、該抵抗値の増減に電流極性を持
   つ該二つの磁気抵抗効果素子(6) (9) に流す同一電流値
   の電流の方向が、該電流極性に対して相互に逆方向にな
   るように接続したことを特徴とするＭＲヘッドの抵抗変
   動補償回路。
2. 【請求項２】 一方の端子をアースに接続し、他方の端
   子を二つのトランジスタ(4) (5) のベースと二つの第１
   の定電流源(10)(11)に夫々別個に接続して、アースから
   供給される電流を夫々該第１の定電流源(10)(11)を経て
   負極性の電源に流す二つの磁気抵抗効果素子(6) (9)
   と、 コレクタを夫々接続した抵抗(1) (2) を経て正極性の電
   源に接続し、エミッタを第２の定電流源(8) に接続し
   て、該正極性の電源から該抵抗(1) (2) を経て夫々供給
   される電流を、前記第１の定電流源(10)(11)から夫々ベ
   ースに与えられるバイアス電圧に対応して、該第２の定
   電流源(8) を経て負極性の電源に流す前記二つのトラン
   ジスタ(4) (5) と、 を設け、前記磁気抵抗効果素子(6) (9) が夫々磁界の変
   化に対応して変化させる抵抗値に基づき、磁気記録媒体
   から読取った信号を前記二つのトランジスタ(4) (5) の
   コレクタ間に発生させるために、該抵抗値の増減に電流
   極性を持つ該二つの磁気抵抗効果素子(6) (9) に流す同
   一電流値の電流の方向が、該電流極性に対して相互に逆
   方向になるように接続したことを特徴とするＭＲヘッド
   の抵抗変動補償回路。