JPH11195202A - 微小信号増幅装置とそれを用いた磁気ディスクメモリ装置 - Google Patents

微小信号増幅装置とそれを用いた磁気ディスクメモリ装置

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JPH11195202A
JPH11195202A JP10252998A JP25299898A JPH11195202A JP H11195202 A JPH11195202 A JP H11195202A JP 10252998 A JP10252998 A JP 10252998A JP 25299898 A JP25299898 A JP 25299898A JP H11195202 A JPH11195202 A JP H11195202A
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mosfet
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Takashi Hashimoto
崇 橋本
Yuji Nagaya
裕士 長屋
Maki Yoshinaga
眞樹 吉永
Noriaki Hatanaka
紀明 畑中
Takeo Mochizuki
建男 望月
Katsuya Sonoyama
勝也 園山
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Hitachi Information Technology Co Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素化を図りつつ、高感度で高周波数までの
微小信号を増幅することが可能な微小増幅装置とそれを
用いて回路の簡素化と高感度で高周波までの広帯域での
読み出し動作を実現した磁気ディスクメモリ装置を提供
する。 【解決手段】 制御端子、入力側端子及び出力側端子を
備えてなる第1導電型の第1トランジスタと第2導電型
の第2トランジスタの上記入力側端子を共通接続し、上
記制御端子間に印加された電圧差に対応した電流を流す
ようにしてなる変形差動回路を用い、入力信号源手段で
形成された微小電圧信号を上記第1トランジスタの制御
端子に印加し、上記第2トランジスタの制御端子にバイ
アス電圧を印加し、上記第2トランジスタの出力側端子
から上記入力信号源手段で形成された微小電圧信号に対
応した増幅信号を得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、微小信号増幅装
置とそれを用いた磁気ディスクメモリ装置に関し、例え
ばハードディスクドライブ装置のような磁気ディスクメ
モリ装置であって、特に読み出しヘッドとして磁気抵抗
効果素子(MR)ヘッドを用いた微小信号増幅技術に利
用して有効な技術、さらには読み出し用ヘッドとして上
記磁気抵抗効果素子と書き込み用ヘッドとしてインダク
ティブヘッドとを使用した複合ヘッドを用いた微小信号
増幅技術に利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】CMOS(相補型MOS)で構成された
MRヘッド用リードアンプの例として、アイ・イー・イ
ー・イー ジャーナル オブ ソリッドステート サー
キッツ(IEEE JOURNAL OF SOLID STATE CIRCUITS)第29巻
No.12 、 1994 年12月、第1589頁〜第1595頁がある。上
記文献に記載のリードアンプは、増幅MOSFETを介
してMRヘッドにバイアス電流を流し、磁気抵抗の変化
に対応した読み出し電流を取り出すようにするものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のリードアンプに
おいては、5Vのような単一電源で動作できるという利
点を持つが、上記のようにMRヘッドにバイアス電流を
流し、その磁気抵抗変化に対応した読み出し電流を形成
するものである。このように読み出し信号を電流信号と
して取り出す場合には、MRヘッドと上記リードアンプ
とを接続する配線のインダクタンス成分が増幅すべき電
流信号源に含まれるために、高周波数でのゲインが低下
するという問題を有する。ハードディスクメモリ装置等
では、大記憶容量化のために記録密度を高くする傾向に
あり、それに対応して読み出すべき信号周波数が高周波
数までの広帯域にわたる傾向にあるために、上記のよう
なカレントセンス方式では上記高記録密度化には適さな
い。
【0004】上記のような高記憶密度化に適したセンス
方式としては、磁気抵抗の変化を電圧信号として取り出
すボルテージセンス方式が有効ある。MRヘッドは、動
作バイアス電流が流された状態をもって動作され、そこ
で得られる電圧信号が直流成分を含めて例えば200m
V程度の小さな電圧である。このような小さな電圧信号
を増幅MOSFETのゲート,ソース間に供給しても、
MOSFETが動作するのに必要なゲート,ソース間電
圧が不足して増幅できない。そこで、ダイオード等のレ
ベルシフト回路を用い、上記の電圧信号にレベルシフト
回路による直流電圧を加えて増幅MOSFETのゲー
ト,ソース間に伝えるようにすることが考えられる。し
かし、このようにするとレベルシフト動作を行うダイオ
ードや抵抗素子といった回路素子それ自体がノイズ発生
源となり、かかるノイズ成分が上記MRヘッドの磁気抵
抗変化に対応して形成された小さな電圧信号に混入する
ものとなるため、所望のS/N比が得られないという別
の問題が生じる。
【0005】この解決策として、増幅MOSFETのソ
ース側のバイアス回路を負電圧を用い、ドレイン側に設
けられる負荷回路に正電位を用いるような正と負の2電
源回路とすることが考えられる。このような正負の2電
源を用いることにより、増幅MOSFETの動作に必要
なバイアス電圧が確保でき、ゲートに上記MRヘッドで
形成された電圧信号をそのまま供給することができるか
ら、上記S/N比を確保することができる。しかしなが
ら、正と負の電圧を形成するための電源回路が複雑とな
って装置の小型化や低コスト化を妨げる。
【0006】正の1電源を用いた場合において、MRヘ
ッドの一端に中点電圧に印加し、他端から微小信号を得
るようにし、増幅MOSFETの動作に必要なバイアス
電圧を確保することも考えられる。しかしながら、磁気
ディスクは、一般に高速回転の際に空気摩擦等によって
発生する静電気を放電させるために接地電位が与えられ
ている。MRヘッドに上記のような中点電圧を印加する
と、MRヘッドと磁気ディスクとが異電位であることに
よって生じる放電現象が生じるおそれがある。したがっ
て、MRヘッドと磁気ディスクとの間での放電現象を防
ぐために、一般に回路の接地電位にされる磁気ディスク
に合わせて上記MRヘッドの一端に接地電位を印加する
のが便利である。
【0007】この発明の目的は、簡素化を図りつつ、高
感度で高周波数までの微小信号を増幅することが可能な
微小増幅装置を提供することにある。この発明の他の目
的は、回路の簡素化と高感度で高周波までの広帯域での
読み出し動作を実現した磁気ディスクメモリ装置を提供
することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目
的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から
明らかになるであろう。
【0008】
【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、下
記の通りである。すなわち、制御端子、入力側端子及び
出力側端子を備えてなる第1導電型の第1トランジスタ
と第2導電型の第2トランジスタの上記入力側端子を共
通接続し、上記制御端子間に印加された電圧差に対応し
た電流を流すようにしてなる変形差動回路を用い、入力
信号源手段で形成された微小電圧信号を上記第1トラン
ジスタの制御端子に印加し、上記第2トランジスタの制
御端子にバイアス電圧を印加し、上記第2トランジスタ
の出力側端子から上記入力信号源手段で形成された微小
電圧信号に対応した増幅信号を得るようにする。
【0009】本願において開示される発明のうち他の代
表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りであ
る。すなわち、回転動作によって発生する静電気を放電
させる第1電位が与えられた円盤状の磁気記憶媒体と、
一端に上記第1電位が与えられ、他端から読み出し信号
を出力する磁気抵抗効果素子を用いた読み出しヘッドと
を有する磁気ディスクメモリ装置において、制御端子、
入力側端子及び出力側端子を備えてなる第1導電型の第
1トランジスタと第2導電型の第2トランジスタの上記
入力側端子を共通接続してなる変形差動回路を用い、上
記読み出しヘッドで形成された微小電圧信号を上記第1
トランジスタの制御端子に印加し、上記第2トランジス
タの制御端子にバイアス電圧を印加し、上記第2トラン
ジスタの出力側端子から上記読み出しヘッドで形成され
た微小電圧信号の増幅信号を得るようにする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、この発明に係る磁気ディ
スクメモリ装置の一実施例の読み出し系要部構成図が示
されている。磁気記憶媒体としての磁気ディスク円板
(ハードディスク)は、駆動機構としてのモータMOT
により回転駆動される。このモータMOTによる回転軸
を介して磁気ディスク円板の表面磁性体には回路の接地
電位GNDが与えられる。このように接地電位GNDを
与えるのは、回転する磁気ディスク円板に高速回転によ
る空気摩擦等により溜まる不所望な電荷を抜くために好
都合であるからである。
【0011】例えば、ハードディスクメモリ装置におい
て、3.5インチ系ではアルミニウムを基盤が用いら
れ、2.5インチ系ではガラス基盤が用いられる。上記
の基盤の表面には、例えばNi−Pメッキ膜が形成さ
れ、その上に下地膜が形成される。この下地膜の表面に
は磁性膜が形成され、その表面には保護膜及び潤滑膜が
形成される。このように記録面は何層にも構成される
が、上記空気摩擦等によって発生する電荷を引き抜くと
いう全体的な観点でみると、表面は導電性と見做されて
回転軸に接地電位を与えることにより記録面には接地電
位が与えられるものである。
【0012】この実施例においては、読み出し用の磁気
抵抗効果素子(以下MRと略す)ヘッドは、上記ディス
ク円板との不所望な放電を防ぐために、その一端が上記
回路の接地電位GNDに接続され、実質的に同電位にさ
れるものである。上記のようにMRヘッドの一端に回路
の接地電位GNDを与えると、その他端の電圧は、次の
ような微小な電圧信号しかならない。現在知られている
MRヘッドにおいては、抵抗値が約20Ω程度であり、
それに流すバイアス電流は10mA程度とするものであ
るので、そこで発生する電圧はせいぜい約0.2V程度
となり、かかる約0.2Vの直流電位を中心にして上記
磁気抵抗効果素子の抵抗変化に対応した微小電圧が信号
成分として形成される。
【0013】この実施例では、磁気ディスクの高記憶密
度に対応して高周波数までの信号読み出しを行うように
するために電圧信号として取り出すボルテージセンス方
式とされる。なぜなら、上記MRヘッドから磁気抵抗変
化に対応した電流信号を取り出すようにしたカレントセ
ンス方式とした場合、前記のようにMRヘッドとリード
初段アンプとを接続するワイヤーのインダクタンス成分
によって高周波信号の取り出しを制限してしまうからで
ある。
【0014】上記のようにMRヘッドの他端から磁気デ
ィスク円板の磁気記憶情報に対応した電圧信号として取
り出すボルテージセンス方式とするために次のような第
2のバイアス回路が用いられる。上記MRヘッドの他端
には、電源電圧VDD(例えば、3.3V〜5V)がソ
ースに与えられたPチャンネル型MOSFETMP1を
通してバイアス電流が供給される。上記Pチャンネル型
MOSFETMP1のゲートには、基準電圧Vref と上
記MRヘッドの他端の電圧とを受けるフードバックアン
プFB1の出力信号が供給される。
【0015】上記MOSFETMP1のゲートとソース
間には高周波信号成分をバイパスさせるに足る比較的大
きな容量値を持つキャパシタCが設けられる。これによ
り、上記MRヘッドの他端には、上記フィードバックア
ンプFB1とPチャンネル型MOSFETMP1及びキ
ャパシタCにより上記基準電圧Vref に対応したDCボ
ルテージバイアスが与えられ、上記磁気記憶情報に対応
した微小な交流信号を取り出すことができる。
【0016】本願においてMOSFETは、金属−酸化
膜−半導体電界効果トランジスタの他に金属−絶縁膜−
半導体(MIS)FETも含む意味で用いている。そし
て、MOSFETのゲート電極は、金属ばかりでなく導
電性多結晶シリコンなども含むものである。
【0017】上記のような高周波数までの広帯域の読み
出し信号を増幅を高感度で行うためには、上記のような
低電圧の振幅の読み出し電圧信号を直接に増幅すること
が望ましく、次のような微小信号増幅回路としてのリー
ドアンプが用いられる。このリードアンプは、MRヘッ
ドを含む微小信号源とともに本願発明に係る微小信号増
幅装置を構成する。
【0018】上記MRヘッドの他端から得られる微小な
電圧信号は、Pチャンネル型の増幅MOSFETMP2
のゲートに供給される。この増幅MOSFETMP2の
ドレインは、回路の接地電位GNDに接続される。上記
増幅MOSFETMP2のソースは、ゲートにDCバイ
アス電圧が与えられたNチャンネル型の増幅MOSFE
TMN1のソースと接続される。
【0019】上記増幅MOSFETMP2とMN1は、
Pチャンネル型とNチャンネル型のMOSFETのソー
スを共通にして直列形態された変形差動形態、あるいは
コンプリメンタリ差動形態とされる。上記増幅MOSF
ETMP2とMN1は、Pチャンネル型又はNチャンネ
ル型のMOSFETを一対とした一般的な差動形態とは
みかけ上異なるが、一対のMOSFETのゲート電圧差
で増幅動作が行われるという点でみるなら、上記一般的
な差動形態と共通であるので、本明細書においてはこの
ような接続形態あるいは動作形態を変形差動又はコンプ
リメンタリ差動と呼ぶものである。
【0020】上記Nチャンネル型の増幅MOSFETM
N1のドレインと電源電圧VDDとの間には負荷素子が
設けられる。そして、上記増幅MOSFETMN1のド
レインから出力信号を得るようにするものである。上記
の構成では、上記MRヘッドで形成された微小な信号振
幅の読み出し信号は、直接に変形差動のPチャンネル型
MOSFETMP2とMN1により増幅されるものであ
るので、S/N比のよい高感度の増幅動作を行わせるこ
とができる。
【0021】電源装置POWの簡素化のためにリードア
ンプを含めた微小信号増幅回路を1電源で動作させるよ
うにする場合、前記のように小振幅の電圧信号をダイオ
ードや抵抗等を用いてレベルシフトして、Nチャンネル
型MOSFET等の増幅MOSFETのゲートに供給す
ることも可能である。しかし、このようなレベルシフト
動作を行わせると、上記ダイオードや抵抗で発生する熱
雑音等によって上記S/N比が低下して高感度のセンス
動作ができなくなってしまうという問題が生じるのであ
る。
【0022】電源回路POWは、上記リードアンプ及び
後述するような後段アンプやライトアンプ等を含む半導
体集積回路装置の動作電圧VDDと、上記モータMOT
の駆動電圧VMOを発生させる。上記動作電圧VDDと
VMOは、特に制限されないが、磁気ディスク円板が
2.5インチ系では約5Vのような同一の電圧を使用
し、3.5インチ系ではモータ駆動電圧VMOが12V
のような高い電圧にされる。
【0023】上記動作電圧VDDとVMOは同じく極性
の正の電圧であるから、例えば上記VMOを形成し、そ
れを降圧して5Vのような上記動作電圧VDDを形成す
るようにする。このような構成とすることにより、リー
ドアンプにおいて正極性と負極性の2つの電源電圧を用
いる場合に比べて、磁気ディスクメモリ装置の電源装置
の小型軽量化が可能になる。
【0024】図2には、この発明に係る磁気ディスクメ
モリ装置の読み出し系回路の一実施例の回路図が示され
ている。同図には、リードアンプと、かかるリードアン
プにバイアス電圧を供給する第1のバイアス回路、及び
リードアンプの増幅された読み出し電流を増幅する後段
増幅回路と、上記MRヘッドにバイアス電圧を供給する
第2のバイアス回路とが合わせて描かれている。
【0025】上記MRヘッドにバイアス電圧を供給する
第2のバイアス回路は、次の各回路から構成される。前
記のようにMRヘッドにバイアス電流を供給するPチャ
ンネル型MOSFETMP1のソースは、電源電圧VD
Dが供給される電源線に接続され、そのゲートとソース
間には前記キャパシタC0が接続されている。図示しな
い定電流回路で形成された定電流I1を抵抗R1に流す
ことにより上記MRヘッドに与えられるべきバイアス電
圧に対応した基準電圧Vref が形成される。
【0026】上記基準電圧Vref は、Pチャンネル型M
OSFETQ3とそのソースに設けられた定電流源I2
により構成されるソースフォロワ回路を通してレベルシ
フトされて、フィードバックアンプFB1を構成する一
方の入力であるNチャンネル型の差動MOSFETQ1
のゲートに供給される。上記一端が接地電位GNDにさ
れたMRヘッドの他端の電圧V1は、上記同様なPチャ
ンネル型MOSFETQ4とそのソースに設けられた定
電流源I2により構成されるソースフォロワ回路を通し
てレベルシフトされて、上記フィードバックアンプFB
1を構成する他方の入力であるNチャンネル型の差動M
OSFETQ2のゲートに供給される。上記差動MOS
FETQ1とQ2の共通化されたソースと回路の接地電
位GNDとの間には、定電源としての抵抗R2が設けら
れる。
【0027】上記差動MOSFETQ1とQ2のドレイ
ンと電源VDDとの間には、電流ミラー形態にされてア
クティブ負荷回路を構成するPチャンネル型MOSFE
TQ5とQ6が設けられる。上記増幅MOSFETQ1
のドレイン出力は、前記のようなキャパシタC0ととも
に高周波信号成分をバイパスさせるロウパスフィルタを
構成する抵抗R3を介し、上記MRヘッドにバイアス電
流を供給するPチャンネル型MOSFETMP1のゲー
トに供給される。これにより、MRヘッドの他端側の電
圧V1の直流成分は、上記基準電圧Vrefと等しくな
るように上記のフィードバックアンプFB1により制御
される結果、MRヘッドは、上記基準電圧Vrefに対
応した定電圧でバイアスされる。
【0028】上記MRヘッドの他端に現れる微小電圧信
号は、前記説明したような変形差動(コンプリメンタリ
差動)MOSFETMP2とMN1により増幅される。
この変形差動回路では、2つの増幅MOSFETMP2
とMN1のゲート間に印加される電圧に対応した電流を
流して増幅動作を行うものであり、かかる増幅動作で形
成された信号電流Δiを取り出す負荷回路として、次の
定電流負荷回路が設けられる。図示しない定電流回路に
より形成された定電流をダイオード形態のPチャンネル
型MOSFETMP6に流し、かかるMOSFETMP
6と電流ミラー形態にされたPチャンネル型MOSFE
TMP3により変形差動MOSFETMP2とMN1に
バイアス電流Ibを流すようにするものである。
【0029】上記変形差動形態のMOSFETMP2と
MN1のしきい値電圧、動作電流の変動やばらつきにか
かわらず、Nチャンネル型の増幅MOSFETMN1の
ゲートに適切なバイアス電圧を与えるようにするため
に、次のような第1のバイアス回路が設けられる。上記
MOSFETMP6には、電流ミラー形態にされたPチ
ャンネル型MOSFETMP5が設けられる。このMO
SFETMP5は、上記MOSFETMP3と同様なバ
イアス電流Ibを形成し、上記増幅MOSFETMN1
に対応されて、それと同じサイズにされたMOSFET
MN2に流す。上記MOSFETMN2は、ゲートとド
レインとが共通接続される。上記MOSFETMN2の
ソースには、上記増幅MOSFETMP2に対応され
て、それと同じゲート長及びゲート幅のサイズにされた
MOSFETMP4のソースが接続される。このMOS
FETMP4のドレインは、回路の接地電位が与えられ
るとともに、ゲートには上記基準電圧Vref が供給され
る。
【0030】これにより、Pチャンネル型MOSFET
MP2とMN4には、直流的には同じ基準電圧Vref が
与えられ、それと対をなすNチャンネル型MOSFET
MN1とMN2のドレインには、同じ定電流I3に対応
して形成されたバイアス電流Ibが流れるようにされる
ため、かかるバイアス電流IbでのPチャンネル型MO
SFETMP4とMN2のしきい値電圧に対応したバイ
アス電圧を形成し、直流帰還経路としても作用する抵抗
R4を介して増幅MOSFETMN1のゲートにバイア
ス電圧を供給するものである。
【0031】無信号時あるいは直流的にみると、上記増
幅回路を構成するMOSFETMP2、MN1及びMP
3と、第2のバイアス回路を構成するMOSFETMP
4、MN2及びMP5は実質的に同じ回路、つまり、増
幅回路を構成するMOSFETMP2、MN1及びMP
3をコピーした回路となっている。このため、MN1と
MN2、MP2とMP4及びMP3とMP5のように対
とされたMOSFETのしきい値電圧のばらつき等を考
慮しないときには、Pチャンネル型MOSFETMP2
とMP4のゲートに印加されるバイアス電圧V1とVre
f は等しくされ、Nチャンネル型MOSFETMN1と
MN2には、同じ定電流I3に基づいて電流Ibが流れ
るように直流的にバランスされている。
【0032】これにより、MOSFETMP3を流れる
電流Ibと、MOSFETMN1に流れる電流Iaとは
Ib=Iaの関係となる。上記MOSFETMP3のゲ
ートとソース間に設けられたキャパシタC2及び増幅M
OSFETMN1のゲートと接地電位との間に設けられ
たキャパシタC1は、上記のような帰還経路での読み出
し信号を含む交流信号やノイズキャンセルを行うととも
に、キャパシタC1は後述するように上記第1のバイア
ス回路でのオフセット調整のための電圧保持も行う。
【0033】上記構成に従うと、直流的にバランスされ
た状態では、増幅MOSFETMN1のドレイン電流I
aと上記負荷素子としてのPチャンネル型MOSFET
MP3からのドレイン電流Ibとは等しくなって、上記
の電流IbとIaの差であるセンス電流Δiは零になっ
ている。
【0034】上記磁気ディスク円板に記憶された磁気記
録情報によりMRヘッドの抵抗値が変化すると、それに
対応して電圧V1が微小電圧だけ変化する。例えば、上
記電圧V1が交流的にΔVだけ上昇すると、変形差動形
態のMOSFETMP2とMN1のゲート間に加わる電
圧が減少し、それに応じて増幅MOSFETMP2とM
N1を通して流れる電流IaがΔiだけ減少する。これ
に対して、上記負荷素子から供給される電流Ibは変化
しないから、その差分に対応した余り電流Δi分が次に
説明するCMA(カレントモードアンプ)回路に流れ込
むこととなる。
【0035】逆に、上記電圧V1が交流的にΔVだけ減
少すると、変形差動形態のMOSFETMP2とMN1
のゲート間に加わる電圧が増加し、それに応じて増幅M
OSFETMP2とMN1を通して流れる電流IaがΔ
iだけ増加する。これに対して、上記負荷素子から供給
される電流Ibは変化しないから、その差分に対応した
不足分の電流Δi分が上記CMA(カレントモードアン
プ)回路から流れ出すこととなる。
【0036】上記CMA回路は、後に具体的回路を用い
て説明するが、上記のようなシングル入力の電流信号を
互いに逆相に動く差動の相補電流信号に変換しつつ、合
わせて電流増幅を行う回路である。このようなCMA回
路を用いた場合には、増幅信号を電流信号の形態で取り
出すために、低い電源電圧VDDのもとでも大きな利得
設定が可能となる。つまり、増幅信号を電圧信号として
取り出すと、電源電圧VDDによるダイナミックレンジ
(信号振幅)の制限を受けるものになるが、上記のよう
に電流増幅させる場合にはそのようや制約がない。この
ような電流増幅された相補差動電流は、抵抗Roに流し
て電圧信号VxとVyに変換するとともに後段アンプA
mpを通して読み出し信号として出力させる。
【0037】上記のように増幅回路をコピーした第1の
バイアス回路を用い、上記定電流I3のカレントコピー
が正確で設計通りにIb=Iaであれば理論的には直流
的なオフセット電流が生じない。しかしながら、実際の
半導体集積回路に形成される前記のようなコピー関係に
あるペア素子のばらつきによって無信号時でも電流Ib
とIaの差分に対応したオフセット電流が発生すること
が考えられる。このオフセット電流は、CMA回路によ
り増幅されて出力信号にオフセット電圧として現れてし
まう。
【0038】この実施例では、上記電圧VxとVyが直
流的には零になるようなオフセット補償用のDC(直
流)フィードバックアンプFB2が設けられる。このD
CフィードバックアンプFB2は、上記電圧VxとVy
を受けて、それに対応した電流信号を形成して上記MO
SFETMN2のドレインに流すようにする。この電流
によりキャパシタC1を直流的にはチャージ/ディスチ
ャージしてMOSFETMN1のバイアス電圧を制御
し、上記ペア素子のばらつきを自動的に補償して、直流
的には上記Ib=Iaになるように設定する。キャパシ
タC1は、ノイズ除去用と上記DCフィードバックのた
めの交流カット用の容量との2つの役割を持つ容量とし
て構成されることになる。
【0039】このDCフィードバックアンプFB2は、
上記CMA回路の出力の直流オフセットが零になるよう
に動作するものであるので、次に説明するような電流ミ
ラー回路を用いたCMA回路を含めたオフセットの調整
も合わせて行うようにすることができるという優れた作
用効果を奏することができる。
【0040】図3には、上記CMA回路の一実施例の回
路図が示されている。Pチャンネル型MOSFETQ1
1とQ23のゲートには、ゲートに基準電圧Vref1が印
加される。上記MOSFETQ11及びQ23のソース
と電源VDDとの間には、ゲートにバイアス電圧Vaが
印加されるPチャンネル型MOSFETQ21とQ22
がそれぞれ直列に接続されている。上記MOSFETQ
11とQ23のドレインと回路の接地電位との間には、
ダイオード形態にされたNチャンネル型MOSFETQ
12とQ24がそれぞれ設けられる。そして、上記MO
SFETQ11のソース側に上記リードアンプで形成さ
れた電流信号Δiが供給される。
【0041】上記電流信号Δiを含む電流が流れるよう
にされた一方のNチャンネル型MOSFETQ12に
は、電流ミラー形態にされたNチャンネル型MOSFE
TQ13とQ14が設けられる。バイアス定電流が流れ
るようにされた上記他方のNチャンネル型MOSFET
Q24にも、電流ミラー形態にされたNチャンネル型M
OSFETQ25とQ26が設けられる。
【0042】上記電流信号Δiを含む電流が流れるよう
にされた他方のMOSFETQ13のドレインと電源V
DDとの間には、ダイオード形態にされたPチャンネル
型MOSFETQ15が設けられる。このMOSFET
Q15には、電流ミラー形態にされたPチャンネル型M
OSFETQ16が設けられ、上記バイアス定電流が流
れるようにされたPチャンネル型MOSFETQ16と
接続される。これにより、MOSFETQ16とQ26
の共通接続されたドレインは、出力端子OUT1(V
y)に接続されて、上記電流信号Δiと同相にされた出
力信号iを出力する。
【0043】上記バイアス定電流が流れるようにされた
他方のMOSFETQ25のドレインと電源VDDとの
間には、ダイオード形態にされたPチャンネル型MOS
FETQ27が設けられる。このMOSFETQ27に
は、電流ミラー形態にされたPチャンネル型MOSFE
TQ28が設けられ、上記電流信号Δiを含む電流が流
れるようにされた一方のNチャンネル型MOSFETQ
14と接続される。これにより、MOSFETQ28と
Q14の共通接続されたドレインは、出力端子OUT2
(Vx)に接続されて、上記電流信号Δiと逆相にされ
た出力信号iを出力する。
【0044】つまり、上記入力信号Δiは、Pチャンネ
ル型のMOSFETQ11と、Nチャンネル型MOSF
ETQ12、Q13、Q14及びPチャンネル型MOS
FETQ15、Q16を介してカレントミラーサイズ比
に対応して増幅される。これに対して、上記のバイアス
定電流は、Pチャンネル型のMOSFETQ23と、N
チャンネル型MOSFETQ24、Q25、Q26及び
Pチャンネル型MOSFETQ27とQ28を介して上
記と同一のカレントミラーサイズ比に対応して増幅され
る。
【0045】したがって、出力端子OUT1は、Nチャ
ンネル型MOSFETQ26にカレントミラー比に対応
して増大されたバイアス定電流が流れ、Pチャンネル型
MOSFETQ16に入力信号Δiのカレントミラー比
に対応した増幅電流が流れるので、上記入力信号Δiと
同相で増幅された電流iが出力される。出力端子OUT
2は、上記とは逆に、Pチャンネル型MOSFETQ2
8に上記カレントミラー比に対応して増大されたバイア
ス定電流が流れ、Nチャンネル型MOSFETQ14に
入力信号Δiの上記カレントミラー比に対応した増幅電
流が流れるので、上記入力信号Δiとは逆相で増幅され
た電流iが出力される。入力信号Δiが零のときには、
上記MOSFETQ16とQ26及びQ28とQ14に
は、それぞれ同じバイアス定電流が流れるので出力端子
OUT1とOUT2には出力電流iが流れない。
【0046】図4には、上記フィードバックアンプの一
実施例の回路図が示されている。定電流I3をダイオー
ド形態のPチャンネル型MOSFETQ34とQ35に
流すことにより、これらのMOSFETQ34とQ35
のしきい値電圧に対応したバアイス電圧がMOSFET
Q34の共通接続されたゲート,ドレインに形成され
る。上記バイアス電圧は、バイアス抵抗R30とR31
を通して差動形態にされたPチャンネル型MOSFET
Q31とQ30のゲートに供給される。これらのMOS
FETQ30とQ31のゲートには、前記出力電圧Vx
とVyとが印加される。上記差動MOSFETQ30と
Q31のソースと電源VDDとの間には、上記MOSF
ETQ35と電流ミラー形態にされたPチャンネル型M
OSFETQ37が設けられて差動MOSFETQ30
とQ31にバイアス電流を流す。
【0047】上記差動MOSFETQ31とQ30のド
レインと回路の接地電位GNDとの間には、電流ミラー
形態にされてアクティブ負荷回路を構成するNチャンネ
ル型MOSFETQ32とQ33が設けられる。そし
て、上記MOSFETQ30とQ33の共通化されたド
レインから出力電流が得られ、交流信号成分を除去する
キャパシタC30に伝えられる。このキャパシタC30
は、上記差動回路の直流成分によってチャージ/ディス
チャージを行い、Nチャンネル型の出力MOSFETQ
39の動作電圧を形成する。このMOSFETQ39の
ドレインと電源VDDとの間には、上記MOSFETQ
34とQ35とそれぞれ電流ミラー形態にされたPチャ
ンネル型MOSFETQ36とQ38が設けられて定電
流負荷を構成する。
【0048】上記CMA回路の出力電圧VxとVyとが
同電位になるように、上記のフィードバックアンプを介
した上記リードアンプの制御を行うものであるので、か
かるフィードバック動作において上記MOSFETQ3
9のゲート電圧が制御されてリードアンプに対するバイ
アス電流を調整する制御電流を形成する。上記リードア
ンプ及びCMA回路を通して上記VxとVyが一致する
と、上記キャパシタC30のチャージ/ディスチャージ
が停止され、その状態を保つように制御されて前記オフ
セットキャンセル調整が行われる。
【0049】図5には、この発明に係る磁気ディスクメ
モリ装置における読み出し系回路の他の一実施例の回路
図が示されている。同図には、前記図2と同様に上記M
Rヘッドにバイアス電圧を供給する第2のバイアス回
路、リードアンプと、及びかかるリードアンプにバイア
ス電圧を供給する第1のバイアス回路、及び増幅された
読み出し電流を増幅する後段増幅回路の回路ブロックも
合わせて描かれている。
【0050】この実施例では、電源電圧VDD及び接地
電位GNDにノイズの影響を軽減するよう工夫されてい
る。つまり、CMOS集積回路において、例えばP型基
板を用いた場合には、Pチャンネル型MOSFETはN
型ウェル領域に形成されて、上記N型ウェル領域にはバ
イアス電圧として電源電圧VDDが与えられ、Nチャン
ネル型MOSFETは上記P型基板又はP型ウェル領域
に形成されて、上記P型基板又はP型ウェル領域にはバ
イアス電圧として回路の接地電位が与られる。逆に、N
型基板を用いた場合には、Pチャンネル型MOSFET
は上記N型基板又はN型ウェル領域に形成されて、上記
N型基板又はN型ウェル領域はバイアス電圧として電源
電圧VDDが与えられ、Nチャンネル型MOSFETは
P型ウェル領域に形成され、上記P型ウェル領域はバイ
アス電圧として回路の接地電位が与えられる。
【0051】したがって、上記のようなデバイス構造に
より前記第2図のような回路素子を構成すると、仮に電
源電圧VDDや回路接地電位にノイズが発生した場合、
それに対応してNチャンネル型MOSFETやPチャン
ネル型MOSFETのチャンネル領域に与えられるバッ
クバイアス電圧が変動して、ソース,ドレイン経路に流
れる電流が上記ノイズの影響を受けることとなる。この
ノイズが問題になるなら、電源電圧VDDや回路接地電
位を安定化させる手段を追加することが必要となる。
【0052】この実施例では、回路構成そのものは前記
図2の実施例と同じであるが、上記のような電源電圧V
DD又は回路の接地電位GNDにノイズが発生した場合
でも、その影響を受けないようにするために、増幅回路
とバイアス回路を構成する主要なMOSFETをそれぞ
れを電気的に独立したウェル領域に形成し、それぞれの
ウェル領域をソースと共通に接続するようにするもので
ある。ただし、MOSFETQ5やQ6、MP1、MP
3、MP5及びMP6のようなPチャンネル型MOSF
ETは、ソースに電源電圧VDDが供給されるものであ
るので、それぞれを電気的に独立したウェル領域に形成
する必要はないことはいうまでもない。このような構造
とした回路素子を用いることにより、電源電圧や接地電
位に対して格別なノイズ対策を施すことなく、安定した
増幅動作を行うようにすることができる。
【0053】図6には、本発明に係るCMOS集積回路
の模式的なデバイス断面図が示されている。同図では、
P型導電型の半導体基板(P−sub)160を例にと
り、CMOSデバイスの断面構造が説明される。NMO
Sとして示されるNチャンネル型MOSFET(NM
1,MN2,Q1,Q2の各々)のN型ソース領域
(S)161及びN型ドレイン領域(D)162は、P
型ウェル163内に形成される。
【0054】P型ウェル163は、上記NMOSのソー
ス電極Sに結合されており、P型ウェル163の電位
は、上記NMOSのソースの電位と同電位とされる。P
型ウェル163は、接地電位GNDにされたP型半導体
基板160内に形成されたN型ウェル164内に形成さ
れる。なお、記号Gはゲート電極を示す。
【0055】一方、PMOS1として示されるPチャン
ネル型MOSFET(MP2,MP4,Q3,Q4の各
々)のP型ソース領域(S)165及びP型ドレイン領
域(D)166は、N型ウェル167内に形成される。
N型ウェル167は上記PMOS1のソース電極Sに結
合されており、N型ウェル167の電位は、上記NMO
Sのソースの電位と同電位とされる。
【0056】PMOS2として示されるPチャンネル型
MOSFET(Q5,Q6,MP1,MP3,MP5,
MP6)のP型ソース領域(S)168及びP型ドレイ
ン領域(D)169は、N型ウェル170内に形成され
る。N型ウェル電位170は上記PMOS1のソース電
位Sに結合されており、かつ、電源電圧VDDの電位と
同電位とされる。このように、本発明に係るリードアン
プを構成するCMOS集積回路は、図6に示されるよう
な3種類の構造によって構成されることによって、電源
電圧VDDや接地電位GNDに不所望なノイズが発生し
た場合も、そのノイズの影響を小さくすることができ
る。
【0057】この構成では、リードアンプを構成する増
幅MOSFETMP2とMN1、それとミラー回路とさ
れてバイアス電圧を形成するMOSFETMP4とMN
2、及びMRヘッドに与えるバイアス電圧を形成するフ
ィードバックアンプFB1を構成するNチャンネル型の
差動MOSFETQ1とQ2や、ソースフォロワMOS
FETQ3とQ4は、上記のような電源電圧VDDや回
路の接地電位GNDにのるノイズに影響されないで安定
した動作を行う。これにより、電源電圧VDDや回路の
接地電位に対して格別なノイズ低減回路を付加すること
なく、S/N比を改善した高感度のリードアンプを構成
することができる。
【0058】同図におけるCMA回路及びDCフィード
バックアンプFB2を構成する前記図3及び図4に示し
た回路においても、MOSFETQ11、Q23やQ3
0やQ31を代表とするようにソースに電源電圧VDD
や回路の接地電位が与えられないMOSFETは、上記
のように独立したウェル領域内に形成される。そして、
それぞれのウェル領域は対応するMOSFETのソース
に接続される。
【0059】上記のような自己バイアスは、上記のよう
に全てのMOSFETに実施することが望ましいが、ウ
ェル領域を二重ウェル領域、又は三重ウェル領域にする
必要があり製造プロセスを複雑化する。そこで、上記自
己バイアスされるMOSFETは、必要な性能に合わせ
て適宜に選択するようにすればよい。
【0060】図7には、この発明に係るリードアンプの
他の一実施例の回路図が示されている。この実施例で
は、素子が前記のようなMOSFETに代えてバイポー
ラ型トランジスタを用いて構成される。つまり、前記図
1の実施例のおけるNチャンネル型MOSFETMN1
は、NPN型トランジスタQN1に置き換えられ、Pチ
ャンネル型MOSFETMP1とMP2は、PNP型ト
ランジスタQP1とQP2に置き換えられる。MRヘッ
ドに与えるバイアス電圧を形成するためのフィードバッ
クアンプFBを含めて他の回路を構成する素子も、バイ
ポーラ型トランジスタに置き換えられる。つまり、この
実施例の磁気ディスクメモリ装置におけるリード/ライ
ト用の半導体集積回路装置は、バイポーラ集積回路によ
り構成される。
【0061】図8には、この発明に係るリードアンプの
更に他の一実施例の回路図が示されている。この発明の
目的である回路の簡素化を図りつつ、高感度と高周波ま
での動作を実現すること、具体的には磁気ディスク円板
を接地電位に設定し、それに対応してMRヘッドの一端
を接地電位にして、1電源を用いてリードアンプを構成
するという観点からは、MRヘッドには前記のようなバ
イアス電圧を供給する構成に代えて、バイアス電流源か
ら定電流Iを供給するようにしてもよい。
【0062】この場合でも、MRヘッドの他端にはMR
ヘッドとの接続ためのリードにおけるインダクタンス成
分に影響されないで、磁気抵抗変化に対応した広帯域の
電圧信号ΔVが得られる。そして、このような接地電位
に近い低電圧での微小電圧ΔVを増幅させるために、前
記のような変形差動形態にされたPチャンネル型MOS
FETMP2とNチャンネル型MOSFETMN1とが
用いられるものである。
【0063】図9には、この発明に係る磁気ディスクメ
モリ装置における読み出し系回路の更に他の一実施例の
回路図が示されている。同図には、前記図2と同様に上
記MRヘッドにバイアス電圧を供給する第2のバイアス
回路、リードアンプと、及びかかるリードアンプにバイ
アス電圧を供給する第1のバイアス回路、及び増幅され
た読み出し電流を増幅する後段増幅回路の回路ブロック
も合わせて描かれている。同図の回路は、前記図2の実
施例と基本的に同じであるので、MOSFETに付され
る回路記号を省略している。
【0064】この実施例では、リードアンプに設けられ
る第1のバイアス回路が前記図2の実施例と異なり、他
の構成は前記第2図の実施例と同様である。この実施例
では、増幅動作を行うMOSFETと、それに与えられ
るバイアス電圧を形成するためにミラー回路とされるM
OSFETとにバイアス電流Ibをそれぞれ形成するた
めの電流ミラー回路が、別々に形成された定電流源I3
を用いてそれぞれ独立して構成される。上記フィードバ
ックアンプFB2の出力電流は、上記バイアス電圧を形
成するためのミラー回路側に対応した定電流源I3に加
えられるものである。この実施例では、上記バイアス回
路とそれに対応してオフセット補償用のフィードバック
のかけかたが異なるが、基本的な回路動作そのものは前
記第2図の実施例と同様である。
【0065】図10は、この発明に係る磁気ディスクメ
モリ装置の他の一実施例の読み出し系要部構成図が示さ
れている。前記図1の実施例と同様に磁気記憶媒体とし
てのディスク円板は、駆動機構としてのモータMOTに
より回転駆動される。このモータMOTによる回転軸を
介してディスク円板の表面には回路の接地電位GNDが
与えられる。読み出し用のMRヘッドは、上記ディスク
円板との不所望な放電を防ぐために、その一端が上記回
路の接地電位GNDに接続され、実質的に同電位にされ
るものである。
【0066】この実施例では、磁気ディスクの高記憶密
度に対応して高周波数までの信号読み出しを行うように
するために電圧信号として取り出すボルテージセンス方
式とされる。上記のようにMRヘッドの他端から磁気デ
ィスク円板の磁気記憶情報に対応した電圧信号として取
り出すボルテージセンス方式とするために、上記MRヘ
ッドの他端には、電源電圧VDDがソースに与えられた
Pチャンネル型MOSFETMP1を通してバイアス電
流が供給される。上記Pチャンネル型MOSFETMP
1のゲートには、基準電圧Vref と上記MRヘッドの他
端の電圧V1とを受けるフードバックアンプFB1の出
力信号が供給される。
【0067】上記MOSFETMP1のゲートとソース
間には高周波信号成分をバイパスさせるに足る比較的大
きな容量値を持つキャパシタCが設けられる。これによ
り、上記MRヘッドの他端には、上記フィードバックア
ンプFB1とPチャンネル型MOSFETMP1及びキ
ャパシタCにより上記基準電圧Vref に対応したDCボ
ルテージバイアスV1が与えられ、上記磁気記憶情報に
対応した微小な交流信号を取り出すものである。
【0068】上記のような高周波数までの広帯域の読み
出し信号を増幅を高感度で行うために、上記のような低
電圧の振幅の読み出し電圧信号V1を直接に増幅するよ
うにされる。上記MRヘッドの他端から得られる微小な
電圧信号V1は、Pチャンネル型の増幅MOSFETM
P2のゲートに供給される。この増幅MOSFETMP
2のドレインは、回路の接地電位GNDに接続される。
上記増幅MOSFETMP2のソースは、ゲートにDC
バイアス電圧が与えられたNチャンネル型の増幅MOS
FETMN1のソースと接続されて前記同様に変形差動
形態にされる。
【0069】この実施例では、上記増幅MOSFETM
P2のソースと電源VDDとの間にバイアス電流Ia1
を形成する定電流源が設けられ、同様に上記増幅MOS
FETMN1のソースと回路の接地電位GNDとの間に
バイアス電流Ib1を形成する定電流源が設けられる。
上記Nチャンネル型の増幅MOSFETMN1のドレイ
ンと電源電圧VDDとの間には負荷素子が設けられる。
そして、上記増幅MOSFETMN1のドレインから出
力信号を得るようにするものである。上記の構成では、
上記MRヘッドで形成された微小な信号振幅の読み出し
信号V1は、次に説明するように直接に変形差動のPチ
ャンネル型MOSFETMP2とMN1により増幅され
るものであるので、S/N比のよい高感度の増幅動作を
行わせることができる。
【0070】上記増幅MOSFETMN1のゲートに与
えられるDCバイアス電圧は、上記MRヘッドに与えら
れるバイアス電圧Vrefに、上記バイアス電流Ia1
を増幅MOSFETMP2に流したときにかかるMOS
FETMP2のゲート,ソース間に発生する電圧(しき
い値電圧)と、上記バイアス電流Ib1を増幅MOSF
ETMN1に流したときにかかるMOSFETMN1の
ゲート,ソース間に発生する電圧(しきい値電圧)を加
えてた電圧値に設定される。このように直流的にバラン
スされた状態では、増幅MOSFETMN1のドレイン
電流Ia2と上記定電流源Ia1からのバイアス電流と
は等しくなって上記の電流Ia1とIa2の差であるセ
ンス電流Δiは零になっている。
【0071】上記ディスク円板に記憶された磁気記録情
報によりMRヘッドの抵抗値が変化すると、それに対応
して電圧V1が微小電圧だけ変化する。例えば、上記電
圧V1が交流的にΔVだけ上昇すると、変形差動形態の
MOSFETMP2とMN1のゲート間に加わる電圧が
減少し、それに応じて増幅MOSFETMP2とMN1
に流れる電流が減少する。つまり、増幅MOSFETM
P2に流れる電流Ia2がΔiだけ減少する。これに対
して、上記定電流源から供給されるバイアス電流Ia1
は変化しないから、その差分に対応した余り電流Δi分
が形成される。このとき、増幅MOSFETMN1側に
おいても、ソース側のバイアス電流Ib1は一定である
から、上記電流Δiは増幅MOSFETMN1を通して
出力される。
【0072】逆に、上記電圧V1が交流的にΔVだけ減
少すると、変形差動形態のMOSFETMP2とMN1
のゲート間に加わる電圧が増加し、それに応じて増幅M
OSFETMP2とMN1を通して流れる電流がΔiだ
け増加する。つまり、増幅MOSFETMP2に流れる
電流Ia2がΔiだけ増加する。これに対して、上記定
電流源から供給されるバイアス電流Ia1は変化しない
から、その差分に対応した不足電流Δi分が形成される
ことになる。このとき、増幅MOSFETMN1側にお
いても、ソース側のバイアス電流Ib1は一定であるか
ら、上記不足電流Δiは増幅MOSFETMN1を通し
て出力される。
【0073】図11には、上記図10に対応した読み出
し系回路の一実施例の回路図が示されている。同図に
は、リードアンプと、かかるリードアンプにバイアス電
圧を供給する第1のバイアス回路、及びリードアンプの
増幅された読み出し電流を増幅する後段増幅回路と、上
記MRヘッドにバイアス電圧を供給する第2のバイアス
回路とが合わせて描かれている。上記MRヘッドにバイ
アス電圧V1を供給する第2のバイアス回路は、前記図
2に示した実施例回路と同様に定電流I1を抵抗R1に
流すことにより形成された基準電圧Vrefに対応させ
て形成するものである。同図においては、この実施例の
特徴を説明するのに必要な素子に対してのみ回路記号を
付すものであり、図面を見やすくするために前記の各回
路図に付された回路記号とは別個のものであると理解さ
れたい。
【0074】上記MRヘッドの他端に現れる微小電圧信
号は、前記説明したような変形差動(コンプリメンタリ
差動)MOSFETMP1とMN1により増幅される。
上記増幅MOSFETMP1に供給するバイアス電流I
a1を形成する定電流源は、定電流回路I3で形成され
た定電流Ia3を受けるPチャンネル型MOSFETM
P3とMP2からなる電流ミラー回路により構成され
る。増幅MOSFETMN1に対しては、定電流回路I
4がその定電流がバイアス電流を形成する定電流源とさ
れる。
【0075】この実施例では、上記変形差動形態のMO
SFETMP2とMN1のしきい値電圧、動作電流の変
動やばらつきにかかわらず、Nチャンネル型の増幅MO
SFETMN1のゲートに与えられたバイアス電圧VD
Cが自動的に最適値になるようにするために、次のよう
な回路が第1のバイアス回路として設けられる。この第
1のバイアス回路は、上記変形差動回路により形成され
た電流信号の電流増幅させる増幅回路としての機能も合
わせ持つようにされる。
【0076】上記増幅MOSFETMN1と、それに対
応して設けられたコピー回路としてのMOSFETMN
2のゲートには、上記バイアス電圧VDCが印加され
る。これらのMOSFETMN1とMN2のソースと回
路の接地電位との間には、定電流回路I4がそれぞれ設
けられる。上記MOSFETMN1とMN2のドレイン
と電源VDDとの間には、ダイオード形態にされたPチ
ャンネル型MOSFETMP6とMP7がそれぞれ設け
られる。上記増幅MOSFETMN1のソース側に上記
増幅MOSFETMN1を含む変形差動回路で形成され
た電流信号Δiが供給される。
【0077】上記電流信号Δiを含む電流が流れるよう
にされた増幅MOSFETMN1のドレインに設けられ
たダイオード接続のPチャンネル型MOSFETMP6
には、電流ミラー形態にされたPチャンネル型MOSF
ETMP4とMP5が設けられる。上記増幅MOSFE
TMN1のコピー回路として設けられ、定電流回路I4
で形成されたバイアス電流のみが流れるようにされる。
このMOSFETMN2のドレインに設けられたダイオ
ード接続のPチャンネル型MOSFETMP7にも、電
流ミラー形態にされたPチャンネル型MOSFETMP
8とMP9が設けられる。
【0078】上記電流信号Δiを含む電流が流れるよう
にされたPチャンネル型MOSFETMP5のドレイン
と回路の接地電位との間には、ダイオード形態にされた
Nチャンネル型MOSFETMN4が設けられる。この
MOSFETMN4には、電流ミラー形態にされたMチ
ャンネル型MOSFETMN6が設けられる。このMO
SFETMN6のドレインは、上記コピー回路として設
けられたNチャンネル型MOSFETMN2に対応さ
れ、上記バイアス定電流が流れるようにされたPチャン
ネル型MOSFETMP9のドレインと接続される。こ
れにより、MOSFETMN6とMP9の共通接続され
たドレインは、出力端子OUT1とされて上記電流信号
Δiと逆相にされた出力電流−iを出力する。
【0079】上記バイアス定電流が流れるようにされた
Pチャンネル型MOSFETMP8のドレインと回路の
接地電位との間には、ダイオード形態にされたNチャン
ネル型MOSFETMN5が設けられる。このMOSF
ETMN5には、電流ミラー形態にされたPチャンネル
型MOSFETMN3が設けられる。このPチャンネル
型MOSFETMN3のドレインには、上記電流信号Δ
iを含む電流が流れるようにされたNチャンネル型MO
SFETMP4のドレインと接続される。これにより、
MOSFETMN3とMP4の共通接続されたドレイン
は、出力端子OUT1とされて上記電流信号Δiと同相
にされた出力信号+iを出力する。
【0080】つまり、上記電流信号Δiは、Nチャンネ
ル型の増幅MOSFETMN1と、Pチャンネル型MO
SFETMP6、MN4、MN5及びNチャンネル型M
OSFETMN4、MN6を介してカレントミラーサイ
ズ比に対応して増幅される。これに対して、上記のバイ
アス定電流は、コピー回路としてのNチャンネル型MO
SFETMN2と、Pチャンネル型MOSFETMP
7、MP8、MP9及びNチャンネル型MOSFETM
N5とMN3を介して上記と同一のカレントミラーサイ
ズ比に対応して増幅される。
【0081】したがって、上記出力端子OUT1におい
ては、Nチャンネル型MOSFETMN3にカレントミ
ラー比に対応して増大されたバイアス定電流が流れ、P
チャンネル型MOSFETMP4に上記入力信号Δiの
カレントミラー比に対応した増幅電流iが流れるので、
上記入力信号Δiと同相電流+iが出力される。出力端
子OUT2は、上記とは逆に、Pチャンネル型MOSF
ETMP9に上記カレントミラー比に対応して増大され
たバイアス定電流が流れ、Nチャンネル型MOSFET
MN6に上記入力信号Δiの上記カレントミラー比に対
応した増幅電流iが流れるので、上記入力信号Δiとは
逆相電流−iが出力される。入力信号Δiが零のときに
は、上記MOSFETMN3とMP4及びMN6とMP
9には、それぞれ同じバイアス定電流が流れるので出力
端子OUT1とOUT2には出力電流が流れない。
【0082】このように、増幅MOSFETMN1を含
めて、前記図3に示したようなCMA回路が構成され
て、上記入力信号Δiの電流増幅が行われる。つまり、
上記MRヘッドで形成された電圧信号に対応された電流
信号Δiを互いに逆相に動く差動の相補電流信号に変換
しつつ、合わせて電流増幅を行うようにするものであ
る。このようなCMA回路に増幅MOSFETMN1を
組み込んだ場合には、増幅信号を電流信号の形態で取り
出すために、低い電源電圧VDDのもとでも大きな利得
設定が可能となる。このような電流増幅された相補差動
電流は、抵抗Roに流して電圧信号VxとVyに変換す
るとともに後段アンプAmpを通して読み出し信号とし
て出力させる。
【0083】上記のように増幅MOSFETとそれをコ
ピーしたMOSFETを用いて、CMA回路を構成し、
それをそのまま利用して前記のように上記電圧VxとV
yが直流的には零になるようなオフセット補償用のDC
(直流)フィードバックアンプFBを設ける。このDC
フィードバックアンプFBは、上記電圧VxとVyを受
けて、それに対応した電流信号を形成し、特に制限され
ないが、増幅MOSFETMP1のバイアス電流Ia1
を形成する定電流回路I3に帰還させる。この電流によ
り、MRヘッドのバイアス電圧V1に、上記MOSFE
TMP1とMN1のしきい値電圧を加えた電圧と、上記
バイアス電圧VDCとが一致するように帰還がかかって
自動調整が行われる。
【0084】素子のばらつきや上記バイアス電圧VDC
のばらつき等により、増幅MOSFETMP1とMN1
のゲート間に与えるべきバイアス電圧が、電流バランス
に対して大きいと、DCフィードバックアンプFBが吸
い込み電流を形成して増幅MOSFETMP1に流すバ
イアス電流Ia1を増大させる。これにより、MOSF
ETMP1のしきい値電圧が大きくなって上記バイアス
電圧VDCに適合するように直流的なバランスをとる。
上記とは逆に、相対的にバイアス電圧VDCが前記のよ
うな電流バランスに対して小さいと、それを補うように
DCフィードバックアンプFBが押し出し電流を形成
し、増幅MOSFETMP1に流すバイアス電流Ia1
を減少させる。これにより、MOSFETMP1のしき
い値電圧が小さくなって上記のような直流的なバランス
をとるものである。
【0085】この実施例では、上記のように実質的なバ
イアス回路が電流増幅動作も兼ねるものであるので、前
記図2の実施例のようにCMA回路を設けるものに比べ
て回路素子数を低減させることができる上に、上記電流
増幅とバイアス調整回路としても動作するCMA回路の
出力の直流オフセットが零になるように動作するもので
あるので、前記図2の実施例と同様に上記電流ミラー回
路を用いたCMA回路を含めたオフセットの調整も合わ
せて行うようにすることができるという優れた作用効果
を奏することができる。
【0086】図12には、上記図10に対応した読み出
し系回路の他の一実施例の回路図が示されている。同図
には、リードアンプと、かかるリードアンプにバイアス
電圧を供給する第1のバイアス回路、及びリードアンプ
の増幅された読み出し電流を増幅する後段増幅回路と、
上記MRヘッドにバイアス電圧を供給する第2のバイア
ス回路とが合わせて描かれている。
【0087】この実施例は、基本的には図11の実施例
と同じであるが、DCフィードバックアンプFBの出力
電流により増幅MOSFETMN1のゲートに供給され
るバイアス電圧VDCを形成するものである。つまり、
MOSFETMN1とMN2のゲートにキャパシタC1
を接続して、上記DCフィードバックアンプFBの出力
電流によりキャパシタC1をチャージ/ディスチャージ
させてバイアス電圧VDCを保持させるようにするもの
である。
【0088】この構成では、前記のようにバイアス電圧
VDCを形成する定電回路を省略して、それを単なるキ
ャパシタC1に置き換えることができるから回路の簡素
化が可能になる。この構成においても、前記同様に素子
のばらつきや定電流回路I3,I4等のばらつきに対応
して、増幅MOSFETMP1とMN1のゲート間に与
えるべきバイアス電圧が、前記のような電流バランスを
とるようにDCフィードバックアンプFBが上記バイア
ス電圧VDCを形成するものである。
【0089】上記図11ないし図12に示した実施例回
路において、前記のように電源電圧VDD及び回路の接
地電位GNDに発生するノイズの影響を受けないように
したいなら、増幅MOSFETMP1,MN1とそのコ
ピー回路を構成するMOSFETMN2は、前記図6の
実施例のようにそれぞれが独立したウェル領域に形成さ
れ、ソースとチャンネル(バックゲート)とを共通接続
したものを用いるようにすればよい。
【0090】図13には、上記図10に対応した読み出
し系回路の更に他の一実施例の回路図が示されている。
同図には、リードアンプと、かかるリードアンプにバイ
アス電圧を供給する第1のバイアス回路、及びリードア
ンプの増幅された読み出し電流を増幅する後段増幅回路
と、上記MRヘッドにバイアス電圧を供給する第2のバ
イアス回路とが合わせて描かれている。
【0091】この実施例は、基本的には図12の実施例
と同じであるが、増幅素子としてバイポーラ型のPNP
トランジスタQP1とNPNトランジスタQN1が用い
られる。上記NPNトランジスタQN1のコピー回路を
構成するトランジスタも、それに対応してバイポーラ型
のNPNトランジスタQN2が用いられる。この実施例
では、上記のように増幅素子QP1とQN1及びそのコ
ピー回路であるQN2のみをバイポーラ型トランジスタ
とし、他をMOSFETで構成してしたが、全ての素子
をバイポーラ型トランジスタで構成するものであっても
よいことはいうまでない。
【0092】図14には、この発明に係る磁気ディスク
メモリ装置に用いられるリード/ライト集積回路の一実
施例のブロック図が示されている。この発明に係るリー
ド/ライト集積回路は、複数ヘッド回路から構成され
る。すなわち、#0のMRヘッドMRHに対応されたリ
ードアンプ1の他に、例えば#1ないし#7に対応され
た7個のMRヘッドMRHにそれぞれ対応されたリード
アンプ1が設けられ、全体で合計8個の回路が搭載され
る。上記MRヘッドMRHと対とされて書き込み用磁気
ヘッドINDも合計8個設けられる。これらの磁気ヘッ
ドINDには、ライトドライバが対として設けられる。
これらのリード/ライト用回路が#0〜#7のように8
組設けられる。
【0093】上記8個のリードアンプ1に対して、1つ
のポストアンプ出力回路として前記CMA回路及び増幅
出力回路からなるリード後段アンプ3が共通に設けられ
る。同様に、上記8個のライトドライバ2に対して1つ
のライトデータ入力バッファ4とレベル変換回路5が設
けられる。そして、制御回路6とエラー検出回路7が設
けられる。
【0094】上記制御回路6は、信号SLEEPがアク
ティブにされると、前記のようなリードアンプのバイア
ス電流を含めて各回路の動作に必要なバイアス電流を遮
断して低消費電力モードにさせる。信号CSはチャプセ
レクト信号であり、信号WSはリード/ライトを指示す
るモード設定信号であり、HSはヘッド選択信号であ
る。ヘッド選択信号HSは、特に制限されないが、3ビ
ットの信号から構成されて、上記8組のヘッドのうちの
1組のヘッドの選択を指示する。
【0095】上記8個のリードアンプ1の出力部には出
力選択機能が設けられ、上記8のライトドライバ2の入
力部には入力選択機能が設けられ、上記ヘッド選択信号
HSにより1組のリードアンプの出力選択機能とライト
ドライバの入力選択機能が動作して、これらの回路に共
通に設けられたリード後段アンプ3、レベル変換回路5
とにそれぞれ接続される。エラー検出回路7は、上記書
き込み用の磁気ヘッドの異常断線等を検出する。
【0096】図15には、上記複数のリードアンプと共
通に設けられるリード後段アンプとの関係を説明するた
めの一実施例の回路図が示されている。同図のリードア
ンプは、代表として変形差動形態の増幅MOSFETと
それを選択するNチャンネル型のスイッチMOSFET
SW0〜SW7が代表として例示的に示され、同図では
前記実施例に従って#0〜#7に対応した8個のリード
アンプが設けられている。回路#0〜#7に対応した上
記スイッチMOSFETのゲートには、前記の制御回路
で形成された選択信号HS0〜HS7がそれぞれ供給さ
れ、選択された1つのがオン状態にされる。
【0097】上記スイッチMOSFETを介して負荷回
路が共通に設けられる。上記選択された1組の変形差動
増幅MOSFETと上記負荷回路で形成された読み出し
電流信号Δiは、リード後段アンプを構成するCMA回
路と増幅出力回路Ampを通して出力される。
【0098】上記オフセット補償用のフィードバックア
ンプFB2は、上記CMA回路の直流出力電圧が零にな
るようなフィードバック信号を形成し、上記変形差動の
バイアス電圧が印加されるNチャンネル型の増幅MOS
FETのゲートに伝えられる。 実際には、前記のよう
なミラー回路にされたバイアス電圧発生回路が各回路#
0〜#7にそれぞれ設けられており、これらのバイアス
電圧回路に対して上記フィードバックアンプFB2の出
力電流が供給されて、上記8個のリードアンプにおいて
同時にオフセット補償動作が行われる。
【0099】上記スイッチMOSFETにより1つの増
幅MOSFETの出力信号が上記CMA回路に伝えられ
るから、そのときに選択されたリードアンプに対応した
オフセット補償動作が行われることになる。ただし、半
導体集積回路装置に形成される8個のリードアンプにお
ける相対的なオフセットの差は小さいから、スイッチを
切り換えたときに発生するオフセット電圧は小さく、上
記フィードバックアンプFB2によってスイッチ切り換
えに対して応答性のよいオフセット電圧の補償が実施さ
れる。
【0100】図16には、この発明に係るハードディス
ク装置の一実施例の模試的なブロック図が示されてい
る。この発明に係るハードディス装置は、記憶媒体とし
ての複数のディスク円板と、それらのディスク円板を駆
動するモータと、上記ディスク円板に記憶された磁気記
憶情報をそれぞれ読み出す複数からなるMRヘッドと、
かかるMRヘッドに対応して設けられる複数のリードア
ンプ、後段アンプを備えたリードアンプLSIと、上記
リードアンプLSIからの出力信号を受けてパーソナル
コンピュータ等の上位装置に対応したデジタル信号とす
るまでの信号処理を行う信号処理LSIと、上位装置と
のインターフェイスとから構成される。なお、実際に
は、記憶容量を大きくするために、ディスク円板は、そ
の表面と裏面に磁気記録面が形成されるので、MRヘッ
ドもディスク円板の両面に対応するよう設けられる。
【0101】上記ディスク円板は、その中心部がモータ
により回転させられる共通の回転軸に取付けられ、かか
る回転軸に接地電位が与えられることにより、上記複数
のディスク円板の記憶面の電位が接地電位にされる。同
図では、リードアンプLSIには書き込み系の各回路が
省略されており、それに対応して書き込み用の磁気ヘッ
ドも省略されている。
【0102】前記のように1つのリードアンプLSIに
8個のリードアンプを設けた構成では、記録面に対して
1つのヘッドを設けるシテスムにおいて、最大4枚のデ
ィクス円板を持つものに適用が可能である。これよりも
多い枚数のディスク円板を持つものでは、後述するよう
に複数のリードアンプLSIが設けられ、信号処理LS
Iに対して並列に接続され、前記チップ選択信号CSに
より選択されたものが上記信号処理LSIと実質的に接
続される。
【0103】ハードディスク装置の大記憶容量化のため
に上記リードアンプLSIが複数個搭載された場合、そ
れぞれに対応したポストアンプ出力としての後段アンプ
は、他のリードアンプLSIの後段アンプの出力端子と
共通に接続される。上記チップ選択信号により選択され
た1つのリードアンプLSIの出力信号のみが前記キャ
パシタを通してAGCアンプに伝えられるようにするた
めに、上記後段アンプは、出力ハイインピーダンスを含
む3状態出力機能を持つようにされる。言い換えるなら
ば、非選択状態に置かれるリードアンプLSIの後段ア
ンプ出力がハイインピーダンス状態にされて、上記選択
されたリードアンプLSIの後段アンプの出力信号のみ
が有効とされる。
【0104】上位装置から信号処理LSIに含まれるラ
イト系回路を介して上記リードアンプLSIに含まれる
ライトデータ入力バッファに書き込みデータが供給され
る。書き込みデータはデータ入力用の分周回路に入力さ
れる。この分周回路の出力信号が、複数からなるライト
ドライバの入力に共通に伝えられ、選択信号により選択
されたものに対応したライトドライバが動作状態となっ
て磁気ヘッドを駆動して書き込み動作を行うものであ
る。
【0105】図17には、ディスク円板回転駆動系機構
の一実施例の概略断面図が示されている。スピンドルモ
ータのシャフトは、導体性を持つ金属により構成され、
かかるシャフトに接地電位を与えるためにのブラシ状の
導電体が設けられる。この導電体は、シャフトの表面と
接触することにより回路の接地電位を供給する。シャフ
トには、上記のような複数のディスク円板が取付けら
れ、その表面と裏面に形成された磁性体に接地電位を与
えるものである。このような接地電位の供給によって、
ディスク円板に溜まる電荷を引き抜くことができ、前記
のようなMRヘッドの一端を接地電位にすることにより
両者の間での放電を防ぐことができる。
【0106】図18には、MR・インダクティブ複合ヘ
ッドの一実施例の一部断面外観図が示されている。同図
(A)は、上記2つの素子の全体図が示され、(B)に
はそのうちのMR素子の拡大図が示されている。同図
(A)において、インダクティブ素子は書き込み用とし
て用いられ、上部磁性膜と、下部磁性膜兼上部シールド
膜と、上記2つの磁性膜の間に挟まれるように構成され
た導体から構成される。
【0107】MR素子は、半導体素子と同じく微細加工
技術によりウェハ上で作られており、下部シールド膜上
に2つの電極に挟まれてMR膜が形成されるものであ
る。上記拡大図(B)に示すように、このMR膜と電極
との間には、磁区制御膜が設けられている。同図におい
ては省略されているが、MR膜の下層にはシャント膜や
SAL(Soft Adjacent Layer)膜が設けられる。
【0108】上記複合ヘッドは、ディスク円板の高速回
転により発生する高速気流によってディスク円板と微小
な距離(例えば数nm〜数十nm)をもって浮いてい
る。このようなほとんど接触しているとみなされるよう
な距離で、ディスク円板は高速回転しており、MRヘッ
ドもトラックアドレスに対応して位置を変えるために動
く。このため、ディスク円板とMRヘッドは、上記のよ
うに微小な距離を常に保っているのではなく、動作中に
おいて実際には何回も接触している。このようなディス
ク円板の表面とヘッドとの接触時において、MRヘッド
の電位とディスク円板の電位を異なるようにすると、か
かる接触時に短絡電流が流れてMRヘッドを破壊してし
まうことや、破壊にまで至らなくてもMRヘッドの特性
劣化あるいは読み出し時の放電電流がノイズとして読み
出されてしまうという不都合が生じる。
【0109】この実施例では、ディスク円板とMRヘッ
ドが異電位であることによって起こる放電等を防ぐため
に、両者を同じく接地電位に設定するものである。理論
的には、上記両者の電位が同じくされていれば上記のよ
うな放電は生じない。つまり、理論的にはディスク円板
に中間電圧を供給するようにしてもよいが、電源立ち上
がり時に単時間に安定したバイアス電圧を与えたり、あ
るいは高速回転による磁気面に溜まった電荷を速やかに
引き抜くためには、そのためのバイアス電圧を低インピ
ーダンスの電源で形成する必要がある。このような低イ
ンピーダンスの電源を構成するために電源装置が複雑に
なってしまうために実際的ではない。
【0110】そこで、磁気ディクスメモリ装置の持つ電
源の中で一番安定していて簡単な回路の接地電位を利用
することにより、電源装置の負担を軽くすることができ
る。そして、このような回路の接地電位を用いつつ、高
感度でのリードアンプを構成するために、前記のような
変形差動回路を利用することにより、1電源で動作しつ
つ回路の接地電位に近い低電圧で小振幅の読み出し信号
を高感度でセンスすることができるものである。
【0111】図19図には、この発明に係るハードディ
スク装置の一実施例の概略構成図が示されている。この
実施例では複数のディスク円板はシャフトによって一定
の間隔をもって同心状に連結される。この実施例では、
互いに向き合う2つのディスク面に1つのアームが伸び
て、サスペンションアームによって分岐して上記両面に
上記複合ヘッドがそれぞれ接触するように実装される。
上記第18図に示したような複合ヘッドは、ディスク円
板が停止状態ではディスク面に接触しているが、ディス
クが高速回転状態ではそれによって発生する空気流よっ
て微小な間隙をもって浮上している。リード/ライト動
作は上記ヘッドがディスク面を浮上した状態で行われ
る。
【0112】この実施例では、上記アーム先端側、つま
りサスペンションアームとの取り付け部に上記リードラ
イトチップが搭載される。これにより、リードライトチ
ップとヘッドとの間、言い換えるならば、MRヘッドと
リード初段アンプ、磁気ヘッドとライトドライバとの間
の信号配線を上記サスペンションアームの長さに対応し
て短くすることができ、これに応じて信号配線での寄生
抵抗、寄生インダクタンス成分等のような信号を減衰さ
せる要因を最小に設定して上記高感度及び高帯域動作を
実現するものである。
【0113】前記複数のヘッドの中から1つを選択する
等の動作を行うコントロールチップや信号処理LSI
は、アームの他端側に取り付けるようにする。このコン
トロールチップとリードライトチップとの間は、上記ア
ームの長さに対応して比較的長くされるが、上記リード
ライトチップが介在しているため、その信号成分が大き
いからそこでの信号ロスを無視することができる。
【0114】図20には、この発明に係るハードディス
ク装置の一実施例の要部概略構造図が示されている。少
なくとも前記のような微小信号増幅回路とライトドライ
バを含むリードライトチップは、前記のようなサスペン
ションアームの根元に取り付けられる。このサスペンシ
ョンアームの先端には上記MRヘッドと磁気ヘッドから
なる複合ヘッドが取り付けられている。上記MRヘッド
からの読み出し信号は、上記微小信号増幅回路により増
幅され、磁気ヘッドは上記ライトドライバにより駆動さ
れる。
【0115】複数のディスク円板に対応して上記複数の
アーム及びサスペンションアームが重ね合わせた状態で
連結されており、前記コントロールチップは、複数から
なるアームで形作られる側面を利用してそこに実装され
る。このようなリードライトチップ及びコントロールチ
ップの実装形態を採用することにより、上記のように信
号伝達経路でのロスを最小にして、高感度で広帯域のリ
ード動作及びハードディスク装置の小型化を実現するこ
とができるものとなる。
【0116】図21には、MR素子のバイアス方式を説
明するための構成図が示されている。同図のバイアス方
式は、素子にバイアス電流Iを流して、そこで発生する
電圧降下(I・R)を読み出し電圧として得るものであ
る。この構成は、前記第8図の実施例に対応している。
【0117】前記のようにディスク円板とMRヘッドは
動作中において実際には何回も接触しており、MR膜の
高さhが磨耗によって(A)から(B)のように減少す
ることが考えられる。あるいは、製造バラツキによっ
て、上記高さhそのものにもバラツキが生じる。上記の
ような磨耗又は製造バラツキによって高さhが小さいも
のでは、同じバイアス電流Iのもとでの電流密度が異な
ることとなる。つまり、高さhが小さくなるに伴いMR
ヘッドに流れる電流密度が増加する。
【0118】MRヘッドは、前記のように半導体素子と
同じ微細加工技術によりウェハ上で作られており、その
寿命と信頼性のために電流のマイグレーション等は半導
体素子と同じか、それ以上に厳しく考慮しなければなら
ない。このため、上記のような電流バイアス方式では上
記のような電流のマイグレーションに対して十分な配慮
を行う必要がある。あるいは、上記のような電流バイア
ス方式では、上記のような磨耗に対して強い素子に向い
ているということができる。
【0119】図22には、MR素子の他のバイアス方式
を説明するための構成図が示されている。同図のバイア
ス方式は、素子にバイアス電圧Vを印加してそこで発生
する電流(V/R)を読み出し信号として得るものであ
る。この構成では、MR膜の高さhが磨耗によって
(A)から(B)のように減少することが考えられる。
あるいは、製造バラツキによって、上記高さhそのもの
にもバラツキが生じる。上記のような磨耗又は製造バラ
ツキによって高さhに関係なく、ほぼ同じ電流が流れ
る。これにより、その寿命と信頼性のために電流のマイ
グレーションに対しては格別な配慮を不要とするもので
ある。
【0120】しかしながら、単純に電流(V/R)を読
み出し信号として得る場合には、MRヘッドとリードア
ンプ(リード/ライトICの内部)を接続するボンディ
ングワイヤーの持つインダクタンス成分が直列に接続さ
れる形態となる。このため、上記のようにMRヘッドに
流れる電流をそのままセンスするものとすると、高周波
領域での信号読み出しが制限ないし不能に陥り、高記憶
密度の読み出しに向かない。
【0121】そこで、前記第1図の実施例のように、M
Rヘッドに対しては上記直流成分のみをフィードバック
されてバイアス電圧を与え、MRヘッドに発生する磁気
抵抗変化による電圧信号をリードアンプで増幅させると
いう構成を採ることにより、上記リード/ラトトICの
ワイヤーのインダクタンス成分による高周波領域での信
号劣化がなく、広帯域の読み出し動作を行わせるように
することができるものである。図2、図5、図6及び図
7、図10ないし図13に示した各実施例においても、
上記電圧バイアス方式で電圧読み出しを行うものであ
る。
【0122】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。 (1) 制御端子、入力側端子及び出力側端子を備えて
なる第1導電型の第1トランジスタと第2導電型の第2
トランジスタの上記入力側端子を共通接続し、上記制御
端子間に印加された電圧差に対応した電流を流すように
してなる変形差動回路を用い、入力信号源手段で形成さ
れた微小電圧信号を上記第1トランジスタの制御端子に
印加し、上記第2トランジスタの制御端子にバイアス電
圧を印加し、上記第2トランジスタの出力側端子から上
記入力信号源手段で形成された微小電圧信号に対応した
増幅信号を得るようにすることにより、上記第1及び第
2のトランジスタに必要なバイアス電流を流すようにし
つつ、入力信号源の微小電圧信号を直接的に増幅するこ
とができるという効果がえられる。
【0123】(2) 上記第1トランジスタ及び第2ト
ランジスタとしてバイポーラ型トランジスタを用い、上
記制御端子はベース端子とし、入力側端子はエミッタ端
子とし、出力側端子はコレクタ端子とし、上記バイポー
ラ型トランジスタのベース,エミッタ間電圧以下の微小
電圧信号を直接的に増幅することによりS/N比の良好
な増幅信号を得ることができるいう効果がえられる。
【0124】(3) 上記第1トランジスタ及び第2ト
ランジスタとしてMOSFETを用い、上記制御端子は
ゲート端子とし、入力側端子はソース端子とし、出力側
端子はドレイン端子とし、上記MOSFETのゲート,
ソース間のしきい値電圧以下の微小電圧信号を直接的に
増幅すること増幅することによりS/N比の良好な増幅
信号を得ることができるいう効果がえられる。
【0125】(4) 上記入力信号源手段は、回路の接
地電位を基準電位として直流成分を含む電圧信号を形成
するものとし、上記第1トランジスタの出力側端子を上
記回路の接地電位に接続し、上記第2のトランジスタの
出力側端子には、第1の負荷素子を設けることにより、
1電源で動作する微小信号増幅装置を得ることができる
という効果が得られる。
【0126】(5) 上記第1のバイアス回路として、
上記第1のトランジスタに対応した第1導電型のMOS
FET及び第2のトランジスタに対応した第2導電型の
MOSFETと等価な回路にされた第1導電型の第3M
OSFET及び第2導電型の第4MOSFETと、上記
第4MOSFETの共通接続されたゲートとドレインに
設けられ、上記第2のトランジスタに対応した第2導電
型のMOSFETのドレインに設けられた第1の負荷素
子と等価な回路とされた第2の負荷素子とを含み、上記
第3MOSFETのゲートに上記第1トランジスタに対
応したMOSFETのゲートに与えられる直流電圧と同
じ直流電圧を印加し、上記第4MOSFETのゲート端
子に得られる電圧をバイアス電圧として、バイアス抵抗
を介して上記第2トランジスタに対応したMOSFET
のゲートに伝えることにより、半導体集積回路に形成さ
れるペア素子の特長を生かして所望のバイアス電圧を形
成することができるという効果が得られる。
【0127】(6) 上記第2トランジスタに対応した
増幅MOSFETと第4MOSFETのドレインに設け
られる第1と第2の負荷素子は、基準の定電流を受ける
カレントミラー回路からなる定電流負荷回路で構成する
ことにより、半導体集積回路に形成されるペア素子の特
長を生かしたバイアス電圧を形成することができるとい
う効果が得られる。
【0128】(7) 上記第2トランジスタに対応した
MOSFETのドレインから取り出された電流信号成分
を互いに逆相にし、かつ増幅された差動の電流信号に変
換するカレントモード増幅回路と、上記カレントモード
増幅回路の一対の出力端子間の直流電圧差を検出して、
それが零になるように上記4MOSFETを介して上記
第2トランジスタに対応したMOSFETのゲートに供
給されるバイアス電圧を調整するDCフィードバックア
ンプを更に設けることにより、上記ペア素子のプロセス
ばらつきをも含めて補償できる良好な増幅信号を得るこ
とできるという効果が得られる。
【0129】(8) 上記第1トランジスタの入力側端
子には、かかる第1トランジスタに流すべき直流電流を
設定する第1の電流源回路を設け、上記第2トランジス
タの入力端子には、かかる第2トランジスタに流すべき
直流電流を設定する第2の電流源回路を設けることによ
り、上記第1及び第2のトランジスタに必要なバイアス
電流を流すようにしつつ、入力信号源の微小電圧信号を
直接的に増幅することができるという効果がえられる。
【0130】(9) 上記第1トランジスタ及び第2ト
ランジスタは、バイポーラ型トランジスタを用い、上記
制御端子はベース端子とし、入力側端子はエミッタ端子
とし、出力側端子はコレクタ端子とし、上記バイポーラ
型トランジスタのベース,エミッタ間電圧以下の微小信
号も直接的に増幅することによりS/N比の良好な増幅
信号を得ることができるいう効果がえられる。
【0131】(10) 上記第1トランジスタ及び第2
トランジスタは、MOSFETを用い、上記制御端子は
ゲート端子とし、入力側端子はソース端子とし、出力側
端子はドレイン端子とし、上記MOSFETのゲート,
ソース間のしきい値電圧以下の微小信号も直接的に増幅
することによりS/N比の良好な増幅信号を得ることが
できるいう効果がえられる。
【0132】(11) 上記入力信号源手段は、回路の
接地電位を基準電位として直流成分を含む電圧信号を形
成するものであり、上記第1トランジスタに対応したM
OSFETのドレイン端子は上記回路の接地電位に接続
し、ソース端子は上記第1の電流源回路を構成する電流
ミラー回路の出力端子を接続し、上記第2のトランジス
タに対応したMOSFETのソース端子は上記第2の電
流源回路に接続し、ドレイン端子には、かかるMOSF
ETのドレインに流れる電流に対応された第1と第2の
増幅電流を形成する第1の電流ミラー回路を設け、上記
第2のトランジスタに対応したMOSFETとゲートが
共通に接続された第5のMOSFETを設け、上記第5
のMOSFETのソースは上記第2の電流源回路と等価
な第3の電流源回路に接続し、ドレイン端子には、かか
る第5のMOSFETのドレインに流れる電流に対応さ
れ、上記第1と第2の増幅電流と同等に増幅された第3
と第4の増幅電流を形成する第2の電流ミラー回路を設
け、上記第1ないし第4の増幅電流を組み合わせて互い
に逆相の電流信号を形成する第3の電流ミラー回路が設
け増幅することにより、1電源で動作しかつ、電源電圧
に影響されないで増幅動作を行う微小信号増幅装置を得
ることができるという効果が得られる。
【0133】(12) 上記第3の電流ミラー回路から
出力される互いの逆相の電流信号は、第1と第2の出力
端子に設けられた抵抗素子に流すことにより、電圧信号
に変換され、上記抵抗素子に発生する直流電圧を検出し
て、それが零になるように上記第1の電流源回路に帰還
するDCフィードバックアンプを更に設けることによ
り、増幅動作とペア素子のプロセスばらつきも補償した
微小信号増幅動作を行わせることができるという効果が
得られる。
【0134】(13) 上記第3の電流ミラー回路から
出力される互いの逆相の電流信号は、第1と第2の出力
端子に設けられた抵抗素子に流すことにより電圧信号に
変換し、上記抵抗素子に発生する直流電圧を検出して、
それが零になるように上記第2のトランジスタに対応し
たMOSFETのバイアス電圧に帰還するDCフィード
バックアンプを更に設け、かかるDCフィードバックア
ンプを上記第1のバイアス回路として用いることによ
り、ペア素子のプロセスばらつきも補償した微小信号増
幅動作を行わせることができるという効果が得られる。
【0135】(14) 回転動作によって発生する静電
気を放電させる第1電位が与えられた円盤状の磁気記憶
媒体と、一端に上記第1電位が与えられ、他端から読み
出し信号を出力する磁気抵抗効果素子を用いた読み出し
ヘッドと、上記読み出しヘッドで形成された読み出し信
号を増幅する微小信号増幅回路とを含む磁気ディスクメ
モリ装置において、上記微小信号増幅回路として、制御
端子、入力側端子及び出力側端子を備えてなる第1導電
型の第1トランジスタと第2導電型の第2トランジスタ
の上記入力側端子を共通接続し、上記制御端子間に印加
された電圧差に対応した電流を流すようにしてなる変形
差動回路を用い、読み出しヘッドで形成された微小電圧
信号を上記第1トランジスタの制御端子に印加し、上記
第2トランジスタの制御端子にバイアス電圧を印加し、
上記第2トランジスタの出力側端子から上記微小電圧信
号に対応した増幅信号を得るようにすることにより、回
路の簡素化を図りつつ高感度で高周波までの広帯域での
読み出し動作を実現できるという効果が得られる。
【0136】(15) 上記第1トランジスタ及び第2
トランジスタとして、バイポーラ型トランジスタを用
い、上記制御端子はベース端子とし、入力側端子はエミ
ッタ端子とし、出力側端子はコレクタ端子として、上記
微小電圧信号の直接的な増幅信号を得るようにすること
により、回路の簡素化を図りつつ高感度で高周波までの
広帯域での読み出し動作を実現できるという効果が得ら
れる。
【0137】(16) 上記第1トランジスタ及び第2
トランジスタとして、MOSFETを用い、上記制御端
子はゲート端子とし、入力側端子はソース端子とし、出
力側端子はドレイン端子として、上記微小電圧信号の直
接的な増幅信号を得るようにすることにより、回路の簡
素化を図りつつ高感度で高周波までの広帯域での読み出
し動作を実現できるという効果が得られる。
【0138】(17) 上記磁気抵抗効果素子の他端に
与えられるバイアス電圧を発生させる第2のバイアス回
路として、基準電圧と上記磁気抵抗効果素子の他端の電
圧を受ける電圧比較回路と、この電圧比較回路の出力信
号を受けて上記磁気抵抗効果素子の他端の電圧が上記基
準電圧と一致させるような直流電流を流す第1導電型の
MOSFETを含む回路を用い、MRヘッドにバイアス
電圧を印加しつつ電圧信号を読み出すことにより、長寿
命と高信頼性及び広帯域の読み出し動作を行わせること
ができるという効果が得られる。
【0139】(18) 上記第1のバイアス回路とし
て、上記第1導電型の増幅MOSFET及び第2導電型
の増幅MOSFETと等価な回路にされた第1導電型の
第3MOSFET及び第2導電型の第4MOSFET及
び上記第4MOSFETはゲートとドレインを共通接続
して上記第1の負荷回路と同等の第2の負荷回路を設け
てミラー回路を構成し、上記第3MOSFETのゲート
に上記基準電圧を印加し、上記第4MOSFETのゲー
ト電圧をバイアス抵抗を介して上記第2増幅MOSFE
Tのゲートに伝えることにより上記第2導電型の増幅M
OSFETのゲートに供給される安定したバイアス電圧
を形成することができるいう効果が得られる。
【0140】(19) 上記第1及び第2トランジスタ
にそれぞれ対応したMOSFETと、上記第3及び第4
MOSFETは、それぞれが電気的に独立された半導体
ウェル内に形成し、上記各MOSFETのソース電位が
それに対応した半導体ウェルに与えられるバイアス電圧
とすることにより、電源電圧や回路の接地電位の変動や
ノイズ等に影響されない安定したセンス動作を行わせる
ことができるという効果が得られる。ことを特徴とする
磁気ディスクメモリ装置。
【0141】(20) 上記第2トランジスタに対応し
たMOSFETと第4MOSFETのドレインに設けら
れる第1と第2の負荷素子は、基準の定電流を受けるカ
レントミラー回路からなる定電流負荷回路で構成するこ
とにより、半導体集積回路に形成されるペア素子の特長
を生かしたバイアス電流で安定した動作を行わせること
ができるという効果が得られる。
【0142】(21) 上記第2トランジスタに対応さ
れたMOSFETのドレインから取り出された電流信号
を互いに逆相にされ、かつ増幅された差動の電流信号に
変換するカレントモード増幅回路、上記カレントモード
増幅回路の一対の出力端子間の直流電圧を検出して、そ
れが零になるように上記第2増幅MOSFETのゲート
に供給されるバイアス電圧を制御するフィードバックア
ンプ、及び上記フィードバックアンプを通して制御され
たバイアス電圧を保するキャパシタとを更に設けること
により、電流増幅動作とペア素子のばらつき等によるオ
フセット補償を行わせることができるという効果が得ら
れる。
【0143】(22) 上記複数の微小信号増幅回路を
構成する複数組からなる第1及び第2増幅MOSFET
のドレインに選択スイッチMOSFETを介して上記第
1の負荷回路を共通に設け、上記選択スイッチMOSF
ETにより選択された1組の上記第2増幅MOSFET
の出力電流を共通に用いられる上記カレントモード増幅
回路に供給し、上記カレントモード増幅回路の出力端子
間の直流電圧を検出する上記フィードバックアンプで形
成されたバイアス制御信号を上記複数組の第2増幅MO
SFETのゲートに対して共通に伝えることによりリー
ドアンプの増幅と上記オフセット補償を行いつつ合わせ
て回路の簡素化を図ることができるという効果が得られ
る。
【0144】(23) 上記回転動作によって発生する
静電気を放電させる第1電位が与えられた円盤状の磁気
記憶媒体を上記第1電位として回路の接地電位が与えら
れるように回転駆動機構に複数個が同心状となるように
取り付け、回路の接地電位に結合された一端と、対応す
る記憶媒体からの記憶信号を読み出す他端とをおのおの
有する複数の磁気抵抗効果素子からなる読み出しヘッド
を設け,対応する磁気抵抗効果素子からなる読み出しヘ
ッドからの読み出し記憶信号を増幅する複数の上記微小
信号増幅回路と設けることにより、小型で大記憶容量の
磁気ディスクメモリ装置の高信頼性及び広帯域の読み出
しができるという効果が得られる。
【0145】(24) 上記回転駆動機構として、上記
複数の記憶媒体が取り付けられると共にスピンドルモー
タによって回転される導電性のシャフトに回路の接地電
位と同電位に設定するブラシ状導電体を設けることによ
り、小型で大記憶容量の磁気ディスクメモリ装置の高信
頼性及び広帯域の読み出しができるという効果が得られ
る。
【0146】(25) 上記対応する記憶媒体から記憶
信号を読み出すための磁気抵抗効果素子からなる読み出
しヘッドは、対応する記憶媒体に信号を記憶するための
インダクティブヘッドと共に複合ヘッドを構成すること
により、小型で大記憶容量の磁気ディスクメモリ装置の
高信頼性及び広帯域の読み出しと書き込みができるとい
う効果が得られる。
【0147】(26) MRヘッドからの読み出し信号
を増幅する上記第1トランジスタの入力側端子には、か
かる第1トランジスタに流すべき直流電流を設定する第
1の電流源回路を設け、上記第2トランジスタの入力端
子には、かかる第2トランジスタに流すべき直流電流を
設定する第2の電流源回路を設けることにより、上記第
1及び第2のトランジスタに必要なバイアス電流を流す
ようにしつつ、入力信号源の微小電圧信号を直接的に増
幅して、回路の簡素化を図りつつ高感度で高周波までの
広帯域での読み出し動作を実現できるという効果が得ら
れる。
【0148】(27) 上記第1トランジスタに対応し
たMOSFETのドレイン端子は上記回路の接地電位に
接続し、ソース端子は上記第1の電流源回路を構成する
電流ミラー回路の出力端子を接続し、上記第2のトラン
ジスタに対応したMOSFETのソース端子は上記第2
の電流源回路に接続し、ドレイン端子には、かかるMO
SFETのドレインに流れる電流に対応された第1と第
2の増幅電流を形成する第1の電流ミラー回路を設け、
上記第2のトランジスタに対応したMOSFETとゲー
トが共通に接続された第5のMOSFETを設け、上記
第5のMOSFETのソースは上記第2の電流源回路と
等価な第3の電流源回路に接続し、ドレイン端子には、
かかる第5のMOSFETのドレインに流れる電流に対
応され、上記第1と第2の増幅電流と同等に増幅された
第3と第4の増幅電流を形成する第2の電流ミラー回路
を設け、上記第1ないし第4の増幅電流を組み合わせて
互いに逆相の電流信号を形成する第3の電流ミラー回路
が設け増幅することにより、1電源で動作しかつ、電源
電圧に影響されないで増幅動作を行うリードアンプを用
いることにより、回路の簡素化を図りつつ高感度で高周
波までの広帯域での読み出し動作を実現できるという効
果が得られる。
【0149】(28) 上記第3の電流ミラー回路から
出力される互いの逆相の電流信号は、第1と第2の出力
端子に設けられた抵抗素子に流して電圧信号に変換し、
上記抵抗素子に発生する直流電圧を検出して、それが零
になるように上記第1の電流源回路に帰還するDCフィ
ードバックアンプを更に設けることにより、回路の簡素
化を図りつつ高感度で高周波までの広帯域での読み出し
動作を実現できるという効果が得られる。
【0150】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
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いうまでもない。例えば、MR
ヘッドに直流バイアス電圧を供給する回路、変形差動の
増幅MOSFET又は増幅トランジスタに直流バイアス
電圧を供給する各回路、CMA回路の具体的構成は、種
々の実施形態を採ることができるものである。MRヘッ
ドの構成は、前記実施例の他種々の実施形態を採ること
ができるものである。
【0151】この発明は、MRヘッドからの微小信号を
増幅するもの他、MRヘッドと同様に、その直流成分も
含めた増幅トランジスタのベース,エミッタ間電圧や増
幅MOSFETのゲート,ソース間のしきい値電圧以下
の微小信号を形成する入力信号源を含めた、それを増幅
する微小信号増幅装置に広く利用することができる。
【0152】
【発明の効果】本願におい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、下
記の通りである。すなわち、すなわち、制御端子、入力
側端子及び出力側端子を備えてなる第1導電型の第1ト
ランジスタと第2導電型の第2トランジスタの上記入力
側端子を共通接続し、上記制御端子間に印加された電圧
差に対応した電流を流すようにしてなる変形差動回路を
用い、入力信号源手段で形成された微小電圧信号を上記
第1トランジスタの制御端子に印加し、上記第2トラン
ジスタの制御端子にバイアス電圧を印加し、上記第2ト
ランジスタの出力側端子から上記入力信号源手段で形成
された微小電圧信号に対応した増幅信号を得るようにす
ることにより、上記第1及び第2のトランジスタに必要
なバイアス電流を流すようにしつつ、入力信号源の微小
電圧信号を直接的に増幅することができる。
【0153】回転動作によって発生する静電気を放電さ
せる第1電位が与えられた円盤状の磁気記憶媒体と、一
端に上記第1電位が与えられ、他端から読み出し信号を
出力する磁気抵抗効果素子を用いた読み出しヘッドと、
上記読み出しヘッドで形成された読み出し信号を増幅す
る微小信号増幅回路とを含む磁気ディスクメモリ装置に
おいて、上記微小信号増幅回路として、制御端子、入力
側端子及び出力側端子を備えてなる第1導電型の第1ト
ランジスタと第2導電型の第2トランジスタの上記入力
側端子を共通接続し、上記制御端子間に印加された電圧
差に対応した電流を流すようにしてなる変形差動回路を
用い、読み出しヘッドで形成された微小電圧信号を上記
第1トランジスタの制御端子に印加し、上記第2トラン
ジスタの制御端子にバイアス電圧を印加し、上記第2ト
ランジスタの出力側端子から上記微小電圧信号に対応し
た増幅信号を得るようにすることにより、回路の簡素化
を図りつつ高感度で高周波までの広帯域での読み出し動
作を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置の一実
施例を示す読み出し系要部構成図である。
【図2】第1図に対応した読み出し系回路の一実施例を
示す回路図である。
【図3】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置に用い
られるCMA回路の一実施例を示す回路図である。
【図4】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置に用い
られるフィードバックアンプの一実施例を示す回路図で
ある。
【図5】図1に対応した読み出し系回路の他の一実施例
を示す回路図である。
【図6】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置の読み
出し系回路に用いられるCMOS集積回路の一実施例を
示すデバイス構造断面図である。
【図7】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置の他の
一実施例を示す読み出し系要部構成図である。
【図8】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置の更に
他の一実施例を示す読み出し系要部構成図である。
【図9】図1に対応した読み出し系回路の更に他の一実
施例を示す回路図である。
【図10】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置の他
の一実施例を示す読み出し系要部構成図である。
【図11】図10に対応した読み出し系回路の一実施例
を示す回路図である。
【図12】図10に対応した読み出し系回路の他の一実
施例を示す回路図である。
【図13】図10に対応した読み出し系回路の更に他の
一実施例を示す回路図である。
【図14】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置に用
いられるリード/ライト集積回路の一実施例を示すブロ
ック図である。
【図15】上記第14図のリード/ライト集積回路に対
応した複数のリードアンプと共通に設けられるリード後
段アンプの一実施例を示す回路図である。
【図16】この発明に係るハードディスク装置の一実施
例を示すブロック図である。
【図17】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置にお
けるディスク円板回転駆動系機構の一実施例を示す概略
断面図である。
【図18】この発明に係る磁気ディスクメモリ装置に用
いられるMR・インダクティブ複合ヘッドの一実施例を
示す一部断面外観図である。
【図19】この発明に係るハードディスク装置の一実施
例を示す概略構成図である。
【図20】この発明に係るハードディスク装置の一実施
例を示す要部概略構造図である。
【図21】MRヘッドのバイアス方式を説明するための
構成図である。
【図22】MRヘッドの他のバイアス方式を説明するた
めの構成図である。
【符号の説明】
MP1〜MP9…Pチャンネル型MOSFET、MN1
〜MN6…Nチャンネル型MOSFET、Q1〜Q39
…MOSFET、C0〜C2…キャパシタ、R1〜31
…抵抗、I1〜I4…定電流源、FB,FB1,FB2
…フィードバックアンプ、POW…電源装置、MOT…
モータ、1…リードアンプ、2…ライトドライバ、3…
後段アンプ、4…ライトデータ入力バッファ、5…レベ
ル変換回路、6…制御回路、7…エラー検出回路、16
0…半導体基板、161…N型ソース領域、162…N
型ドレイン領域、163…P型ウェル、164…N型ウ
ェル、165,168…P型ソース領域、166,16
9…P型ドレイン領域、167,170…N型ウェル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 崇 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 長屋 裕士 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 吉永 眞樹 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 畑中 紀明 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 望月 建男 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町180番地 日 立通信システム株式会社内 (72)発明者 園山 勝也 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御端子、入力側端子及び出力側端子を
    備えてなる第1導電型の第1トランジスタ及び第2導電
    型の第2トランジスタの上記入力側端子が共通接続され
    て上記制御端子間に印加された電圧差に対応した電流を
    流すようにしてなる変形差動回路と、 上記第1トランジスタの制御端子に微小電圧信号を印加
    する入力信号源手段と、 上記第2トランジスタの制御端子にバイアス電圧を形成
    する第1のバイアス回路とを備え、 上記第2トランジスタの出力側端子から上記入力信号源
    手段で形成された微小電圧信号に対応した増幅信号を得
    る増幅段を含むことを特徴とする微小信号増幅装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記第1トランジスタ及び第2トランジスタは、バイポ
    ーラ型トランジスタであり、上記制御端子はベース端子
    であり、入力側端子はエミッタ端子であり、出力側端子
    はコレクタ端子であり、 上記微小電圧信号は、上記バイポーラ型トランジスタの
    ベース,エミッタ間電圧以下であることを特徴とする微
    小信号増幅装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 上記第1トランジスタ及び第2トランジスタは、MOS
    FETであり、上記制御端子はゲート端子であり、入力
    側端子はソース端子であり、出力側端子はドレイン端子
    であり、 上記微小電圧信号は、上記MOSFETのゲート,ソー
    ス間のしきい値電圧以下であることを特徴とする微小信
    号増幅装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 上記入力信号源手段は、回路の接地電位を基準電位とし
    て直流成分を含む電圧信号を形成するものであり、 上記第1トランジスタの出力側端子は上記回路の接地電
    位に接続され、 上記第2のトランジスタの出力側端子には、第1の負荷
    素子が設けられるものであることを特徴とする微小信号
    増幅装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、 上記第1のバイアス回路は、 上記第1のトランジスタに対応した第1導電型のMOS
    FET及び第2のトランジスタに対応した第2導電型の
    MOSFETと等価な回路にされた第1導電型の第3M
    OSFET及び第2導電型の第4MOSFETと、 上記第4MOSFETの共通接続されたゲートとドレイ
    ンに設けられ、上記第2のトランジスタに対応した第2
    導電型のMOSFETのドレインに設けられた第1の負
    荷素子と等価な回路とされた第2の負荷素子とを含み、 上記第3MOSFETのゲートに上記第1トランジスタ
    に対応したMOSFETのゲートに与えられる直流電圧
    と同じ直流電圧を印加し、上記第4MOSFETのゲー
    ト端子に得られる電圧をバイアス電圧として、バイアス
    抵抗を介して上記第2トランジスタに対応したMOSF
    ETのゲートに伝えるものであることを特徴とする微小
    信号増幅装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、 上記第2トランジスタに対応した増幅MOSFETと第
    4MOSFETのドレインに設けられる第1と第2の負
    荷素子は、基準の定電流を受けるカレントミラー回路か
    らなる定電流負荷回路で構成されるものであることを特
    徴とする微小信号増幅装置。
  7. 【請求項7】 請求項6において、 上記第2トランジスタに対応したMOSFETのドレイ
    ンから取り出された電流信号成分を互いに逆相にし、か
    つ増幅された差動の電流信号に変換するカレントモード
    増幅回路と、 上記カレントモード増幅回路の一対の出力端子間の直流
    電圧差を検出して、それが零になるように上記4MOS
    FETを介して上記第2トランジスタに対応したMOS
    FETのゲートに供給されるバイアス電圧を調整するD
    Cフィードバックアンプを更に備えてなることを特徴と
    する微小信号増幅装置。
  8. 【請求項8】 請求項1において、 上記第1トランジスタの入力側端子には、かかる第1ト
    ランジスタに流すべき直流電流を設定する第1の電流源
    回路が設けられ、 上記第2トランジスタの入力端子には、かかる第2トラ
    ンジスタに流すべき直流電流を設定する第2の電流源回
    路が設けられるものであることを特徴とする微小信号増
    幅装置。
  9. 【請求項9】 請求項8において、 上記第1トランジスタ及び第2トランジスタは、バイポ
    ーラ型トランジスタであり、上記制御端子はベース端子
    であり、入力側端子はエミッタ端子であり、出力側端子
    はコレクタ端子であり、 上記微小電圧信号は、上記バイポーラ型トランジスタの
    ベース,エミッタ間電圧以下であることを特徴とする微
    小信号増幅装置。
  10. 【請求項10】 請求項8において、 上記第1トランジスタ及び第2トランジスタは、MOS
    FETであり、上記制御端子はゲート端子であり、入力
    側端子はソース端子であり、出力側端子はドレイン端子
    であり、 上記微小電圧信号は、上記MOSFETのゲート,ソー
    ス間のしきい値電圧以下であることを特徴とする微小信
    号増幅装置。
  11. 【請求項11】 請求項10において、 上記入力信号源手段は、回路の接地電位を基準電位とし
    て直流成分を含む電圧信号を形成するものであり、 上記第1トランジスタに対応したMOSFETのドレイ
    ン端子は上記回路の接地電位に接続され、ソース端子は
    上記第1の電流源回路を構成する電流ミラー回路の出力
    端子が接続され、 上記第2のトランジスタに対応したMOSFETのソー
    ス端子は上記第2の電流源回路に接続され、ドレイン端
    子には、かかるMOSFETのドレインに流れる電流に
    対応された第1と第2の増幅電流を形成する第1の電流
    ミラー回路が設けられ、 上記第2のトランジスタに対応したMOSFETとゲー
    トが共通に接続された第5のMOSFETが設けられ、 上記第5のMOSFETのソースは上記第2の電流源回
    路と等価な第3の電流源回路に接続され、ドレイン端子
    には、かかる第5のMOSFETのドレインに流れる電
    流に対応され、上記第1と第2の増幅電流と同等に増幅
    された第3と第4の増幅電流を形成する第2の電流ミラ
    ー回路が設けられ、 上記第1ないし第4の増幅電流を組み合わせて互いに逆
    相の電流信号を形成する第3の電流ミラー回路が設けら
    れて増幅されるものであることを特徴とする微小信号増
    幅装置。
  12. 【請求項12】 請求項11において、 上記第3の電流ミラー回路から出力される互いの逆相の
    電流信号は、第1と第2の出力端子に設けられた抵抗素
    子に流すことにより、電圧信号に変換されるものであ
    り、 上記抵抗素子に発生する直流電圧を検出して、それが零
    になるように上記第1の電流源回路に帰還するDCフィ
    ードバックアンプを更に設けてなることを特徴とする微
    小信号増幅装置。
  13. 【請求項13】 請求項11において、 上記第3の電流ミラー回路から出力される互いの逆相の
    電流信号は、第1と第2の出力端子に設けられた抵抗素
    子に流すことにより、電圧信号に変換されるものであ
    り、 上記抵抗素子に発生する直流電圧を検出して、それが零
    になるように上記第2のトランジスタに対応したMOS
    FETのバイアス電圧に帰還するDCフィードバックア
    ンプを更に設け、 かかるDCフィードバックアンプを上記第1のバイアス
    回路として用いることを特徴とする微小信号増幅装置。
  14. 【請求項14】 回転動作によって発生する静電気を放
    電させる第1電位が与えられた円盤状の磁気記憶媒体
    と、 一端に上記第1電位が与えられ、他端から読み出し信号
    を出力する磁気抵抗効果素子を用いた読み出しヘッド
    と、 上記読み出しヘッドで形成された読み出し信号を増幅す
    る微小信号増幅回路とを含み、 上記微小信号増幅回路は、 制御端子、入力側端子及び出力側端子を備えてなる第1
    導電型の第1トランジスタ及び第2導電型の第2トラン
    ジスタの上記入力側端子が共通接続されて上記制御端子
    間に印加された電圧差に対応した電流を流すようにして
    なる変形差動回路を用い、 上記第1のトランジスタの出力端子側に上記第1電位を
    印加し、上記制御端子に上記読み出しヘッドで形成され
    た読み出し信号を印加し、 上記第2トランジスタの制御端子に第1のバイアス回路
    で形成されたバイアス電圧を印加し、 上記第2トランジスタの出力側端子から上記読み出し信
    号に対応された増幅信号を得るものであることを特徴と
    する磁気ディスクメモリ装置。
  15. 【請求項15】 請求項14において、 上記第1トランジスタ及び第2トランジスタは、バイポ
    ーラ型トランジスタであり、上記制御端子はベース端子
    であり、入力側端子はエミッタ端子であり、出力側端子
    はコレクタ端子であることを特徴とする磁気ディスクメ
    モリ装置。
  16. 【請求項16】 請求項15において、 上記第1トランジスタ及び第2トランジスタは、MOS
    FETであり、上記制御端子はゲート端子であり、入力
    側端子はソース端子であり、出力側端子はドレイン端子
    であることを特徴とする磁気ディスクメモリ装置。
  17. 【請求項17】 請求項16において、 上記磁気抵抗効果素子の他端に与えられるバイアス電圧
    を発生させる第2のバイアス回路を更に備え、 上記第2のバイアス回路は、 基準電圧と上記磁気抵抗効果素子の他端の電圧を受ける
    電圧比較回路と、 この電圧比較回路の出力信号を受けて上記磁気抵抗効果
    素子の他端の電圧が上記基準電圧と一致させるような直
    流電流を流す第1導電型のMOSFETを含むものであ
    ることを特徴とする磁気ディスクメモリ装置。
  18. 【請求項18】 請求項17において、 上記第1のバイアス回路は、 上記第1のトランジスタに対応した第1導電型の増幅M
    OSFET及び第2のトランジスタに対応した第2導電
    型の増幅MOSFETと等価な回路にされた第1導電型
    の第3MOSFET及び第2導電型の第4MOSFET
    と、 上記第4MOSFETの共通接続されたゲートとドレイ
    ンに設けられ、上記第2のトランジスタに対応した第2
    導電型の増幅MOSFETのドレインに設けられた第1
    の負荷素子と等価な回路とされた第2の負荷素子とを含
    み、 上記第3MOSFETのゲートに上記基準電圧を印加
    し、上記第4MOSFETのゲート電圧をバイアス電圧
    としてバイアス抵抗を介して上記第2トランジスタに対
    応した増幅MOSFETのゲートに伝えるものであるこ
    とを特徴とする磁気ディスクメモリ装置。
  19. 【請求項19】 請求項18において、 上記第1及び第2トランジスタにそれぞれ対応したMO
    SFETと、上記第3及び第4MOSFETは、それぞ
    れが電気的に独立された半導体ウェル内に形成されるも
    のであり、 上記各MOSFETのソース電位がそれに対応した半導
    体ウェルに与えられるバイアス電圧とされるものである
    ことを特徴とする磁気ディスクメモリ装置。
  20. 【請求項20】 請求項19において、 上記第2トランジスタに対応したMOSFETと第4M
    OSFETのドレインに設けられる第1と第2の負荷素
    子は、基準の定電流を受けるカレントミラー回路からな
    る定電流負荷回路で構成されるものであることを特徴と
    する磁気ディスクメモリ装置。
  21. 【請求項21】 請求項20において、 上記第2トランジスタに対応されたMOSFETのドレ
    インから取り出された電流信号を互いに逆相にされ、か
    つ増幅された差動の電流信号に変換するカレントモード
    増幅回路、 上記カレントモード増幅回路の一対の出力端子間の直流
    電圧を検出して、それが零になるように上記第2増幅M
    OSFETのゲートに供給されるバイアス電圧を制御す
    るフィードバックアンプ、 及び上記フィードバックアンプを通して制御されたバイ
    アス電圧を保するキャパシタとを更に備えてなることを
    特徴とする磁気ディスクメモリ装置。
  22. 【請求項22】 請求項21において、 上記複数の微小信号増幅回路を構成する複数組からなる
    第1及び第2増幅MOSFETと、上記複数組の第2増
    幅MOSFETのドレインに設けられてなる選択スイッ
    チMOSFETを介して上記第1の負荷回路が共通に設
    けられ、 上記選択スイッチMOSFETにより選択された1組の
    上記第2増幅MOSFETの出力電流が共通に用いられ
    る上記カレントモード増幅回路に供給され、 上記上記カレントモード増幅回路の出力端子間の直流電
    圧を検出する上記フィードバックアンプで形成されたバ
    イアス制御信号は上記複数組の第2増幅MOSFETの
    ゲートに対して共通に伝えられるものであることを特徴
    とする磁気ディスクメモリ装置。
  23. 【請求項23】 請求項22において、 上記回転動作によって発生する静電気を放電させる第1
    電位が与えられた円盤状の磁気記憶媒体は、上記第1電
    位として回路の接地電位が与えられるように回転駆動機
    構に複数個が同心状となるように取り付けられてなり、 回路の接地電位に結合された一端と、対応する記憶媒体
    からの記憶信号を読み出す他端とをおのおの有する複数
    の磁気抵抗効果素子からなる読み出しヘッドと、 対応する磁気抵抗効果素子からなる読み出しヘッドから
    の読み出し記憶信号を増幅する複数の上記微小信号増幅
    回路とを含むことを特徴とする磁気ディスクメモリ装
    置。
  24. 【請求項24】 請求項23において、 上記回転駆動機構は、 スピンドルモータと、 上記複数の記憶媒体が取り付けられると共に、上記スピ
    ンドルモータによって回転される導電性のシャフトと、 上記シャフトを回路の接地電位と同電位に設定する手段
    としてのブラシ状導電体とを含むことを特徴とす磁気デ
    ィスクメモリ装置。
  25. 【請求項25】 請求項24において、 上記対応する記憶媒体から記憶信号を読み出すための磁
    気抵抗効果素子からなる読み出しヘッドは、対応する記
    憶媒体に信号を記憶するためのインダクティブヘッドと
    共に複合ヘッドを構成するものであることを特徴とする
    磁気ディスクメモリ装置。
  26. 【請求項26】 請求項14において、 上記第1トランジスタの入力側端子には、かかる第1ト
    ランジスタに流すべき直流電流を設定する第1の電流源
    回路が設けられ、 上記第2トランジスタの入力端子には、かかる第2トラ
    ンジスタに流すべき直流電流を設定する第2の電流源回
    路が設けられるものであることを特徴とする磁気ディス
    クメモリ装置。
  27. 【請求項27】 請求項26において、 上記第1トランジスタ及び第2トランジスタは、バイポ
    ーラ型トランジスタであり、上記制御端子はベース端子
    であり、入力側端子はエミッタ端子であり、出力側端子
    はコレクタ端子であることを特徴とする磁気ディスクメ
    モリ装置。
  28. 【請求項28】 請求項26において、 上記第1トランジスタ及び第2トランジスタは、MOS
    FETであり、上記制御端子はゲート端子であり、入力
    側端子はソース端子であり、出力側端子はドレイン端子
    であることを特徴とする磁気ディスクメモリ装置。
  29. 【請求項29】 請求項28において、 上記第1の電位は回路の接地電位であり、上記読み出し
    ヘッドは上記回路の接地電位を基準電位として直流成分
    を含む読み出し信号を形成するものであり、 上記第1トランジスタに対応したMOSFETのドレイ
    ン端子は上記回路の接地電位に接続され、ソース端子は
    上記第1の電流源回路を構成する電流ミラー回路の出力
    端子が接続され、 上記第2のトランジスタに対応したMOSFETのソー
    ス端子は上記第2の電流源回路に接続され、ドレイン端
    子には、かかるMOSFETのドレインに流れる電流に
    対応された第1と第2の増幅電流を形成する第1の電流
    ミラー回路が設けられ、 上記第2のトランジスタに対応したMOSFETとゲー
    トが共通に接続された第5のMOSFETが設けられ、 上記第5のMOSFETのソースは上記第2の電流源回
    路と等価な第3の電流源回路に接続され、ドレイン端子
    には、かかる第5のMOSFETのドレインに流れる電
    流に対応され、上記第1と第2の増幅電流と同等に増幅
    された第3と第4の増幅電流を形成する第2の電流ミラ
    ー回路が設けられ、 上記第1ないし第4の増幅電流を組み合わせて互いに逆
    相の電流信号を形成する第3の電流ミラー回路が設けら
    れて増幅されるものであることを特徴とする磁気ディス
    クメモリ装置。
  30. 【請求項30】 請求項29において、 上記第3の電流ミラー回路から出力される互いの逆相の
    電流信号は、第1と第2の出力端子に設けられた抵抗素
    子に流すことにより、電圧信号に変換されるものであ
    り、 上記抵抗素子に発生する直流電圧を検出して、それが零
    になるように上記第1の電流源回路に帰還するDCフィ
    ードバックアンプを更に設けてなることを特徴とする磁
    気ディスクメモリ装置。
  31. 【請求項31】 請求項30において、 上記回転動作によって発生する静電気を放電させる第1
    電位が与えられた円盤状の磁気記憶媒体は、上記第1電
    位としての回路の接地電位が与えられるように回転駆動
    機構に複数個が同心状となるように取り付けられてな
    り、 回路の接地電位に結合された一端と、対応する記憶媒体
    からの記憶信号を読み出す他端とをおのおの有する複数
    の磁気抵抗効果素子からなる読み出しヘッドと、 対応する磁気抵抗効果素子からなる読み出しヘッドから
    の読み出し記憶信号を増幅する複数の上記微小信号増幅
    回路とを含むことを特徴とする磁気ディスクメモリ装
    置。
  32. 【請求項32】 請求項31において、 上記回転駆動機構は、 スピンドルモータと、 上記複数の記憶媒体が取り付けられると共に、上記スピ
    ンドルモータによって回転される導電性のシャフトと、 上記シャフトを回路の接地電位と同電位に設定する手段
    としてのブラシ状導電体とを含むことを特徴とする磁気
    ディスクメモリ装置。
  33. 【請求項33】 請求項32において、 上記対応する記憶媒体から記憶信号を読み出すための磁
    気抵抗効果素子からなる読み出しヘッドは、対応する記
    憶媒体に信号を記憶するためのインダクティブヘッドと
    共に複合ヘッドを構成するものであることを特徴とする
    磁気ディスクメモリ装置。
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