JPS59135685A - パルス駆動検出用センス回路 - Google Patents

パルス駆動検出用センス回路

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JPS59135685A
JPS59135685A JP58008720A JP872083A JPS59135685A JP S59135685 A JPS59135685 A JP S59135685A JP 58008720 A JP58008720 A JP 58008720A JP 872083 A JP872083 A JP 872083A JP S59135685 A JPS59135685 A JP S59135685A
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JP
Japan
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circuit
level
pulse
signal
detection
Prior art date
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JP58008720A
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English (en)
Inventor
Takashi Toyooka
孝資 豊岡
Hirokazu Aoki
郭和 青木
Ken Sugita
杉田 愃
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/14Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は円筒磁区(バブル)を用いたメモリ素子におけ
る、バブルの存在の有無を判定する検出器の出力信号を
処理する回路に係わるものである。
〔従来技術〕
バブルメモリ素子において、0.5〜4μm径のバブル
は第1図に示す形状のパーマロイ素片1を用いた転送路
などに、面内に回転する40〜600eの磁界を加えて
移動させる。バブルを安定に存在させるためには、バブ
ルが存在する磁性膜面と垂直に100〜6000eの直
流磁界(バイアス磁界)が必要である。バブルが存在す
る状態を11”、存在しない状態を60”として情報の
記憶を行う。このメモリ素子は、たとえば1976年に
発行されたIEEE  TRAN8ACTION8  
ONMAGENETIC8,第12巻、第6号、第61
4頁〜第617頁にその構成が示されている。
この形式のメモリ素子において、第1図に示すごとく検
出器はシェブロン型転送路を複数個、バブルが転送する
方向と直交する方向に並べた拡大器2、およびシェブロ
ン転送路を横方向に並べ、これを電気的に接続した検出
線3.4から構成されている。転送路1から回転磁界5
によシ駆動され進んできたバブルは拡大器2により、転
送方向と直交する方向に広げられる。この広げられたバ
ブルは、検出線3,4を通過するときに、検出線3.4
の磁化状態を変える。検出線3.4は転送路と同じくパ
ーマロイによって構成されているので、パーマロイの磁
気抵抗効果により、検出線3゜4の抵抗値が変化する。
この変化は、第2図に示すごとく、検出線3.4に直流
定電流源6.7を接続して定電流を印加することにより
、検出線3゜4の両端の電圧変化信号として取り出すこ
とができる。検出線の抵抗値は、バブルを駆動する回転
磁界によって変化する成分を持つので、検出線3゜4の
信号には、回転磁界に同期し、回転磁界周波数の2倍の
周期で変化する雑音が含まれる。また、検出線3.4と
センス回路とを接続する配線8゜9上には、回転磁界を
発生するコイルから静電誘導および電磁誘導雑音を受け
る。これらの雑音を除去するため、検出線3,4の信号
を差動アンプ10に入力し、両者の差を取り出し、かつ
10〜100倍程度増幅する。
第1図において、転送路上でバブルの存在しうる位置は
1ビツトずつの間隔を持っているので、検出線3,4に
拡大したバブルが同時に存在することはない。従ってプ
リアンプ10の出力は第3図に示すごとくバブルが存在
する場合は12、存在しない場合には13に示す波形の
信号を得る。
この信号をコンパレータ11に入力し、リードストロー
ブパルス(R8TB)、14の位相において、スレシホ
ールドレベル(VTR) 15 j 、C犬カ小かを判
定する。
検出信号はできるだけ大きい方が、第2図に示すセンス
回路の設計、調整などが容易にできる。
検出信号を大きくするには、検出線の横方向の長さを大
きくするか加える@流電流を大きくする必要がある。前
者の方法では、拡大器2の段数も増加させる必要がある
ため、検出器全体の形状が大きくなる。従ってチップの
形状を大きくする欠点を持つ。後者の方法では、検出線
3,4の消費電力が大きくなり、温度上昇のため検出信
号が小さくなる。
第4図に検出線電流と検出信号の振幅(第3図の12と
13の信号の差の最大値)との関係の一例を示す。この
検出器では、電流が3mA程度までは検出信号の振幅は
電流に比例して増加するが、3mAを越えると増力ロ率
が減り、6mA以上では飽和し、8mA以上で減少し始
め、10.5mA以上では振幅がOとなる。
以上の問題を解決するには、検出線にパルス電流を加え
て、温度上昇を減じかつ検出出力を太きくすればよい。
この方法および結果については、特開昭48−1303
9  「円形磁区検出方式」、およびA I P Co
nference  proceedings  A2
4(1974)p、547  に述べられている。すな
わち、検出線に加える電流パルスのデユーティを、a%
とすれば、検出線の消費電力および温度上昇もa%とす
ることができる。従って第4図に示した、検出線の温度
上昇による検出信号振幅の飽和現象をとり除くことがで
きる。すなわち第5図に示すごとく、直流の場合と比較
して大きな電流振幅を加え、大きな検出信号振幅を得る
ことができる。この図には、aが100(@流)、50
゜25.10の場合の電流振幅と検出信号振幅の関係を
示した。
検出線電流をパルス駆動するには、第6図に示すごとく
、定電流パルス源12.13をそれぞれ検出線3,4に
接続すればよい。ところが直流の場合と同様に差動アン
プ10を接続して検出線3および検出線4に生じる電圧
の差をとり増幅した出力14は、第7図に示す波形とな
る。15が0”に対応する出力であり、16が1”に対
応する出力である。ビーク17はパルス電流の立ち上が
りに生じる。このピークは、差動アンプ10の同相信号
除去比が、3.4の両端に生じるパルス電圧の立ち上が
りにおいて良くないために生じる。すなわち、数mVの
検出信号電圧に対して、同相パルス信号は10■(検出
線抵抗1にΩ、パルス電流振幅10mA)、bるので、
同相信号除去比は、70〜80dB必要である。この値
は通常の差動アンプの有する機能であるが、10Vのパ
ルス電圧が加わった直後には、このパルス電圧の過渡応
答が生じるため、第7図に示すごとくSN比のきわめて
良くない信号となる。
発明者らが前に提案した例えば特願昭57−10694
4に述べた、第8図のレベルクランプ回路を用いれば、
差動アンプ10に加わるパルス電圧振幅を低減できる。
検出線3.4の片側に負電源23を接続し、トランジス
タ25.26および抵抗28.29からなるレベルクラ
ンプ回路を付加する。この回路により、第9図に示すご
とく、差動アンプの入力パルス電圧振幅をRdJdから
E i =RdId−(E、+Es)  に低減できる
。ただし、I(、dは検出線の抵抗値、■dはパルス電
圧振幅、Elは負電源23の電源電圧の絶対値、ESは
トランジスタ25.26のベース−エミッタ間電圧であ
る。Eiの値が0.2V〜1.0V程度になるように、
Elの電圧を選べば、差動アンプの過渡応答を低減し、
第10図のごとく過渡応答を低減できる。
ところが、検出線3,4の抵抗値に差があると、3.4
0両端に発生するパルス電圧振幅は一致しない。第8図
の回路により一定の電圧だけレベルクランプすると、差
動アンプの入力端子10−1と10−2に加わるパルス
電圧振幅に差が生じる。
たとえば検出線3.4の平均値を1にΩ、相対誤差を0
.5%とすると、検出線3.4の抵抗値は5Ωとなる。
10mAm幅のパルス電流を加えると、50mVの振幅
電圧の差が生じる。差動アンプ10の利得にも依存する
が、この差が20〜30mVあると差動アンプ10の飽
和が生じる。たとえ飽和が生じないとしても、差動アン
プ10の出力の直流レベルの変動が生じる。すなわち第
10図に示すごと(、@Ojlに対応する15および°
′1”に対応する16のレベルが、検出線3.4の差に
より Ca) 、 (b) 、 (C)のごとく変化す
る。この変化があると、コンパレータ11におけるuO
#と”1”の判定に支障をきたす。従ってこの血流レベ
ルの変動はできるだけ小さくする必要がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上述の検出線3,4の抵抗値の差に起
因する、パルス駆動センス回路における、差動アンプの
飽和および出力信号の直流レベル変動を防止L7、安定
な動作が可能なセンス回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するための本発明の構成は、バブルメモ
リ検出器と増幅および信号比較回路との間にレベルクラ
ンプ回路と直流再生回路とを設けたことにある。以下実
施例によりその詳細を説明する。
〔発明の実施例〕
第11図は本発明の一実施例としてのパルス駆動検出用
センス回路図である。図において、第8図の回路に、結
合コンデンサ30.31およびトランジスタ32.33
および抵抗34.35より構成する、直流再生回路を付
加した第11図の回路を用いて検出信号の出力レベル変
動を低減した。
トランジスタ32.33のベースには、直流再生制御信
号36を供給する。この回路においては、トランジスタ
25.26のエミッタに得られる出力の直流レベルをコ
ンデンサ30.31で取り除キ、トランジスタ32.3
3によす、コンデンサ結合としたことによる、パルス電
圧に起因する過渡応答を減じる。実際の動作を第12図
により以下説明する。
検出線にパルス電流を加える時に、トランジスタ25の
エミッタ電圧36に、約1vの振幅のパルス電圧が発生
するように電源23の電圧を設定する。この電圧は結合
コンデンサ30とトランク(9) スタ32に加わる。トランジスタ32のベースには、直
流再生制御パルス36を加えている。パルス電流の立ち
上がり時には、トランジスタ32がONで6す、)ラン
ジスタのコレクタ=エミッタ間のインピーダンスが低い
ので、トランジスタ32を通してコンデンサ30が充電
される。トランジスタ25.26のエミッタ電圧Eeの
変化を式(1)で近似できるとする。
Ee=k t   ・・・・・・・・・・・・ (1)
ただしkの値は、107V/S程度の値をとる。
(IVの変化が100nSで生じる。)この電圧変化に
対してコンデンサ30.31を流れる電流Icは式(2
)で与えられる。
Cの値を2000pF とすると、ICの値は20mA
となる。トランジスタ32.33のコレクタ=エミッタ
間の抵抗成分は100程度あるので200mV程度の電
圧変化を生じることになる。コンデンサ30.31の充
電に要する時間τは、両端が(10) 1Vになるまでの時間として、式(3)で与えられる。
従って充電に要する時間は100nS程度となる。
以上の検討結果は実測値とよい一致を見た。第13図に
示した。トランジスタ32.33のコレクタ電圧は、振
幅200mV、幅100nS程度のパルス電圧となった
。検出線3と4の両端のパルス電圧振幅に差があると、
トランジスタ32と33のコレクタ電圧振幅に差が生じ
る。検出線両端の電圧振幅IVが200mVに低減でき
たので、差も20%に低減できる。また、このピーク電
圧の幅は100ns程度であるから、150ns以上た
った後では、トランジスタ32と33のコレクタ電圧の
差は±1〜2mV程度におさえることができる。従って
差動アンプの利得を20倍とすれば、差動アンプ出力に
おけるレベル変動を±20〜40mVにおさえることが
できる。この程度のレベル変動ニオサエレハ、スレシホ
ールドレベルの調整はきわめて容易になる。この調整を
不要と(11) するには、特願昭57−118554に示された、スレ
シホールドレベルの自動設定回路を用いればよい。
〔発明の効果〕 以上のごとく、本発明により、パルス電圧立ち上がりに
おける、差動アンプ入力の直流レベル変動に起因する差
動アンプの飽和を防止し、安定なパルス駆動センス回路
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はバブルメモリチップの検出器を示す図、第2図
は従来のセンス回路を示す図、第3図は検出器の出力信
号を示す図、第4図は直流駆動における検出線電流と検
出信号振幅の関係を示す図、第5図はパルス駆動におけ
る検出信号振幅と検出線電流の関係を示す図、第6図は
パルス駆動センス回路を示す図、第7図はパルス駆動セ
ンス回路の差動アンプの出力波形を示す図、第8図はレ
ベルクランプ回路を含むパルス駆動センス回路を示す図
、第9図は第8図の回路におけるレベルクランプの動作
を示す図、第10図は第8図の差動ア(12) ンプ出力におけるレベル変動を示す図、第11図は本発
明の一実施例としての直流再生回路を含むパルス駆動セ
ンス回路を示す図、第12図は第11図の回路の動作を
示す図である。 3.4・・・検出線、12.13・・・パルス電流駆動
回路、25.26・・・レベルクランプ用トランジスタ
、30.31・・・結合コンデンサ、33.34・・・
直流再生用スイッチングトランジスタ。 代理人 弁理士 高橋明夫 第  1 図 第 Z  図 乙 葛づ図 74−一旦一一一一 第4図 枝東線電胤−刀) 而 5  図 ■  6  図 fJto   図 第  11   図 (伏) <b) (O 第 11   図 (ス) 第1Z図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、バブルメモリ検出器にパルス電流を印加して検出信
    号を処理するセンナ回路において、該検出器と増幅およ
    び信号比較回路との間にレベルクランプ回路と直流再生
    回路とを置くことを特徴とするパルス駆動検出用センス
    回路。
JP58008720A 1983-01-24 1983-01-24 パルス駆動検出用センス回路 Pending JPS59135685A (ja)

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