JPS6047208A - 抵抗変化検出回路 - Google Patents

抵抗変化検出回路

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JPS6047208A
JPS6047208A JP15443983A JP15443983A JPS6047208A JP S6047208 A JPS6047208 A JP S6047208A JP 15443983 A JP15443983 A JP 15443983A JP 15443983 A JP15443983 A JP 15443983A JP S6047208 A JPS6047208 A JP S6047208A
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JP
Japan
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resistance
magnetic head
current
magnetoresistive
circuit
Prior art date
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Application number
JP15443983A
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English (en)
Inventor
Minoru Kosuge
小菅 稔
Shinichi Arai
紳一 新井
Yoshihisa Kamo
加茂 善久
Naoki Sato
直喜 佐藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/02Recording, reproducing, or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor

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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、抵抗変化検出回路に関し、特に外来ノイズを
除去でき、素子の長寿命化とLSI化が可能な磁気抵抗
効果型素子等の抵抗変化検出回路に関するものである。
〔発明の゛背景〕
外部要因により抵抗値を変化する素子としては、磁気抵
抗効果型素子、フォト・ダイオード等の光電素子、感圧
ダイオード等の感圧素子、およびサーミスタ等の感温素
子がある。これらのうち、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2て、磁気カード
読取機、磁気テープ装置等の読取用ヘッドとして用いら
れている。
磁気抵抗効果型素子ヘッドは、磁気テープ等の記録媒体
に対して、磁気ヘッドの先端部で接触する際の磁化状態
を、電極の両端間に電流を流したときのヘッドの抵抗値
の変化を出力として取り出すものである。
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
、従来より、例えば第1図に示すような回路が用いられ
ている。第1図において、1は2端子型磁気抵抗効果型
磁気ヘツド、10はセンス電流源(定電流)、11はコ
ンデンサ、12は前置増幅器である。
磁気抵抗効果型磁気ヘッド1にセンス電流源lOによる
電流を流すと、媒体上の磁化による磁気抵抗効果型磁気
ヘッド1の抵抗変化が直流電圧に重畳された交流電圧と
なって、コンデンサ11を通り前置増幅器12で増幅さ
れる。
ところで、第1図の回路においては、次のような欠点が
ある。先ず、センス電流源10の定電流によって磁気抵
抗効果型磁気ヘッド1に流れる電流は常に一定であるが
、媒体の走行により磁気抵抗効果型磁気ヘラrlが摩耗
すると、電流が流れる面の断面積が減少するため電流密
度が初期値より増大して、怒気抵抗効果型磁気ヘッド1
の寿命を短縮する。また、前置増幅器12の入力が片チ
□ャネルであるため、入力信号に外来ノイズ−が重畳さ
れてくると、これがそのまま前置増幅器12で増幅され
てしまう。つまり、外来ノイズを除去することができず
、S/Nが悪くなる。さらに、抵抗変化分の交流電圧は
直流電圧に重畳されているが、前置増幅器12で増幅す
るのは交流電圧のみであるため、直流電圧を遮断する必
要がある。
したがって、入力直流分除去用のコンデンサ11は必須
となり、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1から前置増幅器1
2までの距離を短かくできないため、ノイズが入り易く
、やはりS/Nを悪くする要因となっている。また、回
路を大規模集積化する場合、コンデンサ11は集積化で
きないため、回路全体が集積化できなくなってしまう。
そこで、第2図に示すように、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド10両端から出力電圧Vを前置増幅器12に導く場合
、磁気抵抗効果型磁気ヘッドlに流れる電流の密度をで
きるだけ一定にするために、電流調整回路8を設ける方
法が提案された。この調整回路8は直流電源■、と抵抗
R0から構成され、電流の調整は直流電源■2を定期的
に調整し変化させて行う。
第2図の回路では、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1が摩耗
しても、電流密度を一定に保つことができるので、寿命
を短縮しないでずむが、外来ノイズを除去することや集
積化することが困難である。
すなわち、前置増幅器12に入力する直流分を遮断する
ため、コンデンサ11を挿入しなければならず、また増
幅器12には両端子から信号が入力しているように見え
るが、上側の端子は直流電源の一定電圧が加えられてお
り、定電圧端子であるため、やはり片チャネルとなって
いる。
また、従来の改良型磁気抵抗効果型変換器として、第3
図に示すような回路が提案されている(特公昭58−2
7561号公報参照)。
この回路においては、基準電圧+■と抵抗R8゜R8定
電流源10と制御電流発生回路9とで、変換器lの自動
バイアス回路を構成しており、増幅器12の出力電圧を
制御電流発生回路9に与えて、制御電流発生回路9の制
御により定電流源10の電流値を変化させている。また
、磁気抵抗効果型変換器1に対し、抵抗R,,R8を介
して定電流を供給しており、変換器1の抵抗変化による
交流信号を両端から取り出して前置増幅器12の両チャ
ネルの入力としている。しかし、第3図の回路では、制
御電流発生回路9によって磁気抵抗効果型変換器の電流
密度を一定にすることはできず、また前置増幅器120
両チャネルの入力電圧を直流的に零にすることは困難で
ある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、これら従来の欠点を除去し、抵抗変化
素子に流れる電流の密度を一定に保って抵抗変化素子の
長寿命化を図り、かつ耐外来ノイズ性に優れ、大規模集
積回路化が可能な抵抗変化検出回路を提供す、ることに
ある。
〔発明の概要〕
本発明の抵抗変化検出回路は、外部要因により抵抗値が
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にそれぞれエミッタ端子
を接続し、かつベース電位を互いに異ならせた1対のベ
ース接地型トランジスタと、上記抵抗変化素子の両端に
それぞれ抵抗を介して接続された互いに電位の異なる第
1.第2の電源と、一端に上記ベース接地型トランジス
タおよび出力信号線をそれぞれ接続し、′他端にいずれ
も第3の電源を接続した負荷抵抗とを有することに特徴
がある。
〔発明の実施例〕
第4図は、本発明の実施例を示す抵抗変化検出回路の構
成図である。
第4図において、1は磁気抵抗効果型磁気ヘッド、2.
3は磁気抵抗効果型磁気ヘッドに流れる電流の経路とな
る抵抗、4,5は1対のベース接地型トランジスタ、6
,7は負荷抵抗、12は前置増幅器、13はフィ−ドバ
ック回路である。
また、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1の初期抵抗値をRM
IIS電流値をIMR・抵抗2,3の抵抗値をR11%
電流値を各々I 、I ベース接地型トランRBI R
BI % ジスタ牛、5のコレクタ電流を各々I、vIB、負荷抵
抗6,7の抵抗値をR1とする。また、ベース接地型ト
ランジスタ4.5のベース電位は、各々Vref−4−
、Vref−であり、抵抗2の一端は電位■Blの電源
に接続され、抵抗3の一端はフィードバック回路13の
出力である電位■□の電源に接続される。
フィードバック回路13は、前置増幅器12の直流入力
端子間電圧が零になるように、抵抗3の一端の電位を制
御するものである。
すなわち、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1に流れる電流密
度を一定に保つことができない理由は一抵抗変化を検出
する方法として従来より定電流検出方式を用いているか
らであることに着目し、第4図の回路では、磁気抵抗効
果型磁気ヘッド10両端の電位を一定に保つ定電圧検出
方式を用いることによって、磁気ベッド1の電流密度を
一定に保持する6また、外来ノイズが混入しても、前置
増幅器12に対して信号を差動で入力すれば、外来ノイ
ズが相殺されて、有効にこれを除去できる。
しかし、第1図、第2図に示すように、従来の回路では
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一方の端チ電位が、直流的
交流的に固定されているため、差動入力が不可能である
ことを考慮して、第4図の回路では、磁気抵抗効果型磁
気ヘッドlの両端に、ベース電流を異ならせた1対のベ
ース接地型トランジスタ生、5のエミッタ端子を接続す
ることにより、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1の両端の電
位を一定に保つ。したがって、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド1が摩耗しても、電流密度は初期値と変わらない。ま
た、媒体の磁化による磁気抵抗効果型磁気ヘッド1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
れが1対のベース接地型トランジスタ4,5のコレクタ
電流I、、I、の互いに逆位相の変化となる。したがっ
て、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1からベース接地型トラ
ンジスJI4,5に至る信号ラインのインピーダンスを
等しくして、ベース接地型トランジスタ手、5のコレク
タ電流■□、■、を前置増幅器120入力とすれば、磁
気抵抗効果型磁気ヘッド1の抵抗変化を差動増幅するこ
とができる。これにより、外来ノイズは相殺されて除去
きれ、S/Nを改善することができる。
次に、第4図の動作を説明する。
磁気抵抗効果型磁気ヘッド10両端の電圧は、1対のベ
ース接地型トランジスタΦ、5のエミッタ端子間電圧で
ある。ここで、両トランジスタ4゜5のベース・エミッ
タ電圧が等しい値の■Blであれば、トランジスタ奎の
エミッタ電位は(Vref+−VBB ) 、トランジ
スタ5のエミッタ電位番よ(Vref−−Vnm )で
あるから、両エミッタ間電圧は(Vrθf+−Vref
−)となり、常に一定である。
したがって、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1に流れる電流
■Mlは、直流的には次の式で表わされる。
I = (Vref+−Vref−)/ R,、−−−
(1)R 一方、ベース接地型)ランススタ生、5のコレクタ電流
I、、I、、は、それぞれ次式で表わされる。
■0.− IMIl−I□1 ・・・(2)・・・(3
) I、 −IR□−IMPl また、フィードバック回路13により、前置増幅器1.
20両入力端子の直流電圧の差をま零となるように制御
されるため、次式が成立する。
■、−■S −■IRI、 −■!1RL = (’M
R’RB□)R1−(IRBll −’MR)RI、 
−(2IMR(’RBl”RBI))RL=″0 ・・
・(4) 上記(4)式より、次式が導かれる。
2■MR””” RB□+■□、 ・・・(5)すなわ
ち、抵抗2.3に流れる電流の和は、磁気抵抗効果型磁
気ヘッド1に流れる電流の2倍となる。
いま、媒体の磁化によって、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
lの抵抗値が、RMRから(R□+△RMR)に変化し
た場合、磁気抵抗効果型磁気ヘッド10両端の電圧は、
1対のベース接地型トランジスタ4.5のエミッタ端子
により押さえられているため変化せず、電流のみが’M
Rから(I□+Δ■MR)に変化する。この場合、抵抗
2,3を流れる直流電流■RIII l ’RB2は変
化しないから、磁気抵抗効果型磁気ヘッド1の電流変化
は、ベース接地型トランジスタ4,5のコレクタ電流1
.、I、の変化となって現われる。すなわち、コレクタ
電流工、。
■、は、次のようになる。
I、=(I、、+△■MR)−■RB□ ・・・(6)
l11=■R□−(IMR+△’MR) ・・・(7)
したがって、前置増幅器12の入力端子間電圧は、次式
で表わされる。
I V、−V、 l−I、RL−)、1%。
(2IMR−(■RB工+■、。))R+2△IMR−
RL・・・(8) 上式(8ンにおいて、前述のように、2’MR””RB
□+■R□ であるから、これを代入して得られる値は
次のようになる。
IVl−V、I−2へ’up ’ Rr、 ・・・(9
)したがって、前置増幅器12の増幅率をGとすると、
その出力E。は次のようになる。
go=2Δ■M、・RL−G・・・(10)第5図は、
本発明の等価回路図である。
第4図に示すよ゛・うに、本発明の抵抗変化検出回路は
、1ベ一ス電位を異ならせた1対のベース接地型トラン
ジスタキ、5のエミッタ端子を磁気抵抗効果型素子10
両端に接続して、磁気抵抗効果型素子lの抵抗変化によ
る電流変化を伝達し差動増幅することが最も重要な構成
要素であるから、フィードバック回路13を除いても十
分に効果を奏するものである。この場合、前置増幅器1
2の入力端子の直流電圧差が零となるように初期時に調
整しておくのは勿論である。
第杢図の回路からフィードバック回路13を除いたとき
の等価回路は、第5図に示すように、磁気抵抗効果型素
子1の抵抗値を半分ずつ分離して接続した差動増幅器と
なる。すなわち、1対のベース接地型トランジスタ4.
5により、磁気抵抗効果型素子lの抵抗変化による電流
変化を少なくとも2倍に増幅してから、前置増幅器12
0両チャネルの入力端子に加えることになる。第5図に
おいて、■8は磁気抵抗効果型素子1の中点の電位てあ
り、また、1対のベース接地型トランジスタ4,5と磁
気抵抗効果型素子lの接続点には、抵抗RB を介して
電源電圧VB11vBllが印加されている。
このように、第4図、第5図においては、磁気抵抗効果
型磁気ヘッド1の端子間電圧は、1対のベース接地型ト
ランジスタ4,5のベース電位Vref+、 Vref
−の差で決定され、常に一定であるため、磁気抵抗効果
型磁気ヘッドlが摩耗しても電流密度は一定である。ま
た、磁気抵抗効果型磁気ヘッドlの両端から前置増幅器
12までの信号ラインのインピーダンスは等しいので、
信号を差動で前置増幅器12に入力することができる。
さらに、フィードバック回路13を付加した場合、ある
いは初期調整を行った場合には、前置増幅器12の直流
入力端子間電圧を零としているので信号ラインにカップ
リング・コンデンサが不要となり、回路の大規模集積化
が図れる。
なお、各電源電圧の関係で、ベース接地型トランジスタ
牛、5のベース電圧Vref+、 Vref−は互いに
異なる値であ、す、かつ他の電源電圧(+v0゜)(V
、、) (VB、 )に比べ低い電圧であるが、負荷R
1の電源電圧+vooと素子lへのバイアス電源電圧V
B工、■□とは、異なる場合もあり、また等しい場合も
ある。
本実施側では、抵抗変化素子として、磁気抵抗効果型磁
気ヘッドを対象としているが、本発明は、これに限定さ
れることなく、他の抵抗変化素子に適用できるものであ
って、微少抵抗変化を検出する場合、例えば光ディスク
の回生回路やフォト・ダイオードの出力検出回路に適用
可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、抵抗変化素子の
電流密度を一定に保つことができるので、抵抗変化素子
の長寿命化が図れるとともに、変化信号を差動増幅でき
るので、外来ノイズを除去でき、かつカップリング・コ
ンデンサを除くことができるので、回路の大規模集積化
が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図はそれぞれ従来の磁気抵抗効果
型素子の抵抗変化検出回路を示す図、第4図は本発明の
実施例を示す抵抗変化検出回路の構成図、第5図は竺ヰ
図における等価回路図である。 l:磁気抵抗効果型磁気ヘッド、牛、5:べ一ス接地型
トランジスタ、lO:定電流源、11:カップリング・
コンデンサ、12コ前置増幅器、13=フイ一ドバツク
回路。 抛1図 第 2 図 ■」 第 3 図 +V 第5図 vBl ■E XIB2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)外部要因により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
    の両端にそれぞれエミッタ端子を接続し、かつベース電
    位を互いに異ならせた1対のベース接地型トランジスタ
    と、上記抵抗変化素子の両端にそれぞれ抵抗を介して接
    続された互いに電位の異なる第1、第2の電源と、一端
    に上記ベース接地型トランジスタおよび出力信号線をそ
    れぞれ接続し、他端にいずれも第3の電源を接続した負
    荷抵抗とを有することを特徴とする抵抗変化検出回路。
JP15443983A 1983-08-24 1983-08-24 抵抗変化検出回路 Pending JPS6047208A (ja)

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JP15443983A JPS6047208A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 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
US5416645A (en) * 1992-10-27 1995-05-16 Sony Corporation Reproducing circuit having common base amplifier, low-pass filter and peak detector for use with magnetoresistive head

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5416645A (en) * 1992-10-27 1995-05-16 Sony Corporation Reproducing circuit having common base amplifier, low-pass filter and peak detector for use with magnetoresistive head

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