JPS6113314B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気バブル記憶装置に関するものであ
り、更に詳しくは磁気バブル検出のための検出器
に関する。

半導体集積回路技術をはじめとする電子技術の
著しい発展に支えられて電子計算機は急速に小型
化し高速化しており、その信頼度も回路素子のソ
リツドステート化によつて著しく向上している。
更に電子計算機の利用が進むにつれて記憶装置の
記憶容量の増加の一途を辿つており記憶に要する
単価の低減とアクセス時間の短縮が強く望まれて
いる。

大容量の情報を確実に記憶し保持するためには
信頼度の高い不揮発性の大容量記憶装置が必要で
あるが、揮発性の半導体記憶装置をもつてこれを
実現することは困難であり、不揮発性であつても
磁気テープ装置や磁気デイスク装置などは可動部
分を有するという欠陥を有しているので信頼性の
面で要求に適する記憶装置と言い難い。

以上のような技術的背景のもとに発明されたも
のが磁気バブルである。一軸磁気異方性を有する
ガーネツトもしくはオルソフエライト等の磁性薄
板面に垂直に適当な大きさのバイアス磁界を印加
すると円筒状の磁区いわゆる磁気バブルが発生す
る。この磁気バブルを利用してデジタル情報の蓄
積や論理演算等をおこなう磁気バブル利用装置は
不揮発性であることと、全固体素子であることと
大容量であることと比較的高速であること等の理
由からこれらの特性を生かした分野において実用
化が急速に進んでいる。

この磁気バブル利用装置においては磁気バブル
の発生、転送、分割、拡大、検出、消去などの機
能が必要とされる。更にまた磁気バブルの磁性薄
板内に安定に存在させるためのバイアス磁界印加
手段や磁気バブルを転送するための回転磁界印加
手段が必要とされる。

第１図に磁気バブル利用装置に利用される磁気
バブルチツプの代表的な構成例を示す。この構成
はいわゆるメジヤー・マイナー・ループ構成と称
せられるもので、図において１はメジヤー・ルー
プ、２はマイナー・ループ、３は検出器、４は発
生器、５は複製器、６は消滅器、７はトランスフ
アーゲートをそれぞれ示している。なお図におい
て実線は磁気バブル磁性薄板上に形成されたパー
マロイ・パターンによる磁気バブル転送路、破線
は同じく薄板上に形成された金などからなる導体
パターンである。

動作は次のようにしてなされる。まず書込む情
報に応じて発生器４を構成する導体パターンのル
ープ内にバイアス磁界を実効的に弱める方向に電
流を供給してこのループ内に磁気バブルを発生さ
せる。発生した磁気バブルは磁性薄板と同じ面で
回転する駆動磁界によつてメジヤー・ループ１の
上を転送され、各マイナー・ループ２の対向する
位置に１単位分（例えば１ワード分）整列させら
れる。このときトランスフアーゲート７を構成す
る導体パターンに電流を供給してメジヤー・ルー
プ１の上の磁気バブル群を各マイナー・ループ２
の中へ送り込む。各マイナー・ループ２の中へ送
り込まれた磁気バブルは駆動磁界によつてマイナ
ー・ループの中を巡回し情報の格納が終了する。

次に情報の読出しは、読出すべき各マイナー・
ループ２の中の磁気バブルがトランスフアーゲー
ト７に対向する位置に来たとき導体パターンに通
電してメジヤー・ループ１の上へ転送する。メジ
ヤー・ループ１の上へ転送された磁気バブル群は
駆動磁界によつて順次複製器５へ転送される。複
製器５は転送されて来た磁気バブルを２個に分割
して１個をパーマロイ・パターンに沿つて検出器
３へ、他の１個をメジヤー・ループ１を介して再
びマイナー・ループへ送り出す。検出器３は送ら
れて来た磁気バブルを検出効率を上げるために拡
大し、例えば磁気抵抗効果を利用した検出素子に
よつて検出する。なお、検出したあとこの情報を
消去して新しい別の情報を書込む場合には複製器
５で分割された一方の磁気バブルをメジヤー・ル
ープ１に沿つて転送しメジヤー・ループ１の上に
形成された消滅器６によつて消去するとともに新
たな別の情報を発生器４によつて書込む。

第２図は第１図に示した磁気バブルチツプを収
容するパツケージの構成例である。図において、
８は磁気バブルチツプ、９はチツプ搭載プレー
ン、１０は駆動磁界発生用Ｘ―Ｙコイル、１１は
フエライト・ヨーク、１２はバイアス磁界印加用
薄板マグネツト、１３はシールド・ケースであ
る。

本発明は、上述の磁気バブル利用装置の、特に
磁気バブル検出器に関するものである。

磁気バブルの検出は、磁気バブルの発生、転
送、消滅などとならんで磁気バブル素子の基本機
能の一つである。特に最近では高密度化のために
磁気バブルの径が小さくなつていることや、これ
によつて発生する磁界の大きさが小さいことなど
のため効率のよい検出素子が望まれている。磁気
バブルの検出方法は、次の３つに大別される。

１ 電流磁気効果を用いる方法 ２ 光学的フアラデー効果を用いる方法 ３ 磁束変化をピツクアツプコイルで電気信号に
変換する方法 これらのうち、電流磁気効果を用いる方法は他
の方法に比べて装置に組込むことが容易で量産に
適していることなどの理由から現在では主流とな
つている。また電流磁気効果を用いる方法とし
て、半導体ホール効果素子、擬似ホール効果素
子、磁気抵抗効果素子などが知られているが、特
に磁気抵抗効果素子は他の機能パターンと同様に
パーマロイを用いることができ、これらを一括し
て形成することができるという利点があるため、
ほとんどの装置がこの素子を採用している。磁気
抵抗効果素子は電流と同じ方向に設定した磁化容
易軸が磁気バブルからの浮遊磁界によつて電流と
直角の方向に回転したときに生ずる抵抗値の変化
を、その両端の電圧変化として検知するものであ
る。

ところが検出素子は磁気バブルによる磁界変化
のみならず、磁気バブルを転送するために印加さ
れる回転磁界の変化をも検知し、しかも転磁界の
変化の絶対値は磁気バブルによる磁界変化の絶対
値に比べて非常に大きいため信号対雑音比が非常
に低い。そこで従来は第３図に示すように同じ形
状寸法の２個の検出素子を配置し、その各出力端
子を差動増幅器の入力端子に接続してその差分を
検出するようにし以て回転磁界による雑音成分を
相殺し磁気バブルによる磁界の変化のみを検出す
るようにしている。第３図のａとｂは検出素子を
磁気バブルの転送方向に沿つて１ピツチ離して配
置し、しかも磁気バブルによる情報の転送を２ピ
ツチ間隔でおこなつている。すなわち、一方の検
出器が磁気バブルによる磁界の変化を検知してい
るときには他方の検出器は必ず回転磁界の変化の
みを検知するようにしたものであり、ａはサーペ
ンタイン型磁気抵抗効果検出素子を用いた例であ
り、ｂはネルソン型磁気抵抗効果素子を用いた例
である。第３図ｃは２つの検出素子を磁気バブル
の転送方向に対し直角方向に配置し磁気バブル列
を図示されざる前段に設けられたゲート手段によ
つて２つの検出素子に交互に切替えて転送し検出
するようにしたものであり、したがつて一方の検
知素子が磁気バブルを検出しているときには他方
の検出素子は必ず回転磁界の変化のみを検知す
る。第３図ｄは一方の検出素子を磁気バブルが全
く来ない磁性薄板領域、すなわちガード・レール
の外側に配置し常に回転磁界の変化のみを検出す
るようにしたものである。

しかし、第３図ａおよびｂの方法は、磁気バブ
ルによる情報の転送を磁性体パターンの１ピツチ
毎に、すなわち連続しておこなう場合には回転磁
界の変化を相殺して磁気バブルによる磁界変化の
みを検出することができないという問題があり、
また同図ｃおよびｄの方法は２個の検出素子の配
置場所が離れているため特性の揃つた検出素子を
形成することができず、また２つの検出素子につ
いてバイアス磁界、回転磁界、結晶（磁性薄板）
の特性などの条件を揃えることが非常に難しく、
したがつて回転磁界の影響を完全に相殺すること
ができないという問題がある。

本発明はこれらの従来例の問題点を取除くため
になされたものであつて、磁気バブル転送路上で
且つ磁性体パターンの１ピツチ内に２個の検出素
子を配置したものである。

第４図は本発明にかかる実施例であつて２個の
ネルソン型磁気抵抗効果検出素子２１と２２の各
構成部分を次に述べるように交互に入組み、２個
の検出素子２１と２２の中心線を一致させたもの
である。ネルソン型磁気抵抗効果検出素子はシエ
ブロン型磁気バブル拡大素子を構成する各シエブ
ロンパターンを交互に山の部分と端の部分で接続
して検出素子として形成したものである。本発明
にかかる磁気バブル検出器は図から明らかなよう
に、この一方のネルソン型磁気抵抗効果検出素子
の隣接する２個のシエブロンの端を接続した部分
のシエブロンパターンの間隔を開けて、この開け
た部分に他方のネルソン型磁気抵抗効果検出素子
の隣接する２個のシエブロンパターンの山を接続
した部分を入組ませ、両方のシエブロンパターン
の数を等しくし、かつすべてのシエブロンパター
ンが同じピツチで同一直線上に来るように配置し
たものである。このようにして形成した検出器
に、シエブロン型磁気バブル拡大素子によつて拡
大された磁気バブルが例えば第４図において下方
から転送されて来ると、シエブロンパターンの端
を接続した部分が下側に形成されている検出素子
２１にはａに示すような抵抗変化が、またシエブ
ロンパターンの端を接続した部分が上側に形成さ
れている検出素子２２にはｂに示すような抵抗変
化が、それぞれ回転駆動磁界の変化に起因する正
弦波状の抵抗変化に重畳して生ずる。ここで重要
なことは、磁気バブルによつて各検出素子２１と
２２に生ずる抵抗値の変化に大小２つのピークが
あり、一方の検出素子２１に大きいピークが生じ
るとき他方の検出素子２２には小さいピークが生
じ、また一方の検出素子２１に小さいピークが生
じるとき他方の検出素子２２には大きいピークが
生じること、及び回転駆動磁界によつて２つの検
出素子２１と２２に生ずる抵抗変化が等しいこと
である。したがつて、これらの検出素子２１と２
２に直流電流を流し、抵抗変化を電圧変化として
検出しそのそれぞれの出力を差動増幅器に加える
と、回転駆動磁界によつて生ずる電圧変化が相殺
されて磁気バブルによつて生ずる電圧のみが得ら
れる。

雑音が相殺されたあとの差動増幅器の出力波形
を同図ｃに示す。

以上、実施例について説明したように本発明に
よれば検出器を構成する２個の検出素子を構成す
る各要素を同一転送路上で且つ１パターンピツチ
内において交互に入組ませて配置するように形成
しているので、両方の検出素子の出力を差動増幅
することによつて回転駆動磁界による雑音成分を
相殺し磁気バブルによる信号成分のみを検出する
ことができる。したがつて本発明は、連続した磁
気バブル情報を効率よく読出すことが可能とな
る。しかも本発明によれば、第４図ｃに示す出力
電圧波形からわかるように１回転磁界周期内にお
いて極性の異なる２つのピークが発生するため、
その両ピーク電圧の差分を読出すことで、より大
きな検出出力を得ることができる。このことは今
後磁気バブルが増々微小化し高記憶密度化しさら
には高速化するこの種の装置にあつて実用上の効
果は絶大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気バブルチツプの構成例、第２図は
磁気バブルチツプを収容するパツケージの構成例
を示す。第３図は磁気バブル検出器を形成する検
出素子の配置に関する従来例を示す。また第４図
は本発明実施例における検出素子の配置と各検出
素子の抵抗値の変化および検出器の検出出力を示
す。 図において、２１，２２は磁気バブル検出素子
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 面内回転磁界駆動方式によつて転送される磁
   気バブルを磁気抵抗効果を用いた検出素子によつ
   て検出する装置において、磁気バブル転送路上で
   且つ磁性体パターンの１ピツチ内に差動増幅器に
   接続された２個の検出素子を配置したことを特徴
   とする磁気バブル検出器。