JPS6325818A - 磁気抵抗効果型磁気ヘツド - Google Patents

磁気抵抗効果型磁気ヘツド

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JPS6325818A
JPS6325818A JP16921386A JP16921386A JPS6325818A JP S6325818 A JPS6325818 A JP S6325818A JP 16921386 A JP16921386 A JP 16921386A JP 16921386 A JP16921386 A JP 16921386A JP S6325818 A JPS6325818 A JP S6325818A
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lead
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JP16921386A
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Shigemi Imakoshi
今越 茂美
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Sony Corp
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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】 以下の順序で本発明を説明する。
A 産業上の利用分野 B 発明の概要 C従来の技術 D 発明が解決しようとする問題点 E 問題点を解決するための手段(第1図)F 作用 G 実施例 G1一実施例(第1図〜第3図) G2他の実施例(第4図) H発明の効果 A 産業上の利用分野 本発明は、交流バイアス磁界を用いる、磁気抵抗効果型
磁気ヘッド(以十MR型磁気ヘッドという)に係わる。
B 発明の概要 本発明は、交流バイアス磁界を用いるMR型磁気ヘッド
において、感磁素子の一端に接続された1対の信号導出
線と、他端に接続された第3の信号導出線とにより、感
磁素子に略対称に1対のル−プを形成し、この1対のル
ープがバイアス導線により形成されるループとそれぞれ
重なる面積を互いに等しくすることにより、バイアス導
線と信号導出線との間の電磁結合を相殺させて、不要交
流成分が信号導出線に誘起されることを防止するように
したものである。
C従来の技術 従来、一般のMRR磁気ヘッドは、その感磁素子が単層
の磁気抵抗効果を有する磁性r@(以下MRR性層とい
う)によって構成され、このMRR性層に与えられる信
号磁界に基づく抵抗変化を検出するために、センス電流
が、MR磁磁性病に対し、その面方向に沿い、且つ磁気
記録媒体との対接(ないしは対向)而のトランク幅方向
に沿う方向に、つまり、磁気記録媒体からり、えられる
信号磁界と直交する方向に流されていた。
D 発明が解決しようとする問題点 この単層のMRR性層は、磁気異方性エネルギー、形状
異方性等に起因する静磁エネルギー等の和が層全体とし
て最小となるような磁区構造をとる。すなわち、第5図
にネオように、この単I−磁性層が、長方形の薄膜磁性
層(51)であり短辺方向に磁気異方性を有する場合、
その面内において、短辺方向に沿って磁化方向が交互に
逆向きの磁区(52)  ((52a ) 、  (5
2c )  ・・・)が生じると共に、これら隣り合う
磁区(52)に関して閉ループを形成するように、その
両端間に、磁性層(51)の長辺方向に沿って順次逆向
きの磁区(53)((53b ) 、  (53d )
  ・・・)が生じている。したがって、このような磁
性層に外部磁界が与えられると各磁区間の磁壁(54)
 、  (55)が不連続に移動し、これによりバルク
ハウゼンノイズが発生するという問題があった。
このようなバルクハウゼンノイズを回避するために、歩
出別人は、既に特願昭60−247752号において積
層MRR磁気ヘッドを提案している。
まず、第6図〜第8図を参照しながら、既提案のMRR
磁気ヘッドに用いる積層MRR磁素子について説明する
既提案においては、第6図に示すように、感磁素子(2
)は、非磁性中間層(3)を介してその上下に少(とも
一方が、MRR性層より成り、夫々軟磁性体より成る磁
性層(4)及び(5)の積層構造とする。非磁性中間層
(3)の厚さは、陶磁性層(4)及び(5)間に、クー
ロンの法則に従う静磁的相互作用が支配的に作用するよ
うな厚さ、例えば5〜5000人に選定する。また、陶
磁性層(4)及び(5)は、その飽和磁束密度、厚さ等
の選定によって肉離性M(4)及び(5)の磁束量が一
致するように選定される。
感磁素子(2)の陶磁性層(4)及び(5)をMR磁性
jiとするときは、肉離性JFf f4)及び(5)は
同一の材料、寸法形状とすることが望ましいが、一方を
MR効果がないか殆んどない材料によって構成するとき
は、この磁性層は、MR効果のある磁性層に比し充分大
なる電気抵抗を有するようにその材料及び厚さ等の選定
を行う。
既堤案においては、その感磁素子(2)は、非磁性中間
層(3)を介して磁性層(4)及び(5)が積層された
構造とされていることによって、外部磁界が与えられて
いない状態では、第6図に示すように、磁性層(4)及
び(5)は、矢印M4及びM5で不すように夫々磁化容
易軸Aeの方向に互いに反平行の磁化状態にあり、陶磁
性層(4)及び(5)に関して、磁束が全体的に閉じた
状態にあり、磁壁が生じていない。
このような感磁素子(2)に対し、その磁化困難軸Ah
の方向に外部磁界Hを強めていくと、第7図へにボす外
部磁界が加えられない反平行の磁化状態から、外部磁界
Hにより同図Bに示すように磁化が回転し、更に強い外
部磁界により、同図Cに示すように、陶磁性層(4)及
び(5)が同方向に磁化される。第7図においてはその
磁化状態を、磁性層(5)に関しては実線矢印で、磁性
Wt (4)に関しては破線矢印で模式的に不ず。この
場合陶磁性層(4)及び(5)においてその面内で磁化
が回転するので、磁壁が生ずることがない。つまり、陶
磁性層(4)及び(5)の磁化困難軸方向を磁束の伝ル
方向とすることによってWL壁移動に起因するバルクハ
ウゼンノイズが回避される。
次に既提案によるMR磁気ヘッドの動作を第8図を参照
して説明する。第8図は、感磁素子(2)の肉離地層(
4)及び(5)のみを模式的に示したもので、これら磁
性層(4)及び(5)は初期状態で同図A中に示すよう
に、幅方向に磁化容易軸Aeを有する。そして肉離地層
(4)および(5)にセンス電流Iを通ずると、非磁性
中間層(図示せず)を挟んで対向する肉離地層(4)及
び(5)にはセンス電流Iと直交する互いに逆向きの磁
界が発生し、これによって磁性層(4)及び(5)は同
図に実線及び破線矢印M4及びM5で不ずように磁化さ
れる。
一方、この感磁部(2)に電流Iに沿う方向に外部から
バイアス磁界HBが与えられると、このバイアス磁界H
Bによって、磁性層(4)及び(5)の磁化の向きは、
同図Bに矢印M4b及びM5bで示すように、所要の角
度だけ回転される。このバイアス磁界H[lによって与
えられる磁化の方向は、電流lの方向に対してほぼ45
゛となるように、そのバイアス磁界H8の大きさが選ば
れる。
尚、このようにバイアス磁界Hsによってセンス電流I
に対してはば45°の磁化を5えることによって高い感
度と直線性を得ることができることについては、通當の
MR型磁気ヘッドにおいて行われていると1司様である
そし°ζ、この状態で第8図Cに示すように、信号磁界
Hsがセンス電流Iに沿う方向、すなわち磁化困難軸A
hの方向に与えられると磁化が回転し、矢印M4s及び
M2Sに示ずように、その磁化の方向が時計方向及び反
時計方向にそれぞれ角度θL及び−01回転する。これ
によって各磁性層(弔及び(5ンがMR磁性層である場
合は、夫々抵抗変化が生じるごとになるが、このMR磁
性層の抵抗の変化は角度の変化をθとするときcos’
 θに比例1゛るので、今、第8図Bにおける肉離地層
(4)及び(5)の磁化M4b及びM5bが互いに90
°ずれているとすると、θ1及び−θ1の変化で、肉離
地層(4)及び(5)に関して抵抗の変化の増減が一致
する。つまり、一方の磁性層(4)の抵抗が増加すれば
、他方の磁性層(5)もその抵抗は増加する方向に変化
する。そして、これら磁性層(4)及び(5)の抵抗変
化、ずなわち感磁素子(2)の両端の端子t1及びt2
間に抵抗変化を生じ、この抵抗変化を端子t1及びt2
間の電圧変化として検出することができる。
第8図の例では信号磁界Hsに対して略々直交する方向
に磁化容易軸Aeを有する磁性層について述べたが、磁
性層の主面内に磁気異方性を有しない等方的磁性層を用
いても同様である。この場合には、比較的小さなセンス
電流を流せば、磁化方向がセンス電流と直交し、つまり
信号磁界の方向と直交するため、バルクハウゼン雑音は
発生しない。
上述したように、既提案のMR型磁気ヘッドにおいては
、MR感磁素子(2)を、磁性層(4)及び(5)が非
磁性中間層(3)の介在によっ°ζ、静磁的結合状態に
あるように、つまり、クーロンの法則に従う相互作用に
よる結合が充分強い状態にある積層構造とされ、しかも
信号磁界H3とセンス電流Iの方向を同方向としたこと
によってバルクハウゼンノイズが確実に排除される。
ところで、前述のように、MR感磁素子(2)の抵抗値
の変化はcos’ θに比例するため、これに基く信号
出力には2次高調波歪が付随する。また、抵抗値の変化
分が高々5%程度と小さいものであるのに対して、抵抗
値の温度係数が1度当り約0.3%程度と大きいため、
温度ドリフトが太きい。
更に、動作時に磁気記録媒体と摺接する場合は、ヘッド
の温度が不規則に変化し、所謂、摺りJノイズが発生ず
る。
直流バイアス磁界を用いるMRヘッドの、上述のような
問題点を解消するために、本出願人は、特開昭61−5
4005号(特願昭59−176476号)において、
交流バイアス磁界を用いる「磁気抵抗効果型磁気ヘッド
装置」を既に提案している。
本出願人による上述の交流型MRヘッド装置は、比較的
大41幅の両極性矩形波バイアス磁界と、この矩形波に
同期させた極性反転出力とを用いることにより、単一の
MR感磁素子を有しながら、等価的に差動型MRヘッド
を構成するものである。
これにより、特性曲線の非直線性が改善されて、歪のな
い再生信号が得られる。
また、前述の温度ドリフトや摺動ノイズはこの等価的差
動MRヘッドに対して同相となるため、その影習は充分
に抑圧される。
更に矩形波による変調増幅となるため、直流を含む超低
周波磁界の検出が口J能であると共に、矩形波の周波数
が妬く選定されるため、増幅器の入力インピーダンスが
低い場合でも、結合コンデンサの容量を小さく選定する
ことができる。
ところで、既提案のMRヘッドでは、通常、第9図に示
すように、1対の端子(2c)及び(2d)に、それぞ
れ信号導出線(リード)(2cc)及び(2dd )を
介して、積MMR感磁素子(2)が「コ」字状に接続さ
れ、他の1対の端子(10a)及び(10b)にMR感
磁素子(2)及びリード(2dd )を跨いでバイアス
導線(10)が同じく「コ」字状に接続される。MR感
磁素子(2)からのリード(2cc)。
(2dd)の抵抗を小さくするために、通常、端子(2
c)及び(2d)はバイアス導線(10)のための端子
(10a)及び(10b)の内側に配される。
そして、第10図に示すように、バイアス電流源(22
)及び増幅器(24)がMRヘッドの各端子と、例えば
フレキシブル印刷配線板のような多条平行リード(図示
せず)を介して接続される。なお、第10図では、M 
F2感磁素子(2)にセンス電流IMRを流ずための定
亀流椋や結合コンデンサの図ポは省略されている。
ところが、MRヘッドの各端子が第9図のように配設さ
れている場合、MR感磁素子(2)から、端子(2c)
及び(2d)を経て、増幅器(24)に至る出力信号経
路と、バイアス電流源(22)から、端子(10a)及
び(fob)を経て、バイアス導線(10)に至る電流
供給経路とは、かなりの長さとなる多条平行リードの区
間で電磁的に結合している。
また、MRヘッド内では、端子(10a)から、バイア
ス導線(10)を経て、端子(10b)に流れるバイア
ス電流iBによっ“ζ発生ずる磁束が、積層MR感磁素
子(2)と両リード(2cc )及び(2dd )によ
って形成される信号導出ループに鎖交する。
加えて、MR感磁索子(2)は、後述のように、磁性基
板(1)(第2図参照)にきわめて近接しており、バイ
アス導線(10)はMR感磁素子(2)と電磁的にかな
り密に結合している。
等価的には、MRヘッドのこの結合状態は、第10図に
ボすように変成器T1として表わされる。
即ち、変成器T1の1次巻線(10/)及び2次巻線(
2E)は、バイアス導線(10)及びMR感磁素子(2
)をそれぞれ示す。なお、抵抗器(10r)及び(2r
)はそれぞれバイアス導線(10)及びMR感磁素子(
2)の抵抗器である。
このような電磁結合により、信号出力経路にバイアス電
流の周波数の不要交流成分が誘起される。
バイアス電流18の周波数は、記録信号のhk、高周波
数の例えば3倍以上のように、かなり冊く選定されるた
め、信号出力経路に誘起される不要交流成分のレベルは
かなり大きくなり、増幅器(24)を飽和させる虞があ
った。
また、この不要交流成分は、前述の同期化出力信号に著
しいオフセット電圧を発生させてダイナミックレンジを
縮小させるという問題があった。
か\る点に鑑み、本発明の目的は、fd号出力経路とバ
イアス電流供給経路との間の不要な電磁結合を相殺した
磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供するとごろにある。
E 問題点を解決するための手段 本発明は、磁気抵抗効果型の感磁素子の一端に第1及び
第2の信号導出線が接続されると共に、感磁素子の他端
に第3の信号導出線が接続され、第1及び第2の信号導
出線は第3の信号導出線を中心に略対称に配設され、第
1及び第3の信号導出線により第1のループが形成され
ると共に、第2及び第3の信号導出線により第2のルー
プが形成され、感磁素子にバイアス磁界を与えるための
交流バイアス電流が流れるバイアス導線により形成され
るバイアスループと第1及び第2のループとがそれぞれ
重なる面積が互いに等しくなるようにした磁気抵抗効果
型磁気ヘッドである。
F 作用 か\る構成によれば、信号出力経路とバイアス導線との
電磁結合が相殺されて、信号導出線からの不要交流成分
の導出が防止される。
G 実施例 G1一実施例 以下、第1図〜第3図を参照しながら、本発明による磁
気抵抗効果型磁気ヘッドをシールド型磁気ヘッドに適用
した一実施例について説明する。
本発明の一実施例の機械的構成を第1図及び第2図に示
す。この両図において、第9図に対応する部分には同一
の符号を付して一部説明を省略する。
第1図において、MR感磁素子(2)の一端(2a)に
1対のリード(2aar )及び(2aa2)が接続さ
れると共に、他端(2b)に第3のリード(2cc)が
接続される。1対のリード(2aa1)及び(2aa2
)は、MR感磁素子(2)及びリード(2cc)を中心
として略対称に配設され、端子(2C)の近傍で第3の
リード(2cc)を跨いで、「口」字状に連結されて端
子(2d)に接続される。バイアス導線(10)の1対
の端子(10a)及び(10b)が互いに隣接して配設
され、一方のリード部(10bb)が、バイアス導線(
10)と略1’ U J字状をなすように折曲げられて
、端子(10b)に接続される。
バイアス導線(10)がMR感磁素子(2)並びに1対
のリード(2aat )及び(2aa2)を跨ぐと共に
、バイアス導線(10)のリード部(10bb)がリー
ド(2aax ) 、  (2aa2)及び(2cc)
を跨いで配設される。なお、信号導出用の端子(2C)
及び(2d)はバイアス導線(10)のための端子(1
0a)及び(fob)の外側に配設される。
第1図の実施例の■−■線における断面を第2図に示す
第2図において、:1l−Zn系フェライト、Mn−Z
n系フェライト等の磁性基板(1)の上に、この基板(
1)が導電性を有する場合は、5i(h等の非磁性絶縁
層を形成し、これの上にMR感磁素子(2)を、磁気記
録媒体との対接ないしは対向面(6)に一端が臨むよう
に形成する。MR感TI!II素子(2)の他端に非磁
性の導電層(2cc)を接続し、この導電層(2cc)
の上に、絶縁層を介して、導電層(2aa)を形成する
。この導電層<2aa)は、絶縁層に適宜設けられた窓
を通して、MR感磁素子(2)の一端(2a)に接続さ
れる。
また、導電層(2aa )を横切ってこれらの上には、
絶縁層を介してバイアス導電層(10)及び(10bb
)を設け、更に絶縁層を介して、磁性板(12)を設け
る。
MR素子(2)は、その磁性層(4)及び(5)のうち
の少くとも一部のMR効果のある磁性層を、例えばFe
+Co+Niのいずれか或いはその2棟以上の合金層に
よって構成し得る。また、磁性層(4)または(5)の
いずれか一方をMR効果のない磁性層によって構成する
場合は、高透磁率の例えばセンダスト、Moパーマロイ
、Co系アモルファス合金膜等によって構成し得る。ま
た非磁性中間層(3)としては、SiO2+^I20g
 + Ti 、 Mo等の非磁性膜によって構成し得る
ものであり、各層!3>、(41及び(5)は、夫々ス
パッタリング等によって形成し得る。このようにして、
例えば300人厚OHiFe合金磁性層を40人の5t
O2を介して積層した4μ×4μのMR感磁素子が得ら
れる。
上述の構成により、第1図の実施例においては、MR感
磁素子(2)からの出力信号経路のうち、ヘッドと増幅
器(24)とを接続する多条平行リード(図示せず)の
区間ではバイアス電流iBによる磁束が鎖交せず、この
区間の電磁結合は実質的に零となる。
また、第1図の実施例においては、1対のIJ−ド(2
aa1)及び(2aa2)がそれぞれMR感磁素子(2
)及び第3のリード(2cc)と形成する第1及び第2
の信号導出ループは、磁性基板(1)及び磁性板(12
)の間にあって、バイアス導線(10)及びそのリード
部(10bb)が形成するバイ”7スループとかなり密
に電磁結合している。そして、バイアス電流1Bと、M
R感磁素子(2)から流れ出る検出電流IMRとの関係
が、第1のリード(2aat )の部分のIMRIでは
互に逆方向であるに対し、第2のリード(2aa2)の
部分の1MR2では同一方向となっている。即ち、両信
号導出ループとバイアスループとの電磁結合は互に逆極
性となっている。
前述のように、1対のリード(2aa1)及び(2aa
2)は、第3のリード(2cc)を中心に略対称に配設
されているので、両信号導出ループがそれぞれバイアス
ループと重なる面積は互に等しくなり、両信号ループと
バイアスループとの結合度もまた互に等しくなる。
この両信号導出ループとバイアスループとの結合状態は
、第3図に示すように、等測的に2個の変成器T1及び
T2として表わされる。そして、上述のように、第1及
び第2のにを号導出ループの電磁結合が互に逆極性であ
るため、例えば、第1及び第2の変成器T1及びT2の
各1次巻線(10jり及び(10m )が同極性で直列
に接続されるに対して、各2次巻線(2E)及び(2m
)が互に逆極性で並列に接続される。
これにより、・第3図の両変成器Tl及びT2の各2次
巻線(2Iり及び(2m)に誘起されるバイアス交流成
分のレベルが等しくなり、相殺されて、端子(2C)及
び(2d)間にバイアス交流成分が導出されることがな
く、増幅器の飽和、オフセットによるダイナミックレン
ジの縮小等の問題が解消される。
G2他の実施例 次に、第4図を参照しながら、本発明をヨーク型磁気ヘ
ッドに適用した他の実施例について説明する。
本発明の他の実施例の構成を第4図に示す。この第4図
において、第1図及び第9図に対応する部分には同一の
符号を付して重複説明を省略する。
第4図において、図示を省略した磁性基板(第2図参照
)の上に、絶縁層を介して、バイアス導線(10)が略
rUJ字状に形成され、バイアス導線(10)の上に、
更に絶縁層を介して、積層MR感磁素子(2)が形成さ
れる。
そして、このMR感磁素子(2)を扶んで、その前方及
び後方、すなわち記録媒体との対向ないしは対接面側と
これとは反対側との両端部に前方磁性層(8)と後方磁
性層(9)とが配置される。これら磁性Jif (81
及び(9)は例えば電気伝導性を有し、かつMR効果が
殆どなく、磁気異方性をセンス電流と直角方向に有する
金属磁性I−によって構成される。前方磁性層(8)は
、その一端が磁気記録媒体との対接ないしは対向面に臨
み、この面から後退して配設されたMR感磁素子(2)
に信号磁束を導く、所謂、ヨークである。また、後方磁
性IW (91は、絶縁層に通針穿設された窓を通して
、磁性基板(図示を省略)に密に結合される。
本実施例においては、1対のリード(2aa【)及び(
2aa2)が前方磁性層(8)に接続されると共に、第
3のリード(2cc)が後方磁性層(9)に接続される
か\る構成により、本実施例においても、前述の一実施
例と間様に、バイアスループと両信号導出ループとの電
磁結合が相殺されて、(バ号出力経路への不要交流成分
の導出が防止される。
H発明の効果 以上詳述のように、本発明によれば、バイアス導線と磁
気抵抗効果型の感磁素子の信号導出線との間の電磁結合
に対して、感磁素子の一端に1対の信号導出線を接続し
、この1対の信号導出線と感磁素子の他端に接続された
信号導出線とによって感磁素子に略対称に形成される1
対のループがバイアス導線により形成されるループとそ
れぞれ甫なる面積を互に等しくするようにしたので、バ
イアス系と信号系との間の電磁結合が相殺され”ζ、不
要交流成分の導出が防止された磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの一実施例の機械的構成を示す路線平面図及び断面
図、第3図は本発明の一実施例の等価回路を示す結線図
、第4図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第5図〜
第7図は本発明を説明するだめの斜視図及び平面図、第
8図は既提案の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの動作状態を
説明するための概念図、第9図は既提案の磁気抵抗効果
型磁気ヘッドの機械的構成例を示す路線平面図、第10
図は既提案の磁気抵抗効果型磁気へ・ノドの等価回路を
示す結線図である。 (2)は磁気抵抗効果型感磁素子、(2aa1) 。 (2aa2) 、  (2cc )は信号導出線、(1
0)はノマイアス導線である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 磁気抵抗効果型の感磁素子の一端に第1及び第2の信号
    導出線が接続されると共に、上記感磁素子の他端に第3
    の信号導出線が接続され、 上記第1及び第2の信号導出線は上記第3の信号導出線
    を中心に略対称に配設され、 上記第1及び第3の信号導出線により第1のループが形
    成されると共に、上記第2及び第3の信号導出線により
    第2のループが形成され、 上記感磁素子にバイアス磁界を与えるための交流バイア
    ス電流が流れるバイアス導線により形成されるバイアス
    ループと上記第1及び第2のループとがそれぞれ重なる
    面積が互いに等しくなるようにしたことを特徴とする磁
    気抵抗効果型磁気ヘッド。
JP16921386A 1986-07-18 1986-07-18 磁気抵抗効果型磁気ヘツド Pending JPS6325818A (ja)

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JPS6325818A true JPS6325818A (ja) 1988-02-03

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JP16921386A Pending JPS6325818A (ja) 1986-07-18 1986-07-18 磁気抵抗効果型磁気ヘツド

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