KR830000380B1

KR830000380B1 - Magnetic read head

Info

Publication number: KR830000380B1
Application number: KR1019790001176A
Authority: KR
Inventors: 드 니에 에드몽
Original assignee: 디. 제이. 사커스; 엔. 브이. 필립스 글로아이람펜파브리켄
Priority date: 1979-04-13
Filing date: 1979-04-13
Publication date: 1983-03-05

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Magnetic read head

제1도는 부궤환자계를 교류전류에 의해 발생하는 전기바이어스를 가지는 판독헤드를 도시한 선도.1 is a diagram showing a readhead having an electrical bias generated by an alternating current in a negative feedback magnetic field.

제2도는 자기바이어스되지 않는 자기저항소자의 저항 R의 변화를 외부자게 Hy의 함수로서

R/

Rmax의 종축과 Hy/Ho의 횡축상에 도시한 그래프.2 shows the change in resistance R of a magnetoresistive element that is not magnetically biased as a function of Hy to an external party.

R /

Graphs on the longitudinal axis of Rmax and the abscissa of Hy / Ho.

제3도 및 제4도는 부궤환자게를 교류전류에 의해 발생시키는 자기바이어스된 판독헤드의 제1 및 제2 변형예를 제각기 도시한 선도.3 and 4 are diagrams illustrating first and second modifications of the magnetically biased readhead, respectively, in which the negative feedback cradle is generated by an alternating current.

제5도는 자기바이어스된 자기저항소자의 저항 R의 변화를 횡단방향의 외부자계 Hy의 함수로서

R/

Rmax의 종축 및 Hy/Ho의 횡축상에 도시한 그래프.5 shows the change of the resistance R of the magnetically biased magnetoresistive element as a function of the external magnetic field Hy in the transverse direction.

R /

Graphs on the longitudinal axis of Rmax and the abscissa of Hy / Ho.

제6도는 본 발명을 설명하기 위한 판독헤드의 단면도.6 is a cross-sectional view of the readhead for explaining the present invention.

제7도는 제1,3 및 4도에 도시한 판독헤드에 사용될 부궤환선을 가진 자기저항소자를 도시한 평면도.7 is a plan view showing a magnetoresistive element having a negative feedback line to be used for the readhead shown in FIGS. 1, 3 and 4;

제8도 및 제9도는 제6도 및 제7도에 도시한 자기저항소자를 가진 판독헤드의 실시예를 제각기 도시한 선도.8 and 9 respectively show an embodiment of a readhead having a magnetoresistive element shown in FIGS. 6 and 7, respectively.

제10도 및 제11도는 부궤환자계를 사용하지 않을 경우와 부궤환자계를 사용할 경우에 횡단방향의 외부자게 Hy의 강도의 다름에 의한 자기저항소자의 왜곡변화를 데시벨(dB)로 제각기 도시한 그래크.10 and 11 respectively show the distortion change of the magnetoresistive element in decibels (dB) due to the difference in the strength of the external magnetic force in the transverse direction when the negative feedback magnetic field is not used and when the negative feedback magnetic field is used. Grack.

제12도는 부궤환자계를 교류에 의해 발생시키며 자기바이어스된 자계를 직류에 의해 발생시키는 자기바이어스된 판독헤드를 도시한 선도.12 is a diagram illustrating a magnetic biased readhead which generates a negative feedback magnetic field by alternating current and a magnetic biased magnetic field by direct current.

본 발명은 정보표시자계를 검출하기 위한 자기판독헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic read head for detecting an information display magnetic field.

자기판독헤드는 문헌 : “The Barberpole, a linear magnetoresistive head”(1975년 9월, 제Mag 11권, 제5호, 1215면 내지 1217면)에 공지되어 있는데, 이같은 판독헤드는 거의 평탄한 자기저항소자를 구비하고 있으며, 상기 저항소자는 기판상에 장치되며, 자화용이 축은 이 저항소자의 면내에 있는 금속강자성 재료로서 이루어진다. 상기 저항소자는 대향위치된 2개의 단무에 접점을 가지며, 이들 접점은 측정전류공급원 및 판독증폭기에 대한 접속을 형성하기 위한 것이다.Magnetic read heads are known from the literature: The Barberpole, a linear magnetoresistive head (September 1975, Vol. 11, No. 5, p. 1215 to p. 1217), which readheads are almost flat magnetoresistive elements. And the resistance element is mounted on a substrate, and the axis for magnetization is made of a metal ferromagnetic material in the plane of the resistance element. The resistive element has contacts at two opposingly positioned single radishes, which are for forming a connection to the measuring current supply and the read amplifier.

이같은 공지의 자기저항 판독헤드의 동작은 작은 비등방성을 가진 강자성 금속재료, 예를들어, Ni-Fe의 스트립(strip) 형성소자를 사용하는 것에 기초를 둔 것으로, 상기에 스트립 형상소자는 그의 일단면부를 자기기록매체에 순간 접촉케하고 있다. 상기 기록매체의 자계는 상기 소자의 자화에 변화를 발생케하고 소위 자기저항효과에 의해 그 저항을 변조케 한다. 이것은 기록매체가 헤드를 통과할때 기록매체상에 존재하는 정보표시자계가 자기저항소자의 회전계를 회전시켜 그 결과 전기저항이 변하게 됨을 의미한다. 이 경우, 상기 소자에 접속되어 있는 검출장치의 출력신호는 기록매체중에 기억되어 있는 정보의 함수이다.The operation of such known magnetoresistive readheads is based on the use of a strip forming element of a small anisotropy ferromagnetic metal material, for example Ni-Fe, in which the strip-shaped element The face is instantaneously brought into contact with the magnetic recording medium. The magnetic field of the recording medium causes a change in the magnetization of the device and modulates the resistance by the so-called magnetoresistive effect. This means that when the recording medium passes through the head, the information indicator field existing on the recording medium rotates the rotation system of the magnetoresistive element, and as a result, the electrical resistance changes. In this case, the output signal of the detection device connected to the element is a function of the information stored in the recording medium.

외부자계의 영향하에서 자기저항소자의 전기저항은 이차합수로 변화하므로, 아나로그신호의 재생에 있어서는, 보통 저항-자게특성의 직선화에 의해 헤드의 동작을 개량한다. 이같은 목적을 위해, 생기 소자에 바이어스를 주어, 신호자계를 영으로 했을때에 자화의 방향이 소자를 관통하는 전류통로의 방향과 약 45°의 각도를 갖도롤 하는 것이 필요하다.Under the influence of an external magnetic field, the electrical resistance of the magnetoresistive element is changed by a quadratic sum. Therefore, in the reproduction of the analog signal, the operation of the head is usually improved by linearizing the resistance-magnetism characteristics. For this purpose, it is necessary to bias the live element so that when the signal magnetic field is zero, the magnetization direction must be at an angle of about 45 ° to the direction of the current path through the element.

상술한 문헌에 기재되어 있는 자기저항 판독헤드에 있어서는 자화용이축을 그 소자의 길이축에 평행하게 하고, 또한 도전용이 재료로 되며 소자의 길이축과 약 45°의 각도를 소자를 거쳐 전류를 흘리는(소위 전기바이어스)등 전위스트립 형태를 가진 장치를 설비하여 상술한 방이어스를 주고 있다. 또한 이같은 공지의 판독헤드소자는 판독헤드소자의 자화용이축과 평행한 방향으로 보조자계를 발생시키기 위한 장치를 구비하고 있다. 이 보조자계는 자화벡터(vector)가 취할 수 있는 상호간 역방향의 두 방향중의 한쪽 방향을 확실하게 미리 정하므로써, 자화벡터가 한쪽 방향으로부터 다른쪽의 방향으로 회전하여 소자의 출력신호위상에 180°의 위상회전이 발생되는 것을 방지한다.In the magnetoresistive readhead described in the above-mentioned document, the magnetization axis is parallel to the length axis of the element, and the conductive material is made of conductive material, and the current flows through the element at an angle of about 45 ° to the length axis of the element ( A device having a dislocation strip form such as a so-called electric bias) is provided to give the above-described fire. In addition, such a known read head element has a device for generating an auxiliary magnetic field in a direction parallel to the easy axis for magnetization of the read head element. The auxiliary magnetic field reliably predetermines one of two mutually opposite directions that the magnetization vector can take, so that the magnetization vector is rotated from one direction to the other to be 180 ° on the output signal phase of the element. This prevents the phase rotation from occurring.

직선응답을 얻는 다른 공지의 방법은 그 소자의 면에 평행하고 자화용이 축에 수직하게 보조자계를 가하는 것에 기초를 두고 있다. 이 경우에, 그 강도를 소위 비등방성의 감자계의 강도와 거의 같게 하는 것에 의해 신호자계가 영인 경우의 자화방향을 소자를 통해 흐르는 전류의 통로방향과 약 45°의 각도를 이루게 하고 있다(소위 자기바이어스).Another known method of obtaining a linear response is based on applying an auxiliary magnetic field parallel to the plane of the element and for magnetization perpendicular to the axis. In this case, by making the intensity almost equal to that of the so-called anisotropic potato system, the magnetization direction when the signal magnetic field is zero makes an angle of about 45 ° with the passage direction of the current flowing through the element (so-called magnetism). bias).

이들 공지의 바이어스방법은 저항과 신호자게의 강도간의 관게를 근사하게 직선적으로는 하지만, 잡음레벨이 높다는 실용상의 결점이 있다. 이 변조잡은(바크 하우젠효과)는 자기저항소자중에 1개이상의 자기 구역이 발생하는 것에 기인한다.Although these known bias methods linearly approximate the relationship between the resistance and the intensity of the signal path, there is a practical drawback of high noise levels. This modulation (Barkhausen effect) results from the occurrence of one or more magnetic zones in the magnetoresistive element.

본 발명의 목적은 신호대 잡음비를 양호하게 하여 재생가트ㅇ케한 판독헤드를 제공하러는데 있다.An object of the present invention is to provide a read-head readhead having a good signal-to-noise ratio.

본 발명에 따라서 정보표시자계 검출용의 자기판독헤드가 제공되는데, 상기 자기판독헤드는 기판상에 강자성 금속재료의 거의 평탄한 자기저항소자를 구비하고 있으며, 상기 금속재료는 상기 자기저항소자의 면내에 자화용이축을 가지고 있고, 상기 자기저항소자는 대향하여 위치한 2개의 단부에 측정전류공급원 및 판독증폭기에 대해 접속을 행하기 위한 접점을 구비하여 또한, 상기 판독증폭기의 부궤환 루우프에 장치된 전기권회부를 구비하여 상기 전기권회부가 상기 자기저항소자에 대해 관련 배치되어, 상기 전기권회부를 전류가 통과하였을때, 상기 이 전기권회부가 부궤환자계가 검출되어야 할 자계에 의해 상기 자기저항소자중에 발생하여 자속과는 반대방향의 자속을 상기 자기저항소자중에 발생시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.According to the present invention, there is provided a magnetic reading head for detecting an information display magnetic field, the magnetic reading head having a substantially flat magnetoresistive element of ferromagnetic metal material on a substrate, the metal material being in the plane of the magnetoresistive element. The magnetoresistive element has a biaxial axis for magnetization, and the magnetoresistive element has contacts at two opposing ends for connecting to the measurement current source and the read amplifier, and is further provided in the negative winding loop of the read amplifier. And the electric winding part is disposed with respect to the magnetoresistive element, and when the electric winding part passes a current, the electric winding part is placed in the magnetoresistive element by a magnetic field in which a negative feedback magnetic field is to be detected. And generate magnetic flux in a direction opposite to the magnetic flux in the magnetoresistive element.

이와 같이 도래신호의 자속에 영향을 미치는 부궤환을 사용하는 것에 의해 자기저항소자의 구동을 저감 할 수가 있는데, 이같은 저감은 자기저항소자의 구동과 결합되어 있는 바크하우젠 효과의 레벨의 저감과 관련되어 있다. 실제로, 이같은 부궤환의 결과, 바크하우젠 효과가 10 내지 20dB만큼 저감되는 것으로 판명되었다. 온도의 변동에 의거한 저항잡음에 관해서, 궤환사용시에 최적감도의 자기저항소자의 사용이 가능하는 점에서 신호대 잡음비는 개선될 수 있다. 지금까지는 자기저항소자의 감도를 한층 둔하게 하여, 왜곡의 발생을 저감하여 왔다는 그러나 궤환을 사용할 경우에는 되도록 감도가 높은 자기저항소자를 사용할수가 있다.By using the negative feedback affecting the magnetic flux of the arrival signal in this way, the driving of the magnetoresistive element can be reduced, which is related to the reduction of the level of the Bachhausen effect combined with the driving of the magnetoresistive element. have. Indeed, as a result of this negative feedback, the Bachhausen effect has been found to be reduced by 10-20 dB. Regarding the resistance noise based on the change in temperature, the signal-to-noise ratio can be improved in that the use of the magneto-resistive element with optimum sensitivity at the time of feedback use is possible. Until now, although the sensitivity of the magnetoresistive element has been further reduced, the occurrence of distortion has been reduced. However, when the feedback is used, a magnetoresistive element having a high sensitivity can be used.

감도가 있는 소자를 사용하면, 이미 왜곡을 저감시켜 놓은 자기저항특성의 더운 작은부분을 사용한다는 부궤환의 작용에 의해 신호대 잡음비를 양호케 할 수 있다. 또한 부궤환을 사용치 않고, 구동시킨 경우에 존재하는 왜곡은 부궤환 인수에 의해 저감될 수 있다.When a sensitive element is used, the signal-to-noise ratio can be improved by the negative feedback effect of using a smaller portion of the magnetoresistance characteristic which has already reduced distortion. In addition, the distortion existing in the case of driving without using the negative feedback can be reduced by the negative feedback factor.

전기바이어스 형태 및 자기바이어스 형태의 이들 두 자기저항소자에 있어서 궤환결합을 사용하면 증폭기의 감도에는 그다지 영향을 받지않고 오히려 비율 R/P에 의해 결정된다. 여기서 R은 부궤환저항이며, P는 부궤환용 권회부와 자기저항소자간의 결합을 정하는 인수이다. 이 결합은 권회부와 소자간의 거리에 주로 의존하며 일정하게 된다(또한, 이 거리는 자기저항소자와 부궤환용 권회부간에 장치된 절연층의 두께에 상당한다. 이 두께는 대치로는 약 0.3㎛이다)The feedback coupling of these two magnetoresistive elements, in the form of electric bias and magnetic bias, is not affected much by the sensitivity of the amplifier but rather is determined by the ratio R / P. Where R is the negative feedback resistance, and P is the factor that determines the coupling between the winding part for negative feedback and the magnetoresistive element. This coupling is mainly dependent on the distance between the winding part and the element, and becomes constant (also, this distance corresponds to the thickness of the insulating layer provided between the magnetoresistive element and the negative feedback winding part. to be)

전기권회부를 사용하여 소요의 바이어스자계를 발생하는 형태의 자기바이어스형 자기저항소자에 궤환결합을 사용하면, 이 전기권회부를 통해 부궤환전류를 흐르게 할 수 있으므로 구조가 특히 간단하다(다른 형태의 자기바이어스되는 자기저항소자에는, 예를들어, 영구자석층을 사용하여 바이어스자계를 발생하는 것이 있다).When the feedback coupling is used for the magnetic bias magnetoresistive element of the type that generates the required bias magnetic field by using the electric winding part, the structure is particularly simple because the negative feedback current can flow through the electric winding part (other forms) Some magneto-resistive elements that are magnetically biased may generate a bias magnetic field using, for example, a permanent magnet layer).

이하 도면을 참조하여 본 발명 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

제1도에 있어서, (1)은 전기바이어스를 가지는 자기저항소자로서, 이 저항소자는 기록매체(2)와 자기결합하고 있으며, 이 기록매체의 자계 Hy는 저항소자(1)의 저항에 영향을 미치고 있다. 이 저항소자(1)은 전기권회부(3)와 결합되어 있는데, 이 권회부는 곧은 와이어 또는 단일의 전류루프 형태로 될 수도 있다. 이 권회부(3)에 전류가 흐르면, 이 권회부(3)에 의해 자계 hT가 발생될 수 있다. 이 자계는 자계 Hy와는 역방향의 것이다. 이 경우 권회부(3)을 저항 R₂와 직렬로 접속된다. 이때 저항 R₂자체에 본질적 의미는 없다. 그러나 이 경우, 저항 R₂는 전압원인 증폭기(5)가 전류원으로서의 기능을 행하게 하는 작용을 하며 또는, 이 전류원으로부터의 전류가 권회부93)에 흐르게 한다(이 경우 증폭기(5)가 이상적인 전류원일 경우에 이 저항 R₂는 필요하지 않을 것이다. 그러나 대부분의 증폭기는 다소 전압원으로서 작용한다). 이 권회부(3)와 저항 R₂와의 직렬접속회로를 이 경우 연산증폭기(TDA 1034형)인 증폭기(5)의 궤환루프중에 위치시킨다. 이때, 저항 R₂는 증폭기 (5)의 출력전압 Vu가 나타나는 출력단자에 접속된다. 자기저항소자(1)에는 전류원 (6)에 의해 전류 i이 흐르며, 이 소자는 콘덴서 C₁을 통해 증폭기(5)의 입력단자에 접속한다.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a magnetoresistive element having an electric bias, which is magnetically coupled to the recording medium 2, and the magnetic field Hy of the recording medium affects the resistance of the resistance element 1. Are going crazy. This resistance element 1 is coupled to the electric winding part 3, which may be in the form of a straight wire or a single current loop. When a current flows through this winding part 3, the magnetic field hT can be generated by this winding part 3. This magnetic field is reverse to the magnetic field Hy. The case is connected to the winding 3 to the resistor R ₂ in series. The resistor R ₂ itself has no intrinsic meaning. In this case, however, the resistor R ₂ serves to cause the amplifier 5, which is a voltage source, to function as a current source, or to cause a current from this current source to flow in the winding portion 93 (in this case, the amplifier 5 is an ideal current source). In this case, this resistor R ₂ will not be needed, but most amplifiers act as a voltage source. The series connection circuit between the winding part 3 and the resistor R ₂ is placed in the feedback loop of the amplifier 5, which in this case is an operational amplifier (TDA 1034 type). At this time, the resistor R ₂ is connected to the output terminal where the output voltage Vu of the amplifier 5 appears. The current i flows through the current source 6 through the magnetoresistive element 1, which is connected to the input terminal of the amplifier 5 through the capacitor C ₁ .

실제의 예로서 R₁이 *** 소자(1)의, 증폭기(5)의 증폭율은 ***이며, 부궤환 와이어를 거치는 부궤환율은 35x이다.As a practical example, the amplification factor of the amplifier 5 in which R ₁ is *** element 1 is ***, and the negative feedback rate through the negative feedback wire is 35x.

제2도는 외부자계 Hy의 영향하에 있어 제1도에 도시된 자기저항소자(1)의 저항치 R의 변화를 나타낸 그래프로서, 증측

R/

Rmax로 하고 횡축을 표준자계 Hy/Ho하여 도시한 것이다. 여기서 Ho는 비등방성 감자계로서, W를 소자의 폭으로 하고, Ms를 포화자화롤 하며, t를 소자의 두께를 하였을때, ***Msdlek. Hy=Ho인 때에 완전한 구동이 발생된다. 실제의 예에 있어 Ho는 20에르스텟(Oersted)이였다.FIG. 2 is a graph showing a change in the resistance value R of the magnetoresistive element 1 shown in FIG. 1 under the influence of an external magnetic field Hy.

R /

It is represented by Rmax and the abscissa of the standard magnetic field Hy / Ho. Where Ho is anisotropic potato-based, where W is the width of the device, Ms is the saturation magnetization roll, and t is the thickness of the device, *** Msdlek. When Hy = Ho, complete driving occurs. In the practical example, Ho was 20 Orsted.

상기 소자(1)를 제1도에 도시한 바와 같이 접속할 경우에는 정규의 조정점 p에 있어서, 파형 a로 도시된 바와 같은 가변자계 Hy를 가하면 소자(1)의 단자간에는 파형 b로서 도시된 바와 같은 전압이 발생한다. 이 조정점은 외부(간섭)자계에 의해 Q 또는 R에 설치될 수 있다. 이 경우 예를들어, 파형 d로서 도시된 전압은 파형 C로서 도시된 바와 같은 외부자게 Hy와 관련한다.When the device 1 is connected as shown in FIG. 1, when the variable magnetic field Hy as shown by the waveform a is applied at the regular adjustment point p, the terminal 1 of the device 1 is shown as a waveform b. The same voltage occurs. This control point can be installed in Q or R by an external (interfering) magnetic field. In this case, for example, the voltage shown as waveform d relates to externally Hy as shown as waveform C.

이들 전압 b 및 d는 제 각기 반대위상을 갖는다. 부궤환을 위해서는 기록매체(2)로부터의 신호자계 Hy를 자계 Ht 즉, 판독증폭기(5)가 부궤환 용권회부 (3)내에 발생하는 자게에 의해 감소시키는 것이 필요하다. 올바른 위상을 얻는데는 각종의 방법이 있다. 즉 첫째로 소자(1)를 통해 흐르는 전류(i)의 방향을 바꿀 것 둘째로 증포기(5)의 위상을 반전시킬 것(즉, 반전형에서 비반전형으로 할 게), 세째로 부궤환 용권회부(3)에의 접속와이어를 교환할 것, 네째로 부궤환 용권회부(3)를 소자(1)의 다른쪽측에 배치할 것.These voltages b and d each have an opposite phase. For the negative feedback, it is necessary to reduce the signal magnetic field Hy from the recording medium 2 by the magnetic field Ht, that is, the magnetic force generated in the negative feedback winding section 3 of the reading amplifier 5. There are various ways to get the right phase. That is, firstly, the direction of the current i flowing through the element 1 is changed. Second, the phase of the dilator 5 is reversed (that is, inverted to non-inverted). Third, the negative feedback winding. Replace the connection wire to the return section (3), and fourthly, arrange the negative feedback winding section (3) on the other side of the element (1).

제3도 및 제4도는 자기저항소자911) 및 (21)을 제각기 도시한 것으로서 이들 소자는 제1도의 회로와 관계된 회로에 접속된다. 따라서 저항 R₁및 R₂콘덴서 C₁및 증폭기 5는 항상 같다. 그러나, 제3도에 있어서는 자기저항소자(11)이 자기바이어스형의 소자이다. 소요의 바이어스자계 Hi는 전기권 회부(13)에 의해 발생되는데, 이 권회부는 부궤환자게 Ht도 공급한다. 바이어스자계를 발생시키기 위해 권회부를 흐르는 직류전류는 증폭기(5)자신에 의해 공급된다. 이 목적에 대해, 증폭기의 정의 입력단자를 전위차계(14)를 거쳐 소망전압의 단자에 접속될 수 있다. 증폭기(5)의 부궤환 루우프에는 저항 R₂과 직력과 권회부(13)이 접속된다.3 and 4 respectively show magnetoresistive elements 911 and 21, which are connected to a circuit associated with the circuit of FIG. Thus, resistors R ₁ and R ₂ capacitors C ₁ and amplifier 5 are always the same. However, in FIG. 3, the magnetoresistive element 11 is a magnetic bias element. The required bias magnetic field Hi is generated by the electric winding unit 13, which also supplies Ht to the negative feedback unit. The direct current flowing through the winding part to generate the bias magnetic field is supplied by the amplifier 5 itself. For this purpose, the positive input terminal of the amplifier can be connected to the terminal of the desired voltage via the potentiometer 14. The resistor R ₂ , the linear force, and the winding portion 13 are connected to the negative feedback loop of the amplifier 5.

제4도는 바이어스 자계용의 전류를 얻는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이 경우에는 자기바이어스 형태인 자기저항소자(21)가 부궤환 루우프를 가지는 증폭기(5)의 한쪽의 입력단자에 접속된다. 이 경우 부궤환 루우프는 증폭기의 다른쪽의 입력단자에 접속된 저항 R₂와 직력의 전기권회부(23)를 구비하고 있다. 바이어스 자기용의 바이어스 전류를 전류원(22)을 통해, 개별적으로 권회부(23)에 공급한다. 양 경우에 있어서 바이어스전류의 수치는 약 1mA이다.4 is a diagram for explaining another method of obtaining a current for a bias magnetic field. In this case, the magnetoresistive element 21 in the form of a magnetic bias is connected to one input terminal of the amplifier 5 having a negative feedback loop. In this case, the negative feedback loop has a resistor R ₂ connected to the other input terminal of the amplifier and an electric winding section 23 of linear force. The bias current for bias magnetism is supplied to the winding section 23 individually through the current source 22. In both cases, the value of bias current is about 1mA.

제5도는 외부자계 Hy영향하에서 제3도 및 제4도의 자기바이어스형 자기저항소자(11) 및 (21)의 저항 R의 변화상태를 도시하는 그래프로서 종축을

R/

Rmax로 하고 횡축을 Hy/Ho로 하여 도시한 것이다. 조정점(p)가 1개인 제2도에 도시한 상태와 비교하여, 이 경우에는 2개의 조정점(S 및 T)이 있다. b'로 도시한 전압은 a'로 도시한 가변자계 Hy와 관련되어 있고, d'로서 도시한 전압은 C'로서 도시하는 가변자계 Hy와 관련되어 있다. 이 경우 자계 a' 및 b'를 동일하게 변화시키켠, 전압 b' 및 d'의 위상이 상이하며 이 때문에 부궤환자계의 올바를 위상을 조정하기 위해서는 특별한 수단이 강구되어야 하는 경우가 발생한다.5 is a graph showing a change state of the resistance R of the magnetic bias magnetoresistive elements 11 and 21 of FIGS. 3 and 4 under the influence of the external magnetic field Hy.

R /

The figure shows Rmax and the horizontal axis is Hy / Ho. Compared to the state shown in FIG. 2 with one adjustment point p, there are two adjustment points S and T in this case. The voltage shown as b 'is related to the variable magnetic field Hy shown as a', and the voltage shown as d 'is related to the variable magnetic field Hy shown as C'. In this case, the phases of voltages b 'and d', which cause the magnetic fields a 'and b' to be changed in the same manner, are different, and therefore, special means have to be taken to adjust the phase of the negative feedback magnetic field.

자기저항소자(1),(11) 및 (21)의 구조에 대해 제6,7,8 및 9도를 참조하여 상술한다.The structures of the magnetoresistive elements 1, 11, and 21 will be described in detail with reference to FIGS. 6, 7, 8, and 9 degrees.

제6도는 자기저항소자(32)를 도시하는 단면도로서 이 소자는, 예를들어, 니켈-철합금으로 형성될 수도 있는 자속도체(30) 및 (31)를 구비하고 있다. 이들 자속도체 (30) 및 (31)는 소자(32)로부터 엷은 석영층(33)에 의해 분리된다. 이것들은, 말하자면, 검출되어야 할 자계를 증폭한다. 소자(32)는 전류도체(34)상에 제공되는데 이 도체는 석영층(35)에 의해 소자로부터 분리되며 부궤환 권회부로서 작용한다. 이 전류도체(34)는 기판(36)상에 제공되어 있다. 이러한 모든 것들 제7도에 평면도로 도시된다.6 is a cross-sectional view showing the magnetoresistive element 32, which includes magnetic flux bodies 30 and 31, which may be formed of, for example, a nickel-iron alloy. These magnetic flux bodies 30 and 31 are separated from the element 32 by the thin quartz layer 33. These, as it were, amplify the magnetic field to be detected. The element 32 is provided on a current conductor 34 which is separated from the element by the quartz layer 35 and acts as a negative feedback winding. This current conductor 34 is provided on the substrate 36. All these are shown in plan view in FIG.

제8도는 제6도 및 제7도에 도시하는 구조를 자기스크린(40)내에 설치한 상태를 도시한 선도로서 여기에는 석영층(33),(35) 및 기판(36)을 도시치 않았다. 이 경우, 전류도쳬(34)는 와이어이다. 실제로, 스크린(40)의 각부와 자기저항소자간의 거리는 짧고, 그 중간공간엔는, 예를들어, 석영층이 들어 있다.FIG. 8 is a diagram showing a state in which the structures shown in FIGS. 6 and 7 are provided in the magnetic screen 40, and the quartz layers 33, 35 and the substrate 36 are not shown here. In this case, the current diagram 34 is a wire. In fact, the distance between each part of the screen 40 and the magnetoresistive element is short, and the intermediate space contains, for example, a quartz layer.

제9도는 제6도 및 제7도에 제시한 구조와 유사한 구조의 것을 2개의 자극편 (52),(53)로된 자기헤드(50)의 요크설비한 상태를 도시한 것으로, 이들 자극편에 의해 판독용의 공극(51)을 한정한다. 이 경우, 석영층(33),(35) 및 기판(36)은 도시치 않았으며, 전류도체(34)는 와이어로서, 이 와이어는 소자(32)의 자속도체(30) 및 (32)쪽에 존재한다.FIG. 9 shows the yoke arrangement of the magnetic head 50 having two magnetic pole pieces 52 and 53 having a structure similar to that shown in FIGS. 6 and 7. By this, the gap 51 for reading is defined. In this case, the quartz layers 33, 35 and the substrate 36 are not shown, and the current conductor 34 is a wire, which is connected to the magnetic bodies 30 and 32 of the element 32. exist.

자기헤드에 있어서, 소자(32)는 두께가 약 800Å, 길이가 약 600미크론, 높이가 약 40미크론인 Ni-Fe합금의 엷은층으로 되어 있다. 제7도에 도시한 접속용 접점(37) 및 (38)은 금의 증착스트립에 의해 형성된다. 두께가 0.5미크론이며 폭이 2미크론인 다수의 금의 스트립은 소자(32)상에 8미크론의 상호거리로서 45°의 각도로 제공된다. 금의 고유저항은 여기에 사용되는 Ni-Fe합금의 고유저항보다도 5배정도 작고, 금의 스트립 두께는 소자(32)의 두께에 비해 약 10배정도이며, 이들 금의 스트립은 도전성이 50배정도 길고 동전위성 스트립으로서 작용하며, 이들 스트립은 그들간의 Ni-Fe의 통로에 길이축방향과 약 45°의 각도로 전류를 흘린다. 이 자기헤드를 자기테이프(39)의 자계와 자속결합시키며, 등전위성 스트립간에 위치하고 있는 각 Ni-Fe스티립의 저항은 증감하는데 이 저항의 증감은 자계의 영향하에서 자화방향의 전류방향과의 일치 여하성에 의존한다.In the magnetic head, the element 32 is a thin layer of Ni-Fe alloy having a thickness of about 800 microns, a length of about 600 microns, and a height of about 40 microns. The connecting contacts 37 and 38 shown in FIG. 7 are formed by a gold deposition strip. Multiple strips of gold, 0.5 microns thick and 2 microns wide, are provided on element 32 at an angle of 45 ° as a mutual distance of 8 microns. The resistivity of gold is about 5 times smaller than the resistivity of Ni-Fe alloy used here, and the strip thickness of gold is about 10 times the thickness of the element 32, and these strips of gold have a conductivity of 50 times longer and coin It acts as a satellite strip, and these strips pass current at an angle of about 45 ° to the longitudinal axis in the passage of Ni-Fe therebetween. The magnetic head is magnetically coupled to the magnetic field of the magnetic tape 39, and the resistance of each Ni-Fe styrene placed between the equipotential strips increases and decreases, which increases and decreases with the current direction in the magnetization direction under the influence of the magnetic field. Depends on what it is

자계 Hy에 대향하다 부궤환자계는 전류도체에 의해 발생된다. 금의 스트립이 생략된때는 소자(32)가 자기바이어스될 필요가 있는데 이 목적을 위해서는 바람직하게 전류도체(34)에 의해 바이어스자계가 발생될 필요가 있다.Opposing the magnetic field Hy The negative feedback magnetic field is generated by a current conductor. When the strip of gold is omitted, the element 32 needs to be self biased, for which purpose a bias magnetic field is preferably generated by the current conductor 34.

실험예Experimental Example

이들 실험은 경사형 금의 스트립을 구비하는 자기저항소자 및 보통의 자기저항소자를 사용하여 실시했다. 다음에 설명하는 자료는 보통의 자기저항소자에 관한 것이다. 이것을 1에르스텟 pp(제2고조파 1000Hz, -20dB)로 최대 구동시킨다. 이 소자를 부궤환 와이어9조정전류, ±1mA)를 가지는 증폭기에 조합하면 그 구동이 10에르스텟 pp에까지 증대될 수 있으며, 이 경우 가장 중요한 제2고조파 왜곡이 -60dB에 불과하게 된다.These experiments were carried out using a magnetoresistive element having a strip of inclined gold and an ordinary magnetoresistive element. The following data is for a typical magnetoresistive element. This is driven to the maximum by one Hersted pp (second harmonic 1000 Hz, -20 dB). Combining this device with an amplifier with negative feedback wire 9 regulation current (± 1mA), the drive can be increased to 10 er- stpps, in which case the most important second harmonic distortion is only -60dB.

소자를 제9도에 도시하는 바와 같은 헤드의 후부회로에 부착하여 테이프 측정을 하였다. 이 경우, 부궤환이 없는 소자에 있어서 최대자게가 0.5에르스텟 pp이다. 이 경우, 여기에 사용되는 궤환유은 (35x)로 충분하다.The device was attached to the rear circuit of the head as shown in FIG. 9 to measure tape. In this case, in the element without negative feedback, the maximum weight is 0.5 Hersted pp. In this case, the feedback oil used here is enough (35x).

제10도는 부궤환에 없는 자기저항소자를 사용할 경우에 측정된 왜곡을 도시한 그래프이며, 제11도는 부궤환(21.8x)를 가지는 자기저항소자를 사용한 경우에 측정된 왜곡을 도시한 그래프이다. 이들은 모두 종축을 dB단위로 하고, 소자에 영향을 끼치는 자계(주파수 1000Hz)의 강도를 횡축으로 하여 제각기 도시한 것이다. 이들 도면에 있어서, 동그라미(0) 표시는 판독신호의 제2고조파를 도시하고 가위(x)표시는 제3고조파를 도시하고 있다. 바크 하우젠효과는 20dB만큼 감소했다.FIG. 10 is a graph showing distortion measured when using a magnetoresistive element that is not in negative feedback, and FIG. 11 is a graph showing distortion measured when using a magnetoresistive element having a negative feedback (21.8x). These are all shown in the vertical axis, and the horizontal axis represents the intensity of the magnetic field (frequency 1000Hz) affecting the device. In these figures, the circle (0) indicates the second harmonic of the read signal and the scissors (x) indicates the third harmonic. The Barkhausen effect is reduced by 20 dB.

큰 외부자계에 의해 조정점을 멀리까지 이동시켜, 소자의 단자간 전압위상을 바꾸고, 부궤환된 회로가 진동을 개시하도록 할수가 있다. 교류부궤환에 의한 장점은 외부자계를 제거했을때 회로가 다시 안정이 된다는 점에 있다. 실제로, 판독헤드를 충분히 차폐하여 조정점의 이러한 전위를 방해할 수 있다는 것을 알게 되었다.The large external magnetic field can move the adjustment point far enough to change the voltage phase between the terminals of the device and cause the negative feedback circuit to start oscillation. The advantage of AC feedback is that the circuit becomes stable again when the external magnetic field is removed. In practice, it has been found that sufficient shielding of the readhead may interfere with this potential at the control point.

원리적으로는 외부 직접자계에 의한 전위작용을 직류부궤환을 사용하므로서 방해할 수 있다. 그러나 이경우 무엇인가의 원인으로 인해 잘못된 조정점에 달하면 회로가 발진하게 되고 이 발진은 외부자계를 제거하여도 지속한다. 이 때문에 그러한 조정점에 달하지 않도록 하는 것이 필요하다.In principle, the potential action by the external direct magnetic field can be prevented by using DC negative feedback. In this case, however, if a wrong adjustment point is reached due to something, the circuit will oscillate, and the oscillation will continue even if the external magnetic field is removed. For this reason, it is necessary not to reach such an adjustment point.

이것은 하나의 금지영역을 갖는 보통의 NRH(자기저항헤드)에 있어서 가장 양호하게 행할 수 있다.This can be best done in a normal NRH (magnetic resistance head) having one forbidden area.

제12도는 제1,3 및 4도에 도시한 회로와 관련하는 회로에 접속된 자기저항소자 (51)를 도시한 것으로 이 경우에는 바이어스자계가 잘못된 극성을 취하므로서 생기는 불안정성을 방지할 수 있도록 회로가 구성되어 있다.FIG. 12 shows a magnetoresistive element 51 connected to a circuit associated with the circuits shown in FIGS. 1, 3 and 4, in which case the circuit can be prevented instability caused by the bias magnetic field taking wrong polarity. Is composed.

소자(61) 및 저항 R₃를 가지는 브리지회로를 증폭기(65)의 입력단자에 위치시킨다. 열적안정성을 얻기위해 이 저항 R₃도 또한 동일 기판상에 장치한 자기저항소자인 것이 바람직하다. 전류 i4에 의해, 증폭기(65)의 출력신호가 부로되기 시작하여, 저항 R₅, 트랜지스터 T₁및 저항 R₄를 통해 부궤환 와이어(63)으로 부전류가 흐르도록 제어된다. 트랜지스터 T₁은 부전류만을 흐르게 할 수 있으므로 안정영역에 있어서만 조정이 가능하다. 저항 R₆에 의해 미소한 의부 바이어스전류를 조정할 수 있다. 이 경우, 교류전압 부궤환 통로는 콘덴서 C₁및 저항 R₂을 거친다. 또한 C₁=470㎌, R₂=100Ω이다. 직류전압 부궤환 통로는 저항 R₅, 콘덴서 C₂, 트랜지스터 T₁및 저항 R₄를 거친다. 이 경우 R₅.C₂=R2.C₁이며, R₅=10㏀, C₂=4.7㎌, R₄=100Ω이다.A bridge circuit having the element 61 and the resistor R ₃ is placed at the input terminal of the amplifier 65. In order to obtain thermal stability, this resistor R ₃ is also preferably a magnetoresistive element mounted on the same substrate. By the current i4, the output signal of the amplifier 65 starts to be negative, and the negative current flows through the resistor R ₅ , the transistor T _1, and the resistor R ₄ to the negative feedback wire 63. Since the transistor T ₁ can only flow a negative current, it can be adjusted only in the stable region. It is possible to adjust a bias current stepfather smile by the resistor R _6. In this case, the AC voltage negative feedback passage passes through the capacitor C ₁ and the resistor R ₂ . And C ₁ = 470 ㎌, R ₂ = 100 Ω. The DC voltage negative feedback path passes through the resistor R ₅ , the capacitor C ₂ , the transistor T _1, and the resistor R ₄ . In this case R ₅ .C ₂ = R 2.C ₁ , and R ₅ = 10 ms, C ₂ = 4.7 ms and R ₄ = 100 ms.

본 발명은 상술한 실시예만 한정됨이 없이 다수의 변형 또는 변경이 가능하다.The present invention is not limited only to the above-described embodiments, many modifications or variations are possible.

Claims

Ferromagnetic metal materials magnetoresistive elements (1, 11, 21, 61) are provided on the substrate, and the resistive element has an axis for easy magnetization, and is connected to the measurement current sources (i, i ₃ ) and read amplifiers (5, 65). In a magnetic read head having two opposing ends, an electric winding part (3, 13, 23, 34, 63) is formed in the negative feedback loop of the read amplifier, so as to be negative in a direction opposite to the magnetic flux of the resistance element. A magnetic reading head characterized by generating a feedback magnetic field.