NL1011679C2 - Magnetic flux sensor. - Google Patents

Magnetic flux sensor. Download PDF

Info

Publication number
NL1011679C2
NL1011679C2 NL1011679A NL1011679A NL1011679C2 NL 1011679 C2 NL1011679 C2 NL 1011679C2 NL 1011679 A NL1011679 A NL 1011679A NL 1011679 A NL1011679 A NL 1011679A NL 1011679 C2 NL1011679 C2 NL 1011679C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sensor
layer
bias
sensor element
magnetic flux
Prior art date
Application number
NL1011679A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Franciscus Antonius Pronk
Original Assignee
Onstream B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Onstream B V filed Critical Onstream B V
Priority to NL1011679A priority Critical patent/NL1011679C2/en
Priority to PCT/NL2000/000205 priority patent/WO2000058742A1/en
Priority to AU35771/00A priority patent/AU3577100A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1011679C2 publication Critical patent/NL1011679C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • G11B5/3903Structure 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 using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3967Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
    • G11B5/397Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read with a plurality of independent magnetoresistive active read-out elements for respectively transducing from selected components
    • G11B5/3977Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read with a plurality of independent magnetoresistive active read-out elements for respectively transducing from selected components from different information tracks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • G01R33/096Magnetoresistive devices anisotropic magnetoresistance sensors
    • 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
    • G11B5/3903Structure 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 using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/205Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates

Description

Titel: Magnetische flux-sensorTitle: Magnetic flux sensor

De uitvinding heeft betrekking op een magnetische flux-sensor die is opgebouwd uit een lagenstructuur, welke sensor een magnetoresistief sensorelement omvat, dat deel uitmaakt van een laag in de lagenstructuur en dat is 5 opgenomen in een meetstroomketen, alsmede een biasstroomketen voor het opwekken van een biasveld in het sensorelement.The invention relates to a magnetic flux sensor which is built up from a layer structure, which sensor comprises a magnetoresistive sensor element, which is part of a layer in the layer structure and which is included in a measuring current circuit, as well as a bias current chain for generating a bias field in the sensor element.

Een dergelijke sensor is bekend uit EP 0 725 388. In een zo'n sensor wordt door een magnetoresistieve laag een 10 meetstroom gestuurd, waarbij de weerstand van deze laag verandert bij een veranderend extern magnetisch veld. De magnetoresistieve laag heeft de vorm van een strip, en wordt ook wel MR-strip genoemd. Essentieel voor het optimaal functioneren van een magnetische flux-sensor is 15 het instellen van de juiste hoek tussen de richting van de meetstroom en de magnetisatie in de MR-strip van het sensorelement. Diverse methoden zijn hiervoor bekend zoals het instellen van een biasveld door middel van een aparte, elektrisch gescheiden biaswinding laag, door middel van 20 barberpole biasing, waarbij dwars op de magnetoresistieve laag onder een bepaalde hoek zogenaamde kortsluitstrips zijn aangebracht, waardoor de stroom door de magnetoresistieve laag onder een hoek ten opzichte van de MR-striprichting wordt geforceerd, of door middel van 25 shuntbiasing, waarbij de stroom wordt verdeeld over de magnetoresistieve laag en een daarop aangebrachte niet magnetische, elektrisch geleidende shuntlaag, of door het instellen van een biasveld via een nabij gelegen magnetische laag (SAL: soft adjacent layer) of door het 30 instellen van een biasveld via een magnetische voorkeursrichting die gedraaid is ten opzichte van de MR- 1 ·) .Such a sensor is known from EP 0 725 388. In such a sensor a measuring current is sent through a magnetoresistive layer, the resistance of this layer changing with a changing external magnetic field. The magnetoresistive layer has the shape of a strip, and is also known as an MR strip. Essential for the optimal functioning of a magnetic flux sensor is setting the correct angle between the direction of the measuring current and the magnetization in the MR strip of the sensor element. Various methods are known for this, such as setting a bias field by means of a separate, electrically separated bias winding layer, by means of 20 barber pole biasing, in which so-called short-circuit strips are applied at a certain angle across the magnetoresistive layer, so that the current flows through the magnetoresistive layer is forced at an angle to the MR stripping direction, or by shunt bias, whereby the current is distributed over the magnetoresistive layer and a non-magnetic, electrically conductive shunt layer applied thereto, or by setting a bias field via a nearby magnetic layer (SAL: soft adjacent layer) or by setting a bias field via a preferred magnetic direction rotated with respect to the MR-1 ·).

2 striprichting. Bij gebruik van deze methoden dient altijd rekening te worden gehouden met het zogenaamde "selfbiasing" effect dat wordt veroorzaakt door het veld dat door de meetstroom in de sensor wordt opgewekt in 5 wisselwerking met nabij gelegen magnetisch materiaal. Dit "selfbias"-veld is, afhankelijk van de richting van de meetstroom en de plaats van het magnetische materiaal, tegen het biasveld in of met dit veld mee. Variaties in het "selfbias"-veld zijn van invloed op het instellen van het 10 werkpunt door middel van een biasveld. Een belangrijke parameter die de grootte van het "selfbias"-effect bepaalt, is de dikte van de magnetoresistieve laag in de sensor. Beheersing van deze dikte is daarom van groot belang teneinde een reproduceerbaar werkpunt voor de sensor te 15 verkrijgen. Omdat vanwege beperkingen in het vervaardigingsproces een exact reproduceerbare dikte van de magnetoresistieve laag niet is te realiseren, bestaat de behoefte het biasveld te compenseren voor een wisselende dikte van de magnetoresistieve laag. Een bekende oplossing, 20 zoals bijvoorbeeld beschreven in het eerder genoemde EP 0 725 388 bestaat uit een eerste geleider die in serie is geschakeld met het sensorelement, welke geleider een biasveld opwekt, en een tweede geleider die parallel met deze geleider is geschakeld. Op deze wijze wordt een 25 opstelling bereikt, die kan compenseren voor de variërende dikte van de magnetoresistieve laag, omdat de tweede geleider een weerstand kan worden gegeven, die een optimum werkpunt instelt.2 stripping direction. When using these methods, the so-called "self-biasing" effect caused by the field generated by the measuring current in the sensor in interaction with nearby magnetic material must always be taken into account. This "self-bias" field is, depending on the direction of the measuring current and the location of the magnetic material, against or against the bias field. Variations in the "self-bias" field affect the setting of the operating point by means of a bias field. An important parameter that determines the magnitude of the "self-bias" effect is the thickness of the magnetoresistive layer in the sensor. Controlling this thickness is therefore of great importance in order to obtain a reproducible operating point for the sensor. Because an exact reproducible thickness of the magnetoresistive layer cannot be realized due to limitations in the manufacturing process, there is a need to compensate the bias field for a varying thickness of the magnetoresistive layer. A known solution, as described for instance in the aforementioned EP 0 725 388, consists of a first conductor which is connected in series with the sensor element, which conductor generates a bias field, and a second conductor which is connected in parallel with this conductor. In this way an arrangement is achieved which can compensate for the varying thickness of the magnetoresistive layer, because the second conductor can be given a resistance which sets an optimum operating point.

Nadeel van de bekende magnetische flux-sensor is 30 echter, dat de grootte van de aan te brengen instelweerstand experimenteel moet worden vastgesteld. Deze instelling kan op verschillende manieren worden bereikt: door een regelchip, door handmatige instelling van het biasveld per kop in elk systeem, door een instelketen voor 1 0 1 i a 7 o 3 de bias op een printplaat of door een vaste instelling waarbij niet wordt gecorrigeerd voor variërende dikte van de laag. Alle methoden hebben als nadeel, dat geen rechtstreekse terugkoppeling bestaat met de dikte van het 5 sensorelement.A drawback of the known magnetic flux sensor is, however, that the magnitude of the adjusting resistance to be applied must be determined experimentally. This setting can be achieved in several ways: by a control chip, by manual adjustment of the bias field per head in each system, by an adjustment chain for 1 0 1 ia 7 o 3 the bias on a printed circuit board or by a fixed setting without correction for varying thickness of the layer. The drawback of all methods is that there is no direct feedback with the thickness of the sensor element.

De uitvinding heeft als doel dit nadeel op te lossen of te verminderen door het vereenvoudigen van de instelling van het werkpunt van een magnetische flux-sensor. Tevens wordt een verbeterde werking van de sensor nagestreefd. Dit 10 doel wordt bereikt doordat in de biasstroomketen een referentieweerstand is opgenomen, die overeenkomstig is gestructureerd met en zich bevindt in dezelfde laag als het sensorelement. Dit heeft als gevolg dat een eenvoudiger instelling van het werkpunt van de magnetische flux-sensor 15 mogelijk is, dat het aantal processtappen van de vervaardiging van de magnetische kop met de bijbehorende aanstuurelectronica kan worden teruggebracht en dat het aantal benodigde onderdelen van de magnetische kop kan worden verminderd.The object of the invention is to solve or reduce this drawback by simplifying the adjustment of the operating point of a magnetic flux sensor. Improved operation of the sensor is also being pursued. This object is achieved in that the bias current chain incorporates a reference resistor structured correspondingly and located in the same layer as the sensor element. As a result, a simpler adjustment of the operating point of the magnetic flux sensor 15 is possible, the number of process steps of the manufacture of the magnetic head with the associated control electronics can be reduced and the number of required parts of the magnetic head can be reduced. be reduced.

20 'In het bijzonder kan tijdens het aanbrengen van de magnetoresistieve laag voor de magnetische flux-sensor een gedeelte van deze laag worden gereserveerd voor het opnemen in de biasstroomketen van een aldus overeenkomstig gestructureerde weerstand.In particular, during the application of the magnetoresistive layer for the magnetic flux sensor, a part of this layer can be reserved for the incorporation in the bias current chain of a resistor structured accordingly.

25 Deze referentieweerstand wordt in dezelfde processtap als die van het aanbrengen van een magnetoresistieve laag gerealiseerd, zodat deze een gelijke dikte en samenstelling heeft als het sensorelement. De biasweerstand wordt zo gevormd samen met het 30 overeenkomstige sensorelement, zonder dat een aparte biasweerstand afzonderlijk behoeft te worden vervaardigd en ingesteld.This reference resistance is realized in the same process step as that of applying a magnetoresistive layer, so that it has the same thickness and composition as the sensor element. The bias resistor is thus formed together with the corresponding sensor element, without the need for a separate bias resistor to be manufactured and adjusted separately.

Bij voorkeur is de keten van de biasstroom gescheiden van die van de meetstroom, zodat de 10 116 7 9 4 biasstroomketen geheel kan worden ingericht voor het genereren van een optimaal biasveld.Preferably, the bias flow chain is separated from that of the measuring current, so that the bias flow chain can be fully configured to generate an optimal bias field.

Met name is het effect van terugkoppeling van de laagdikte optimaal in het geval dat een vaste spanning 5 wordt aangelegd over de biasstroomketen, omdat naarmate de magnetoresistieve laag dunner is, de referentieweerstand een hogere weerstand zal hebben. De corresponderende biasstroom zal bij een vaste spanning een evenredig lagere waarde hebben, zodat een kleiner biasveld wordt opgewekt, 10 dat bij de kleinere laagdikte van het sensorelement is benodigd voor een overeenkomstig lagere werkpuntinstelling.In particular, the effect of layer thickness feedback is optimal in the case that a fixed voltage is applied across the bias current circuit, because as the magnetoresistive layer is thinner, the reference resistance will have a higher resistance. The corresponding bias current will have a proportionally lower value at a fixed voltage, so that a smaller bias field is generated, which at the smaller layer thickness of the sensor element is required for a correspondingly lower operating point setting.

De uitvinding kan in het bijzonder worden toegepast bij magnetische flux-sensoren van het AMR- (anisotropic magnetoresistive) of het GMR- (giant magnetoresistive) 15 type, omdat voor deze typen het bovengenoemde koppelingseffeet van laagdikte en biasveld geldt.The invention is particularly applicable to magnetic flux sensors of the AMR (anisotropic magnetoresistive) or the GMR (giant magnetoresistive) type, because for these types the above coupling effect of layer thickness and bias field applies.

Een geschikte toepassing van een magnetische flux-sensor volgens de uitvinding is om deze te integreren in een magnetische kop voor het aftasten van een magnetisch 20 oppervlak door in de lagenstructuur tevens fluxgeleiders op te nemen. De biasstroom in een biasstroomgeleider, die het biasveld opwekt in het sensorelement, is daarbij parallel gericht met de meetstroom.A suitable application of a magnetic flux sensor according to the invention is to integrate it into a magnetic head for scanning a magnetic surface by also including flux conductors in the layer structure. The bias current in a bias current conductor, which generates the bias field in the sensor element, is parallel to the measuring current.

Een geschikte plaats voor deze stroomgeleider is de 25 plaats tussen de fluxgeleider en het sensorelement, of aan de van de fluxgeleider afgekeerde zijde van het sensorelement.A suitable place for this current conductor is the place between the flux conductor and the sensor element, or on the side of the sensor element remote from the flux conductor.

De uitvinding is ook geschikt voor toepassing in een zogenaamde meerkanaalskop, dat wil zeggen een magneetkop 30 geschikt voor het uitlezen van meerdere parallelle kanalen. In dit geval wordt met voordeel bereikt, dat slechts één biasstroomketen benodigd is voor het genereren van een biasveld in de respectieve sensoren, waarbij de 10 1 16 7 9 5 terugkoppeling wordt gerealiseerd met behulp van één referentieweerstand volgens de uitvinding.The invention is also suitable for use in a so-called multi-channel head, that is to say a magnetic head suitable for reading several parallel channels. In this case, it is advantageously achieved that only one bias current circuit is required to generate a bias field in the respective sensors, the feedback being realized using one reference resistor according to the invention.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een recorder voor het uitlezen van informatie die is opgeslagen 5 op een magnetisch oppervlak, zoals diskdrives of taperecorders, waarin is voorzien in een dergelijke magneetkop.The invention further relates to a recorder for reading out information stored on a magnetic surface, such as disk drives or tape recorders, in which such a magnetic head is provided.

De bovenstaande doelen en voordelen van de uitvinding kunnen beter worden begrepen bij het in 10 aanmerking nemen van de volgende meer gedetailleerde beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm onder verwijzing naar bijgevoegde tekening waarin:The above objects and advantages of the invention may be better understood when considering the following more detailed description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawing in which:

Figuur 1 een weergave is van een voorkeursuitvoeringvorm van de magnetische flux-sensor 15 volgens de uitvinding, toegepast in een magneetkop van het yoke type;Figure 1 shows a preferred embodiment of the magnetic flux sensor 15 according to the invention used in a magnetic head of the yoke type;

Figuur 2 een doorsnede is volgens de lijn I-I in figuur 1;Figure 2 is a section on the line I-I in Figure 1;

Figuur 3 een karakteristiek is van de spanning over 20 het' sensorelement in relatie met de magneetflux door het sensorelement voor afzonderlijke dikten van het sensorelement;Figure 3 is a characteristic of the voltage across the sensor element in relation to the magnetic flux through the sensor element for individual thicknesses of the sensor element;

Figuur 4 een weergave is van het stroomschema van de magnetische flux-sensor volgens de uitvinding.Figure 4 shows the flow chart of the magnetic flux sensor according to the invention.

25 Figuur 5 een andere weergave is van een voorkeursuitvoeringsvorm van de magnetische flux-sensor volgens de uitvinding toegepast in een meerkanaalskop van het yoke type;Figure 5 is another representation of a preferred embodiment of the magnetic flux sensor according to the invention used in a multi-channel head of the yoke type;

In de magneetkop van figuur 1 is een sensorelement 30 3a weergegeven als onderdeel van de meetstroomketen met aansluitstrips 2a en 2b. De biasstroomketen voor dit sensorelement wordt gevormd door de aansluitstrips la, lb en de corresponderende referentieweerstand 3b, die dezelfde dikte heeft en uit dezelfde laag is gevormd als het 10 116 7 9 6 sensorelement. Het sensorelement is in magnetische verbinding met een fluxgeleider 4a. Een corresponderende fluxgeleider, die zich aan de achterzijde van de magnetische flux-sensor bevindt, is weergegeven met 5 verwijzingscijfer 4b. Het samenstel 4a en 4b vormt een zogenaamd yoke. Verwijzingscijfer 5 duidt het magnetische tape aan met daarin opgeslagen de informatie die door de magnetische flux-sensor wordt uitgelezen. De stromen van de biasstroomketen en de meetstroomketen zijn parallel, en 10 loodrecht op de flux die door de fluxgeleider loopt en die afkomstig is van het magnetisch tape 5. Het biasveld dat wordt opgewekt, is overwegend evenwijdig met de richting van de flux. In het sensorelement is een voorkeursrichting (zogenaamde easy axis) van de magnetoresistieve laag 15 evenwijdig met de richting van de meetstroom ISense- Door het aanbrengen van het biasveld wordt het inwendige veld van de magneetlaag gedraaid, zodat een verandering van weerstand optreedt, en een overeenkomstige verandering van spanning over het element. Door het aanbrengen van de 20 juiste biasspanning Vbias wordt het werkpunt van de magnetische flux-sensor ingesteld.In the magnetic head of figure 1, a sensor element 30a is shown as part of the measuring current chain with connection strips 2a and 2b. The bias current circuit for this sensor element is formed by the terminal strips 1a, 1b and the corresponding reference resistor 3b, which has the same thickness and is formed from the same layer as the sensor element. The sensor element is in magnetic connection with a flux conductor 4a. A corresponding flux conductor located on the back of the magnetic flux sensor is indicated by 5 reference number 4b. The assembly 4a and 4b forms a so-called yoke. Reference numeral 5 denotes the magnetic tape with stored therein the information read out by the magnetic flux sensor. The currents of the bias current circuit and the measuring current circuit are parallel, and perpendicular to the flux passing through the flux conductor and coming from the magnetic tape 5. The bias field generated is mainly parallel to the direction of the flux. In the sensor element, a preferred direction (so-called easy axis) of the magnetoresistive layer 15 is parallel to the direction of the measuring current ISense- By applying the bias field, the internal field of the magnetic layer is rotated, so that a change of resistance occurs, and a corresponding change of voltage across the element. The operating point of the magnetic flux sensor is set by applying the correct bias voltage Vbias.

In figuur 2 is de opbouw weergegeven van de lagenstructuur van de magneetkop van figuur 1, langs de lijn I-I. In de figuur is te zien dat de laag, waaruit de 25 referentieweerstand 3b is gevormd, deel uitmaakt van dezelfde laag, als waaruit het sensorelement 3a is opgebouwd. Tevens geven de pijlen door het sensorelement 3a de fluxstroom weer, dia van het magnetische tape 5 via de fluxgeleider 4a in het sensorelement komt. Het biasveld in 30 het sensorelement wordt opgewekt in de stroomgeleider 1, die is gelegen tussen fluxgeleider 4a en het sensorelement 3a .Figure 2 shows the structure of the layer structure of the magnetic head of figure 1, along the line I-I. The figure shows that the layer from which the reference resistor 3b is formed is part of the same layer as the sensor element 3a is built up from. Also, the arrows through the sensor element 3a indicate the flux flow, slide of the magnetic tape 5 entering the sensor element via the flux guide 4a. The bias field in the sensor element is generated in the current conductor 1, which is located between flux conductor 4a and the sensor element 3a.

Als weergegeven in figuur 3, is een verschuiving in het optimale werkpunt waar te nemen wegens een variatie in 1 o ί 1 n 7 o 7 de dikte van de laag van het sensorelement. Een grotere gevoeligheid voor fluxveranderingen wordt bereikt bij dunnere magnetoresistieve lagen. Het werkpunt ligt hierbij evenredig veel lager. In de figuur duidt verwijzingscijfer 5 7 een zeer dunne laag, verwijzingscijfer 8 een laag van gemiddelde dikte en verwijzingscijfer 9 een dikkere laag. Zoals is te zien, verschuiven de daarbij respectievelijk behorende werkpunten 7a, 8a en 9a. Een karakteristiek volgens een lijn 7 heeft een zeer moeilijk in te stellen 10 werkpunt, en een karakteristiek volgens lijn 9 reageert relatief weinig op kleine fluxveranderingen. Een optimale karakteristiek is er één volgens lijn 8. Bij deze karakteristiek hoort een bepaalde dikte van de magnetoresistieve laag. Voor de afwijkingen in deze dikte, 15 ontstaan door variaties binnen de tolerantie van het productieproces, kan worden gecorrigeerd met een referentieweerstand volgens de uitvinding.As shown in Figure 3, a shift in the optimum operating point can be observed due to a variation in 1 o 1 1 7 7 7 the thickness of the sensor element layer. Greater sensitivity to flux changes is achieved with thinner magnetoresistive layers. The operating point is proportionately much lower. In the figure, reference numeral 7 denotes a very thin layer, reference numeral 8 denotes an average thickness layer and reference numeral 9 denotes a thicker layer. As can be seen, the associated operating points 7a, 8a and 9a shift, respectively. A characteristic along a line 7 has a very difficult operating point to set, and a characteristic along line 9 responds relatively little to small flux changes. An optimal characteristic is one according to line 8. This characteristic is associated with a certain thickness of the magnetoresistive layer. The deviations in this thickness, caused by variations within the tolerance of the production process, can be corrected with a reference resistance according to the invention.

Figuur 4 is een vereenvoudigde weergave van het stroomschema, waarbij dezelfde onderdelen dezelfde 20 verWijzingscijfers hebben als in figuur 1. In deze figuur zijn de biasstroomketen en de meetstroomketen afzonderlijk weergegeven, met de biasstroomketen gevormd door een vaste spanning Vbias, aansluit strips la en lb en een referentieweerstand 3b, die een hogere weerstand heeft 25 naarmate de magnetoresistieve laag dunner is. De corresponderende biasstroom zal evenredig lager zijn, zodat een lager biasveld wordt opgewekt, dat benodigd is voor een lagere werkpuntinstelling. De meetstroomketen wordt hierbij gevormd door aansluitstrips 2a en 2b voor de meetstroom 30 Tsenser en het sensorelement 3a, dat correspondeert met de referentieweerstand 3b.Figure 4 is a simplified representation of the flow chart, with the same components having the same reference numerals as in Figure 1. In this figure, the bias current circuit and the measuring current circuit are shown separately, with the bias current circuit formed by a fixed voltage Vbias, terminals 1a and 1b, and a reference resistor 3b, which has a higher resistance the thinner the magnetoresistive layer. The corresponding bias current will be proportionately lower, generating a lower bias field required for a lower operating point setting. The measuring current circuit is hereby formed by connecting strips 2a and 2b for the measuring current 30 Tsenser and the sensor element 3a, which corresponds to the reference resistor 3b.

Tot slot geeft figuur 5 een andere voorkeursuitvoeringsvorm weer, toegepast in een meerkanaalskop voor het uitlezen van informatie van 10 1:379 8 meerdere parallelle kanalen. In de figuur bevat de magneetkop vier sensorelementen, en evenzoveel aansluitstrips 2a, 2a', 2a" en 2a"' en 2b, 2b', 2b", 2b'" voor de meetstromen Is, Is', Is", Is"' . In een gangbare 5 meerkanaalskop kan het aantal sensorelementen enige tientallen bedragen. De sensorelementen 3a, 3a', 3a", 3a'" zijn gevormd uit dezelfde magnetoresistieve laag, en kunnen dus met dezelfde biasstroom op hun werkpunt worden ingesteld, welke biasstroom vloeit door aansluitstrips la, 10 lb en de enkele corresponderende referentieweerstand 3b. De fluxgeleiders van de respectieve sensorelementen zijn aangeduid met verwi j zingsci j fer 4a, 4a’, 4a", 4a'", waarbij de achterzijde van de fluxgeleider niet is afgebeeld. Het magnetisch tape wordt aangegeven met verwijzingscijfer 5.Finally, Figure 5 illustrates another preferred embodiment used in a multi-channel header for reading out information from 1 1: 379 8 multiple parallel channels. In the figure, the magnetic head contains four sensor elements, and as many connection strips 2a, 2a ', 2a "and 2a"' and 2b, 2b ', 2b ", 2b" "for the measuring currents Is, Is", Is ", Is"'. In a conventional multi-channel head, the number of sensor elements can be several tens. The sensor elements 3a, 3a ', 3a ", 3a" "are formed from the same magnetoresistive layer, and thus can be set to their operating point with the same bias current, which bias current flows through terminal strips 1a, 10lb and the single corresponding reference resistor 3b. The flux conductors of the respective sensor elements are indicated by reference numeral 4a, 4a ", 4a", 4a "", with the back of the flux conductor not shown. The magnetic tape is indicated by reference number 5.

15 De uitvinding is niet beperkt tot de aan de hand van de tekening beschreven uitvoeringsvoorbeelden, doch omvat allerlei variaties hierop, uiteraard voor zover deze vallen binnen de beschermingsomvang van de hiernavolgende conclusies. Met nadruk zij er op gewezen dat, hoewel de 20 uitvoeringsvoorbeelden van de aanvrage betrekking hebben op magneetkoppen van het yoke type, de uitvinding ook toepassing heeft in magneetkoppen van het shielded type, . zoals bijvoorbeeld is beschreven in EP 0 725 388 en dat de uitvinding voorts betrekking heeft op taperecorders, hard 25 disks, etc, waarin magneetkoppen volgens de uitvinding worden toegepast.The invention is not limited to the exemplary embodiments described with reference to the drawing, but includes all kinds of variations thereof, of course insofar as these fall within the scope of protection of the following claims. It should be emphasized that although the embodiments of the application relate to yoke type magnetic heads, the invention also applies to shielded type magnetic heads. as described, for example, in EP 0 725 388 and that the invention further relates to tape recorders, hard disks, etc., in which magnetic heads according to the invention are used.

I 0 1 1 » 7 9I 0 1 1 »7 9

Claims (11)

1. Magnetische flux-sensor die is opgebouwd uit een lagenstructuur, welke sensor een magnetoresistief sensorelement omvat, dat deel uitmaakt van een laag in de lagenstructuur en dat is opgenomen in een meetstroomketen, alsmede een biasstroomketen voor het opwekken van een biasveld in het sensorelement, met het kenmerk, dat in de biasstroomketen een referentieweerstand is opgenomen, die overeenkomstig is gestructureerd met en zich bevindt in dezelfde laag als het sensorelement.A magnetic flux sensor composed of a layer structure, which sensor comprises a magnetoresistive sensor element, which is part of a layer in the layer structure and which is included in a measuring current circuit, as well as a bias current chain for generating a bias field in the sensor element, characterized in that the bias current chain includes a reference resistor structured correspondingly and located in the same layer as the sensor element. 2. Magnetische flux-sensor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de referentieweerstand eenzelfde samenstelling en dikte heeft als het sensorelement, en daarmee gelijktijdig is vervaardigd.Magnetic flux sensor according to claim 1, characterized in that the reference resistance has the same composition and thickness as the sensor element, and is manufactured therewith. 3. Magnetische flux-sensor volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de meetstroomketen en de biasstroomketen elektrisch zijn gescheiden.Magnetic flux sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring current circuit and the bias current chain are electrically separated. 4. Magnetische flux-sensor volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat over de biasstroomketen een vaste spanning wordt aangelegd.Magnetic flux sensor according to claim 3, characterized in that a fixed voltage is applied across the bias current chain. 5. Magnetische flux-sensor volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het sensorelement kan bestaan uit een AMR-of een GMR-element.Magnetic flux sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor element can consist of an AMR or a GMR element. 6. Magneetkop, voorzien van fluxgeleiders en een magnetische flux-sensor volgens een der voorgaande conclusies, die in de lagenstructuur zijn geïntegreerd.Magnetic head, provided with flux conductors and a magnetic flux sensor according to any one of the preceding claims, which are integrated in the layer structure. 7. Magneetkop volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de stroom door de biasstroomketen parallel is gericht aan de stroom door de meetstroomketen.Magnetic head according to claim 6, characterized in that the current through the bias current chain is parallel to the current through the measuring current chain. 8. Magneetkop volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat een fluxgeleider is gelegen tussen het sensorelement en een geleiderlaag, die deel uitmaakt van de biasstroomketen. 10 116 7 9Magnetic head according to claim 6 or 7, characterized in that a flux conductor is located between the sensor element and a conductor layer forming part of the bias current chain. 10 116 7 9 9. Magneetkop volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat het sensorelement is gelegen tussen een geleiderlaag, die deel uitmaakt van de biasstroomketen en een fluxgeleider.Magnetic head according to claim 6 or 7, characterized in that the sensor element is located between a conductor layer, which forms part of the bias current chain and a flux conductor. 10. Magneetkop volgens conclusie 5-8, voor het parallel uitlezen van informatie in meerdere kanalen met behulp van evenzoveel sensorelementen als kanalen, welke sensorelementen in één laag van een lagenstructuur zijn geïntegreerd, met het kenmerk, dat één biasstroomketen een biasveld in de sensorelementen opwekt.Magnetic head according to claims 5-8, for parallel reading of information in multiple channels using as many sensor elements as channels, which sensor elements are integrated in one layer of a layer structure, characterized in that one bias current chain generates a bias field in the sensor elements . 11. Recorder met magneetkop volgens één van conclusies 6- 10. 10 11679Magnetic head recorder according to any one of claims 6-10 10. 11679
NL1011679A 1999-03-26 1999-03-26 Magnetic flux sensor. NL1011679C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1011679A NL1011679C2 (en) 1999-03-26 1999-03-26 Magnetic flux sensor.
PCT/NL2000/000205 WO2000058742A1 (en) 1999-03-26 2000-03-27 Magnetic flux sensor
AU35771/00A AU3577100A (en) 1999-03-26 2000-03-27 Magnetic flux sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1011679 1999-03-26
NL1011679A NL1011679C2 (en) 1999-03-26 1999-03-26 Magnetic flux sensor.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1011679C2 true NL1011679C2 (en) 2000-09-27

Family

ID=19768923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1011679A NL1011679C2 (en) 1999-03-26 1999-03-26 Magnetic flux sensor.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3577100A (en)
NL (1) NL1011679C2 (en)
WO (1) WO2000058742A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6525314B2 (en) * 2015-05-28 2019-06-05 アルプスアルパイン株式会社 Magnetic field detector

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3918091A (en) * 1973-07-10 1975-11-04 Philips Corp Device for controlling the position of a magnetic head with respect to an information track to be followed
US3921217A (en) * 1971-12-27 1975-11-18 Ibm Three-legged magnetic recording head using a magnetorestive element
JPS59144025A (en) * 1983-02-08 1984-08-17 Trio Kenwood Corp Thin film magnetic head
JPS59221823A (en) * 1983-05-31 1984-12-13 Sony Corp Magnetoresistance effect magnetic head
US4492997A (en) * 1980-11-28 1985-01-08 Hitachi, Ltd. Reproducing and amplifying circuit for magnetoresistive head
US4673998A (en) * 1982-10-29 1987-06-16 Sony Corporation Magnetic transducer head having series connected magnetroresistance effect sensing element with head output connected between the sensing elements
WO1996030898A2 (en) * 1995-03-24 1996-10-03 Philips Electronics N.V. System comprising a magnetic head, a measuring device and a current device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921217A (en) * 1971-12-27 1975-11-18 Ibm Three-legged magnetic recording head using a magnetorestive element
US3918091A (en) * 1973-07-10 1975-11-04 Philips Corp Device for controlling the position of a magnetic head with respect to an information track to be followed
US4492997A (en) * 1980-11-28 1985-01-08 Hitachi, Ltd. Reproducing and amplifying circuit for magnetoresistive head
US4673998A (en) * 1982-10-29 1987-06-16 Sony Corporation Magnetic transducer head having series connected magnetroresistance effect sensing element with head output connected between the sensing elements
JPS59144025A (en) * 1983-02-08 1984-08-17 Trio Kenwood Corp Thin film magnetic head
JPS59221823A (en) * 1983-05-31 1984-12-13 Sony Corp Magnetoresistance effect magnetic head
WO1996030898A2 (en) * 1995-03-24 1996-10-03 Philips Electronics N.V. System comprising a magnetic head, a measuring device and a current device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 008, no. 278 (P - 322) 19 December 1984 (1984-12-19) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 097 (P - 352) 26 April 1985 (1985-04-26) *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000058742A1 (en) 2000-10-05
AU3577100A (en) 2000-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6078479A (en) Magnetic tape head with flux sensing element
EP0484474B1 (en) Shorted dual element magnetoresistive reproduce head exhibiting high density signal amplification
US20030099054A1 (en) Thin-film magnetic head, head gimbal assembly with thin-film magnetic head and magnetic disk apparatus with head gimbal assembly
JPH02220213A (en) Magnetoresistance reading transducer
GB2134307A (en) Magnetic head
US5097372A (en) Thin film magnetic head with wide recording area and narrow reproducing area
KR20040020060A (en) Read/write head assembly
JP2000149227A (en) Manufacture of magnetoresistive composite head
JP2005078750A (en) Magnetic recording/reproducing device
NL1011679C2 (en) Magnetic flux sensor.
JP2000512763A (en) Magnetic field sensor with Wheatstone bridge
US6671137B2 (en) Magnetoresistive head including earth members
KR100280300B1 (en) Combined read / write magnetic head
US5966274A (en) Magneto-resistive magnetic head with track width defined by oppositely positioned recesses and manufacturing method therefor
US5825593A (en) Electric field modulated MR sensor
US6353316B1 (en) Magneto-resistive element and thin film magnetic head comprising the same
JP2662334B2 (en) Thin film magnetic head
JPH06338033A (en) Composite thin film magnetic head
US6943988B2 (en) Magnetic head having a magnetic recording element including a pair of connected yoke films and magnetic pole film to form a magnetic gap
JP3654225B2 (en) Magnetoresistive thin film magnetic head processing apparatus and processing method, and magnetoresistive thin film magnetic head manufacturing method
EP0482642B1 (en) Composite magnetoresistive thin-film magnetic head
JP3144051B2 (en) Current detector
US5621593A (en) Magnetoresistive head and method of fabricating the same
JPH1125425A (en) Magnetic head
JPH097121A (en) Magnetoresistance type magnetic head and its production and wafer

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20041001