JPH11273004A - リードアンプ - Google Patents

リードアンプ

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JPH11273004A
JPH11273004A JP8804198A JP8804198A JPH11273004A JP H11273004 A JPH11273004 A JP H11273004A JP 8804198 A JP8804198 A JP 8804198A JP 8804198 A JP8804198 A JP 8804198A JP H11273004 A JPH11273004 A JP H11273004A
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JP
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mosfet
potential
magnetoresistive head
read amplifier
source
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JP8804198A
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English (en)
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Yuji Nagaya
裕士 長屋
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 カレントバイアス・カレントセンス方式をと
るリードアンプの外付け部品を削減し、磁気ディスク等
との間の放電にともなう磁気抵抗効果型ヘッドの破損を
抑制し、リードアンプの周波数特性及び信頼性を高め
る。 【解決手段】 磁気抵抗効果型ヘッドMRHにバイアス
電流Imを与える入力トランジスタを、入力インピーダ
ンスの大きなNチャンネルMOSFETN1とし、これ
を含む帰還ループの周波数特性を設定し素子ノイズを除
去するローパスフィルタを、大きな抵抗値の抵抗R4
と、小さな容量値の容量C1とする。磁気抵抗効果型ヘ
ッドの低電位電源電圧側端子にPチャンネルMOSFE
TP1のソースを結合し、ゲート側に、定電流源S2,
MOSFETN3,N4,P3,抵抗R5及びR6なら
びに容量C2からなり、磁気抵抗効果型ヘッドの中間点
の電位が回路の接地電位となるべくMOSFETP1の
ソース電位を制御する電位設定回路を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はリードアンプに関
し、例えば、磁気抵抗効果型ヘッドを用いたカレントバ
イアス・カレントセンス方式のリードアンプならびにそ
のノイズ低減及び信頼性向上に利用して特に有効な技術
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗効果(MR:Magnetor
esistive)素子を用いた磁気抵抗効果型ヘッド
がある。また、磁気抵抗効果型ヘッドを読み取り用ヘッ
ドとして用いた磁気ディスク装置があり、このような磁
気ディスク装置に組み込まれるリードライト用集積回路
装置がある。リードライト用集積回路装置は、磁気抵抗
効果型ヘッドにより得られる読み出し信号を所定レベル
まで増幅するためのリードアンプと、与えられた入力デ
ータを所定の書き込み信号に変換して書き込み用ヘッド
から磁気ディスクに書き込むためのライトアンプとを含
む。
【0003】一方、上記磁気抵抗効果型ヘッドを用いた
磁気ディスク装置のリードアンプとして、磁気抵抗効果
型ヘッドに所定のバイアス電流を与えながらその読み出
し電流をセンスするいわゆるカレントバイアス・カレン
トセンス方式のリードアンプが、例えば、米国特許第
5,270,882号に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本願発明者等は、この
発明に先立って、上記カレントバイアス・カレントセン
ス方式を用いた図7のようなリードアンプを開発し、次
の問題点に気付いた。すなわち、このリードアンプで
は、磁気抵抗効果型ヘッドMRHにバイアス電流を与え
るいわゆる入力トランジスタT2がバイポーラトランジ
スタからなり、そのベースつまり帰還増幅器FBAの出
力端子と接地電位GNDとの間には、帰還ループの周波
数特性を設定し素子ノイズを除去するための容量C5が
設けられる。また、帰還増幅器FBAは、差動形態とさ
れる一対のバイポーラトランジスタを含み、その非反転
入力端子となる非反転出力ノードVopと電源電圧VC
Cとの間には、磁気抵抗効果型ヘッドMRHに読み出し
データに応じた交流電流を流しかつ非反転出力ノードV
opにおける直流基準電圧のノイズを抑制しその電位を
安定化させるための容量C4が設けられる。これらの容
量C4及びC5は、結合されるバイポーラトランジスタ
の入力抵抗が比較的小さいため、充分なノイズ除去効果
を得るには比較的大きな容量を持つことが必要とされ、
リードアンプが形成される半導体基板面上に収納しきれ
ずいわゆる外付け部品となる。
【0005】周知のように、外付け部品となる容量C4
及びC5は、プリント基板等の配線を介してリードアン
プが搭載される集積回路に結合され、これらの配線に
は、比較的大きな寄生インダクタンスが結合される。こ
の結果、特に高周波領域においてノイズ耐性が劣化し、
リードアンプの周波数特性が劣化してしまう。
【0006】一方、図7のリードアンプでは、磁気抵抗
効果型ヘッドMRHの下方の端子が直接接地電位GND
に結合され、その上方の端子には、磁気抵抗効果型ヘッ
ドMRHの抵抗値とバイアス電流Inの電流値の積値に
相当する電圧が印加される。このため、磁気抵抗効果型
ヘッドMRHの上方の端子に近い部分が回転中の磁気デ
ィスク等に接触した場合、両者間の放電によって磁気抵
抗効果型ヘッドMRHが破損し、リードアンプの信頼性
が低下してしまう。
【0007】この発明の目的は、カレントバイアス・カ
レントセンス方式をとるリードアンプの外付け部品を削
減し、リードアンプの周波数特性を高めることにある。
この発明の他の目的は、磁気ディスク等との間の放電に
ともなう磁気抵抗効果型ヘッドの破損を抑制し、リード
アンプの信頼性を高めることにある。
【0008】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、磁気ディスク装置のリードラ
イト用集積回路等に搭載され、磁気抵抗効果型ヘッドを
用いかつカレントバイアス・カレントセンス方式をとる
リードアンプにおいて、磁気抵抗効果型ヘッドにバイア
ス電流を与える入力トランジスタを入力インピーダンス
が大きな例えばNチャンネル型の第1のMOSFETに
置き換え、これを含む帰還ループの周波数特性を設定し
素子ノイズを除去するためのローパスフィルタを、比較
的大きな抵抗値を有する抵抗と、比較的小さな容量値を
有する容量とにより構成する。また、磁気抵抗効果型ヘ
ッドの低電位電源電圧側端子にPチャンネル型の第2の
MOSFETのソースを結合し、この第2のMOSFE
Tのゲート側に、磁気抵抗効果型ヘッドの中間点におけ
る電位が回路の接地電位となるべく第2のMOSFET
のソース電位を制御するための電位設定回路を設ける。
【0010】上記した手段によれば、帰還ループの周波
数特性を設定し素子ノイズを除去するための容量を、磁
気抵抗効果型ヘッドを除く他の回路素子とともに共通の
半導体基板面上に形成して、上記容量が外付けされるこ
とによる寄生インダクタンスの影響を除去し、リードア
ンプのノイズ耐性を高めることができるとともに、磁気
抵抗効果型ヘッドの中間点における電位を回路の接地電
位として、その両端子にかかる電圧を従来品の二分の一
とし、磁気抵抗効果型ヘッドが磁気ディスク等に接触し
て破損する確率を低くすることができる。この結果、磁
気抵抗効果型ヘッドを用いかつカレントバイアス・カレ
ントセンス方式を採るリードアンプの周波数特性を高
め、その信頼性を高めることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1には、この発明が適用された
リードアンプの第1の実施例の回路図が示されている。
また、図2には、図1のリードアンプに含まれる磁気抵
抗効果型ヘッドMRHの一実施例の動作特性図が示さ
れ、図3及び図4には、図1のリードアンプに含まれる
出力増幅器OPA及び帰還増幅器FBAの一実施例の回
路図がそれぞれ示されている。以下、図1を中心に、こ
の実施例のリードアンプの構成及び動作ならびにその特
徴等について説明する。なお、この実施例のリードアン
プは、特に制限されないが、図示されない他のリードア
ンプ及びライトアンプとともに、磁気ディスク装置を構
成するリードライト用集積回路装置に搭載される。ま
た、磁気抵抗効果型ヘッドMRHを除く各回路素子は、
リードライト用集積回路装置の図示されない他の回路素
子とともに、単結晶シリコンのような1個の半導体基板
面上に形成される。以下の回路図において、そのチャン
ネル(バックゲート)部に矢印が付されるMOSFET
(金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ。この明細
書では、MOSFETをして絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの総称とする)はPチャンネル型(第2導電
型)であって、矢印の付されないNチャンネル型(第1
導電型)MOSFETと区別して示される。
【0012】図1において、この実施例のリードアンプ
は、カレントバイアス・カレントセンス方式を採り、電
源電圧VCC(高電位電源電圧)と読み取り用ヘッドと
なる磁気抵抗効果型ヘッドMRHの高電位電源電圧側端
子との間に直列形態に設けられる抵抗R2及びNチャン
ネルMOSFETN1(第1のMOSFET)と、磁気
抵抗効果型ヘッドMRHの低電位電源電圧側端子と電源
電圧VEE(低電位電源電圧)との間に設けられるPチ
ャンネルMOSFETP1(第2のMOSFET・第1
のトランジスタ)とを含む。なお、磁気抵抗効果型ヘッ
ドMRHは外付け部品であって、リードライト用集積回
路装置の半導体基板面上には形成されない。また、電源
電圧VCCは、例えば+5V(ボルト)のような正電位
とされ、電源電圧VEEは例えば−5Vのような負電位
とされる。
【0013】MOSFETN1のドレインつまり内部ノ
ードVnbは、帰還増幅器FBAの非反転入力端子+に
結合されるとともに、出力増幅器OPAの非反転入力端
子+に結合される。帰還増幅器FBAの反転入力端子−
つまり内部ノードVnaは、抵抗R1を介して電源電圧
VCCに結合されるとともに、所定の定電流源S1を介
して接地電位GND(回路の接地電位)に結合される。
出力増幅器OPAの非反転及び反転出力信号は、それぞ
れリードアンプの非反転出力信号Vop及び反転出力信
号Vonとして図示されない後段回路に供給される。帰
還増幅器FBAの出力端子つまり内部ノードVncは、
PチャンネルMOSFETP2のゲートに結合される。
MOSFETP2のソースは、電源電圧VCCに結合さ
れ、そのドレインは、直列形態とされるNチャンネルM
OSFETN2及び抵抗R3を介して接地電位GNDに
結合されるとともに、抵抗R4(第1の抵抗)を介して
MOSFETN1のゲートに結合される。MOSFET
N1のゲートは、さらに容量C1(第1の容量)を介し
て接地電位GNDに結合される。
【0014】ここで、出力増幅器OPAは、特に制限さ
れないが、図3に示されるように、差動形態とされる一
対のNチャンネルMOSFETN5及びN6を含む。こ
れらのMOSFETN5及びN6のドレインは、負荷抵
抗R7及びR8を介して電源電圧VCCに結合されると
ともに、出力増幅器OPAの非反転出力端子及び反転出
力端子にそれぞれ結合され、その共通結合されたソース
は、所定の定電流源S3を介して電源電圧VEEに結合
される。MOSFETN5のゲートは、出力増幅器OP
Aの非反転入力端子+つまり内部ノードVnbに結合さ
れるとともに、抵抗R9を介してMOSFETN6のゲ
ートに結合される。MOSFETN6のゲートは、さら
に容量C3を介して接地電位GNDに結合される。
【0015】これにより、抵抗R9及び容量C3はロー
パスフィルタを構成し、MOSFETN6のゲートに
は、対をなすMOSFETN5のゲートつまり出力増幅
器OPAの非反転入力端子+における平均電位、すなわ
ちその直流電位が伝達される。したがって、出力増幅器
OPAは、非反転入力端子+に入力される内部ノードV
nbの電位の交流成分のみを増幅すべく作用し、その結
果としてリードアンプの非反転出力信号Vop及び反転
出力信号Vonが得られる。
【0016】一方、帰還増幅器FBAは、特に制限され
ないが、図4に示されるように、差動形態とされる一対
のNチャンネルMOSFETN9及びN10を含む。こ
れらの差動MOSFETN9及びN10のドレインは、
対応するPチャンネル型の負荷MOSFETP4及びP
5を介して電源電圧VCCに結合され、その共通結合さ
れたソースは、所定の定電流源S6を介して電源電圧V
EEに結合される。負荷MOSFETP4及びP5はカ
レントミラー結合され、いわゆるアクティブ負荷として
作用する。また、MOSFETN10のドレインは、帰
還増幅器FBAの反転出力端子として内部ノードVnc
に結合される。
【0017】差動MOSFETN9のゲートは、Nチャ
ンネルMOSFETN7及び定電流源S4からなるソー
スフォロア回路を介して帰還増幅器FBAの反転入力端
子−に結合され、差動MOSFETN10のゲートは、
NチャンネルMOSFETN8及び定電流源S5からな
るもう一つのソースフォロア回路を介して帰還増幅器F
BAの非反転入力端子+に結合される。
【0018】これにより、帰還増幅器FBAは、内部ノ
ードVna及びVnbの電位差を増幅して、その反転出
力端子つまり内部ノードVncに出力する。したがっ
て、内部ノードVncにおける電位は、内部ノードVn
bの電位が内部ノードVnaの電位より高いとき選択的
に低くなり、低くなったとき高くなる。
【0019】言うまでもなく、帰還増幅器FBAの反転
入力端子−つまり内部ノードVnaにおける電位Vna
は、定電流源S1により得られる電流I1の値をI1と
し、抵抗R1の抵抗値をR1とするとき、 Vna=VCC−I1×R1 となる。また、帰還増幅器FBAの非反転入力端子+つ
まり内部ノードVnbにおける電位Vnbは、MOSF
ETN1を介して磁気抵抗効果型ヘッドMRHに流され
る電流Imの値をImとし、抵抗R2の抵抗値をR2と
するとき、 Vnb=VCC−Im×R2 となる。
【0020】帰還増幅器FBAの反転出力信号Vnc
は、前述のように、その非反転入力端子+つまり内部ノ
ードVnbにおける電位Vnbが反転入力端子−つまり
内部ノードVnaにおける電位Vnaより高いとき低く
なり、逆の状態で高くなる。内部ノードVnbの電位V
nbが内部ノードVnaの電位Vnaより高くなり、帰
還増幅器FBAの反転出力信号Vncの電位が低くなる
とき、この反転出力信号Vncをゲートに受けるMOS
FETP2はより強いオン状態となり、そのドレイン電
位つまりMOSFETN1のゲート電位が上昇する。し
たがって、MOSFETN1がより強いオン状態とな
り、磁気抵抗効果型ヘッドMRHに流される電流Imが
大きくなって、内部ノードVnbの電位Vnbは低くな
る。
【0021】一方、内部ノードVnbの電位Vnbが内
部ノードVnaの電位Vnaより低くなり、帰還増幅器
FBAの反転出力信号Vncの電位が高くなると、MO
SFETP2のコンダクタンスは小さくなり、MOSF
ETN1のゲート電位は低くなく。したがって、磁気抵
抗効果型ヘッドMRHに流される電流Imが小さくな
り、内部ノードVnbの電位Vnbは上昇する。
【0022】これらのことから、MOSFETN1はい
わゆる入力トランジスタとして作用し、内部ノードVn
a及びVnbの電位は、このMOSFETN1と帰還増
幅器FBAからなる帰還ループの帰還作用によって同一
電位となるべく制御される。この結果、例えば抵抗R1
及びR2の抵抗値が同じであると仮定した場合、磁気抵
抗効果型ヘッドMRHには、定電流源S1により得られ
る電流I1がそのままバイアス電流Imとして与えられ
る。
【0023】周知のように、磁気抵抗効果型ヘッドMR
Hは、その抵抗値RMRと外部磁界EMとの関係におい
て図2に示されるような動作特性を有し、磁気抵抗効果
型ヘッドMRHの読み出し効率つまり外部磁界EMの変
化に対する抵抗値RMRの変化の度合いは、所定のバイ
アス電流が与えられ適当な外部磁界EMpが与えられる
P点において最大となる。この実施例において、上記定
電流源S1により得られる電流I1つまりバイアス電流
Imは、磁気抵抗効果型ヘッドMRHに対してその動作
点を上記P点とする最適値とされ、これによって磁気抵
抗効果型ヘッドMRHを含むリードアンプの読み出し効
率が充分に高められる。
【0024】磁気ディスク装置の図示されない磁気ディ
スクが回転し、その保持データに応じた外部磁界EMの
変化によって磁気抵抗効果型ヘッドMRHに生じる抵抗
値RMRの変化は、磁気抵抗効果型ヘッドMRHに流さ
れる電流の交流的変化つまり読み出し電流となる。これ
らの読み出し電流は、抵抗R2に流され、これを受けて
内部ノードVnbの電位が交流的に変化するが、この交
流成分は、前述のように、出力増幅器OPAにより増幅
され、これによってリードアンプの非反転出力信号Vo
p及び反転出力信号Vonの電位差が拡大される。
【0025】ところで、入力トランジスタつまりMOS
FETN1のゲート側に設けられる抵抗R4及び容量C
1は、ローパスフィルタ(第1のローパスフィルタ)を
構成して、帰還増幅器FBAを含む帰還ループの周波数
特性を低周波領域に設定して信号成分に対する帰還ルー
プの反応を抑制するとともに、帰還増幅器FBA,MO
SFETN2ならびに抵抗R3の素子ノイズを抑制すべ
く作用する。また、この第1のローパスフィルタは、そ
の入力インピーダンスが極めて高いMOSFETN1の
ゲートに結合されるため、抵抗R4の抵抗値を比較的大
きくし容量C1の容量値を比較的小さくして構成でき、
これによって容量C1をリードアンプが形成される半導
体基板面上に収納することが可能となる。
【0026】次に、磁気抵抗効果型ヘッドMRHの低電
位電源電圧側に設けられるMOSFETP1のゲート
は、容量C2(第2の容量)を介して接地電位GNDに
結合されるとともに、抵抗R6(第3の抵抗)の一方の
端子に結合される。この抵抗R6の他方の端子は、直列
形態とされるPチャンネルMOSFETP3(第3のM
OSFET)及び抵抗R5(第2の抵抗)を介して接地
電位GNDに結合されるとともに、NチャンネルMOS
FETN4(第4のMOSFET)を介して電源電圧V
EEに結合される。MOSFETN4のゲートは、MO
SFETN3(第5のMOSFET)のゲートに共通結
合される。また、MOSFETN3のソースは電源電圧
VEEに結合され、そのドレインは、定電流源S2を介
して接地電位GNDに結合される。MOSFETN3
は、そのドレイン及びゲートが共通結合されることでM
OSFETN4とともにカレントミラー回路を構成し、
MOSFETP3は、同じくそのドレイン及びゲートが
共通結合されることでMOSFETP1とともにカレン
トミラー回路を構成する。また、MOSFETP3,N
3,N4,抵抗R5〜R6ならびに容量C2は、電位設
定回路を構成し、後述のようにMOSFETP1のソー
ス電位を設定すべく作用する。
【0027】なお、抵抗6及び容量C2は、第2のロー
パスフィルタを構成し、MOSFETN3,N4,P3
ならびに抵抗R6等の素子ノイズを除去すべく作用す
る。また、この第2のローパスフィルタは、その入力イ
ンピーダンスが極めて高いMOSFETP2のゲートに
結合されるため、抵抗R6の抵抗値を比較的大きくし容
量C2の容量値を比較的小さくして構成でき、これによ
って容量C2もリードアンプが形成される半導体基板面
上に収納することが可能となる。
【0028】この実施例において、定電流源S2により
得られる電流I2は、定電流源S1によって得られる電
流I1の1/nとされ、MOSFETN3及びN4は同
一サイズで形成される。また、MOSFETP1は、M
OSFETP3のn倍のサイズで形成されるが、そのゲ
ートソース間電圧Vgsは同一値となるべく設計され
る。さらに、抵抗R5は、磁気抵抗効果型ヘッドMRH
の抵抗値RMRのn/2倍の抵抗値つまりRMR×n/
2なる抵抗値を持つべく設計される。
【0029】これにより、定電流源S2によってMOS
FETN3に流される電流I2は、そのまま電流I3と
してMOSFETN4及びMOSFETP3に流される
が、この電流I3は、n倍の電流I4となってMOSF
ETP1に流され、このMOSFETP1を介して流さ
れる電流I4は、前記磁気抵抗効果型ヘッドMRHのバ
イアス電流Imと同一値となる。
【0030】周知のように、カレントミラー結合される
MOSFETP1及びP3のゲート電位は同一電位であ
り、同一のゲートソース間電圧VgsとされるMOSF
ETP1及びP3のソース電位も同一電位となる。MO
SFETP3のソース側に設けられる抵抗R5は、前述
のように、RMR×n/2なる抵抗値を持つため、MO
SFETP3のソース電位Vs3は、 Vs3=GND−I3×(RMR×n/2) =GND−I2×(RMR×n/2) となる。
【0031】一方、MOSFETP1に流される電流I
4は、前述のように、MOSFETP3に流される電流
I3すなわちI2のn倍であり、そのソース電位Vs1
は、MOSFETP3のソース電位Vn3と同一電位と
なる。したがって、磁気抵抗効果型ヘッドMRHの中間
点における電位Vhは、MOSFETP1のソース電位
Vs1に電流I4による磁気抵抗効果型ヘッドMRHの
抵抗値RMRの二分の一つまりRMR/2の電圧上昇分
を加えた電位、すなわち、 Vh=Vs1+Im×(RMR/2) =Vs1+I4×(RMR/2) =Vs3+I2×n×(RMR/2) =[GND−I2×(RMR×n/2)]+I2×n×(RMR/2) =GND となり、接地電位GNDと同電位となる。この結果、磁
気抵抗効果型ヘッドMRHの両端子における電位は、従
来品の二分の一すなわち(I4×RMR)/2となり、
もし磁気抵抗効果型ヘッドMRHが回転中の磁気ディス
ク等に接触した場合でも磁気抵抗効果型ヘッドMRHが
破損する確率が低くなり、これによってリードアンプの
信頼性を高めることができるものとなる。
【0032】図5には、この発明が適用されたリードア
ンプの第2の実施例の回路図が示されている。なお、こ
の実施例のリードアンプは、前記図1の実施例を基本的
に踏襲するものであるため、これと異なる部分について
のみ説明を追加する。
【0033】図5において、この実施例のリードアンプ
は、MOSFETP1のドレイン及び電源電圧VEE間
に設けられるNチャンネルMOSFETN11(第6の
MOSFET)と、MOSFETN1のドレイン及び電
源電圧VEE間に設けられるNチャンネルMOSFET
N12(第7のMOSFET)とを含む。これらのMO
SFETN11及びN12は、カレントミラー形態とさ
れ、例えば1対1のサイズ比をもって形成される。この
ため、MOSFETN12には、MOSFETN11つ
まり磁気抵抗効果型ヘッドMRHに流される電流I4が
そのまま電流Irとして流され、この電流Irは抵抗R
2に流される。抵抗R2には、電流I4及びIrが流さ
れるため、電流Imは電流I1の二分の一となる。
【0034】この結果、抵抗R2には、磁気抵抗効果型
ヘッドMRHにより得られる読み出し電流の2倍に相当
する交流成分が得られ、これによってリードアンプの読
み出し効率がさらに高められるものとなる。なお、MO
SFETN11及びN12のサイズ比を任意に設定する
ことにより、電流I4に対する電流Irの大きさを任意
に設定できるものであることは言うまでもない。
【0035】図6には、この発明が適用されたリードア
ンプの第3の実施例の回路図が示されている。なお、こ
の実施例のリードアンプは、前記図1の実施例を基本的
に踏襲するものであるため、これと異なる部分について
のみ説明を追加する。
【0036】図6において、この実施例のリードアンプ
は、図1の実施例と同様、抵抗R4及び容量C1からな
る第1のローパスフィルタを含むが、本実施例の場合、
容量C1の下方の電極は、接地電位GNDではなく、磁
気抵抗効果型ヘッドMRHの低電位電源電圧側端子つま
りMOSFETP1のソースに結合される。
【0037】このため、容量C1は、図1の実施例と同
様、抵抗R4とともにローパスフィルタを構成し、MO
SFETN1及び帰還増幅器FBAを含む帰還ループの
周波数特性を設定しかつMOSFETN2及び抵抗R3
の素子ノイズを抑制すべく作用するとともに、MOSF
ETP1の素子ノイズをも抑制すべく作用し、これによ
ってリードアンプのノイズ耐性がさらに高められるもの
となる。
【0038】以上の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1)リードライト用集積回路に搭載され、カレントバ
イアス・カレントセンス方式をとるリードアンプにおい
て、磁気抵抗効果型ヘッドにバイアス電流を与える入力
トランジスタを例えばNチャンネル型の第1のMOSF
ETに置き換え、これを含む帰還ループの周波数特性を
設定し素子ノイズを除去するためのローパスフィルタ
を、比較的大きな抵抗値を有する抵抗と、比較的小さな
容量値を有する容量とにより構成することで、帰還ルー
プの周波数特性を設定し、素子ノイズを除去するための
容量を、磁気抵抗効果型ヘッドを除く他の回路素子とと
もに共通の半導体基板面上に形成できるという効果が得
られる。 (2)上記(1)項により、ローパスフィルタ用の容量
が外付けされることによる寄生インダクタンスの影響を
除去して、リードアンプのノイズ耐性を高めることがで
きるという効果が得られる。
【0039】(3)上記(1)項及び(2)項におい
て、磁気抵抗効果型ヘッドの低電位電源電圧側端子にP
チャンネル型の第2のMOSFETのソースを結合し、
この第2のMOSFETのゲート側に、磁気抵抗効果型
ヘッドの中間点における電位が回路の接地電位となるべ
く第2のMOSFETのソース電位を制御するための電
位設定回路を設けることで、磁気抵抗効果型ヘッドの中
間点における電位を回路の接地電位として、その両端子
にかかる電圧を従来品の二分の一に低減することができ
るという効果が得られる。 (4)上記(3)項により、磁気抵抗効果型ヘッドが磁
気ディスク等に接触して破損する確率を低くすることが
できるという効果が得られる。 (5)上記(1)項ないし(4)項により、磁気抵抗効
果型ヘッドを用いかつカレントバイアス・カレントセン
ス方式を採るリードアンプの周波数特性を高め、その信
頼性を高めることができるという効果が得られる。
【0040】(6)上記(1)項ないし(5)項におい
て、第2のMOSFETのドレインと低電位電源電圧と
の間にNチャンネル型の第6のMOSFETを設け、第
1のMOSFETのドレインと低電位電源電圧との間に
第6のMOSFETとカレントミラー形態とされるNチ
ャンネル型の第7のMOSFETを設けることで、磁気
抵抗効果型ヘッドにより得られる読み出し電流を拡大
し、リードアンプの読み出し効率をさらに高めることが
できるという効果が得られる。 (7)上記(1)項ないし(6)項において、第1の容
量を、第1のMOSFETのゲートと磁気抵抗効果型ヘ
ッドの低電位電源電圧側端子つまり第2のMOSFET
のソースとの間に設けることで、第1の容量を含むロー
パスフィルタによって第2のMOSFETの素子ノイズ
を抑制し、リードアンプのノイズ耐性をさらに高めるこ
とができるという効果が得られる。
【0041】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1,図5及び図6において、抵抗R4及びC1か
らなるローパスフィルタと、MOSFETP1のゲート
側に設けられる電位設定回路は、必ずしも同時に設けら
れることを必須条件とはせず、個別にその効果を享受す
ることができる。また、電位設定回路による効果は、M
OSFETP1がPNP型バイポーラトランジスタに置
き換えられる場合でも、バイポーラトランジスタを用い
た電位設定回路を設けることで同様に享受できる。リー
ドアンプの具体的回路構成や電源電圧の極性及び絶対値
ならびにMOSFETの導電型等は、種々の実施形態を
とりうる。
【0042】図2において、磁気抵抗効果型ヘッドMR
Hの動作特性はほんの一例であり、本発明の主旨に影響
を与えない。図3及び図4において、出力増幅器OPA
及び帰還増幅器FBAの具体的構成は、種々の実施形態
をとりうる。
【0043】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である磁気
ディスク装置のリードライト用集積回路に搭載されるリ
ードアンプに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、例えば、リードアンプとして
単体で形成されるものや他の各種回路と同一基板に形成
される同様なリードアンプならびにこれを含む各種装置
にも適用できる。この発明は、少なくとも磁気抵抗効果
型ヘッドとこの磁気抵抗効果型ヘッドにバイアス電流を
与えるための入力トランジスタとを含むリードアンプな
らびにこのようなリードアンプを含む装置又はシステム
に広く適用できる。
【0044】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、リードライト用集積回路に
搭載され、磁気抵抗効果型ヘッドを用い、かつカレント
バイアス・カレントセンス方式をとるリードアンプにお
いて、磁気抵抗効果型ヘッドにバイアス電流を与える入
力トランジスタを入力インピーダンスの大きな例えばN
チャンネル型の第1のMOSFETに置き換え、これを
含む帰還ループの周波数特性を設定し素子ノイズを除去
するためのローパスフィルタを、比較的大きな抵抗値を
有する抵抗と、比較的小さな容量値を有する容量とによ
り構成する。また、磁気抵抗効果型ヘッドの低電位電源
電圧側端子にPチャンネル型の第2のMOSFETのソ
ースを結合し、第2のMOSFETのゲート側に、磁気
抵抗効果型ヘッドの中間点における電位が回路の接地電
位となるべく第2のMOSFETのソース電位を制御す
る電位設定回路を設ける。これにより、帰還ループの周
波数特性を設定し素子ノイズを除去するための容量を、
磁気抵抗効果型ヘッドを除く他の回路素子とともに共通
の半導体基板面上に形成し、この容量が外付けされるこ
とによる寄生インダクタンスの影響を除去し、リードア
ンプのノイズ耐性を高めることができるとともに、磁気
抵抗効果型ヘッドの中間点における電位を回路の接地電
位として、その両端子にかかる電圧を従来品の二分の一
とし、磁気抵抗効果型ヘッドが磁気ディスク等に接触し
て破損する確率を低くすることができる。この結果、磁
気抵抗効果型ヘッドを用いかつカレントバイアス・カレ
ントセンス方式を採るリードアンプの周波数特性を高
め、その信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されたリードアンプの第1の実
施例を示す回路図である。
【図2】図1のリードアンプに含まれる磁気抵抗効果型
ヘッドの一実施例を示す動作特性図である。
【図3】図1のリードアンプに含まれる出力増幅器の一
実施例を示す回路図である。
【図4】図1のリードアンプに含まれる帰還増幅器の一
実施例を示す回路図である。
【図5】この発明が適用されたリードアンプの第2の実
施例を示す回路図である。
【図6】この発明が適用されたリードアンプの第3の実
施例を示す回路図である。
【図7】この発明に先立って本願発明者等が開発したリ
ードアンプの一例を示す回路図である。
【符号の説明】
MRH……磁気抵抗効果型ヘッド、OPA……出力増幅
器、FBA……帰還増幅器、P1〜P7……Pチャンネ
ルMOSFET、N1〜N12……NチャンネルMOS
FET、R1〜R12……抵抗、C1〜C5……容量、
S1〜S7……定電流源、T1〜T2……NPN型バイ
ポーラトランジスタ。VCC……高電位側電源電圧、V
EE……低電位側電源電圧、GND……接地電位、Vo
p……非反転出力信号、Von……反転出力信号、Vn
a〜Vnc……内部ノード電圧、Im,In……バイア
ス電流、Ir……読み出し電流、I1〜I5……直流電
流、Vb……定電圧。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気抵抗効果型ヘッドと、 上記磁気抵抗効果型ヘッドと直列形態に設けられそのバ
    イアス電流を制御する第1のMOSFETと、 上記第1のMOSFETのゲート側に設けられる第1の
    抵抗及び第1の容量からなる第1のローパスフィルタと
    を含んでなり、かつ、 上記第1の容量が、上記磁気抵抗効果型ヘッドを除く他
    の回路素子ともに共通の半導体基板上に形成されること
    を特徴とするリードアンプ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記第1のMOSFETは、第1導電型とされ、かつ上
    記磁気抵抗効果型ヘッドの高電位電源電圧側に設けられ
    るものであって、 上記リードアンプは、 そのソースが上記磁気抵抗効果型ヘッドの低電位電源電
    圧側端子に結合される第2導電型の第2のMOSFET
    と、 上記第2のMOSFETのゲート側に設けられ、上記磁
    気抵抗効果型ヘッドの中間点の電位が回路の接地電位と
    なるべく第2のMOSFETのソース電位を制御する電
    位設定回路とを含むものであることを特徴とするリード
    アンプ。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 上記電位設定回路は、 上記第2のMOSFETとカレントミラー形態とされる
    第2導電型の第3のMOSFETと、 回路の接地電位と上記第3のMOSFETのソースとの
    間に設けられる第2の抵抗と、 上記第3のMOSFETのドレインと低電位電源電圧と
    の間に設けられる第1導電型の第4のMOSFETと、 上記第4のMOSFETとカレントミラー形態とされる
    第1導電型の第5のMOSFETと、 上記第5のMOSFETに所定の動作電流を与える定電
    流源とを含むものであることを特徴とするリードアン
    プ。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 上記電位設定回路は、 上記第2のMOSFETのゲートと上記第3のMOSF
    ETのドレインとの間に設けられる第3の抵抗と、 上記第2のMOSFETのゲートと回路の接地電位との
    間に設けられ上記磁気抵抗効果型ヘッドを除く他の回路
    素子とともに共通の半導体基板に形成される第2の容量
    とからなる第2のローパスフィルタを含むものであるこ
    とを特徴とするリードアンプ。
  5. 【請求項5】 請求項2,請求項3又は請求項4におい
    て、 上記リードアンプは、 上記第2のMOSFETのドレインと低電位電源電圧と
    の間に設けられる第1導電型の第6のMOSFETと、 上記第1のMOSFETのドレインと低電位電源電圧と
    の間に設けられ、上記第6のMOSFETとカレントミ
    ラー形態とされる第1導電型の第7のMOSFETとを
    含むものであることを特徴とするリードアンプ。
  6. 【請求項6】 請求項2,請求項3,請求項4又は請求
    項5において、 上記第1の容量は、上記第1のMOSFETのゲートと
    上記磁気抵抗効果型ヘッドの低電位電源電圧側端子との
    間に設けられるものであることを特徴とするリードアン
    プ。
  7. 【請求項7】 請求項1,請求項2,請求項3,請求項
    4,請求項5又は請求項6において、 上記リードアンプは、ライトアンプとともにリードライ
    ト用集積回路に搭載されるものであることを特徴とする
    リードアンプ。
  8. 【請求項8】 磁気抵抗効果型ヘッドと、 そのエミッタ又はソースが上記磁気抵抗効果型ヘッド側
    となるべく直列形態に設けられる第1のトランジスタ
    と、 上記第1のトランジスタのベース又はゲート側に設けら
    れ、上記磁気抵抗効果型ヘッドの中間点における電位が
    回路の接地電位となるべく上記第1のトランジスタのエ
    ミッタ又はソース電位を制御する電位設定回路とを含む
    ことを特徴とするリードアンプ。
  9. 【請求項9】 請求項8において、 上記第1のトランジスタは、そのソースが上記磁気抵抗
    効果型ヘッドの低電位電源電圧側に結合される第2導電
    型の第2のMOSFETであって、 上記電位設定回路は、 上記第2のMOSFETとカレントミラー形態とされる
    第2導電型の第3のMOSFETと、 回路の接地電位と上記第3のMOSFETのソースとの
    間に設けられる第2の抵抗と、 上記第3のMOSFETのドレインと低電位電源電圧と
    の間に設けられる第1導電型の第4のMOSFETと、 上記第4のMOSFETとカレントミラー形態とされる
    第1導電型の第5のMOSFETと、 上記第5のMOSFETに所定の動作電流を与える定電
    流源とを含むものであることを特徴とするリードアン
    プ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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