专利名称：磁头驱动电路与磁记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及如光磁盘驱动器、硬盘驱动器那样利用磁性在记录介质中记录信息的磁记录装置，特别是涉及用于上述磁记录装置的磁头驱动电路。具体而言，本发明旨在改善用以在磁头驱动电路中转换磁头励磁线圈中通过电流方向的开关电路的开关特性。
背景技术：
上述磁记录装置适合于将信息转换成数字电压信号形式的记录信号，将记录介质在与该记录信号对应的方向磁化并保持下来，从而完成信息的记录。磁记录装置中包括在记录介质中产生磁场的磁头，该磁头上带有由电流产生磁场的励磁线圈。并且，磁记录装置中的磁头驱动电路，在给上述励磁装置通电的同时，根据上述记录信号转换励磁线圈中通过电流的方向。
图4为以往的磁头驱动电路的电路图。磁头驱动电路(100)中包括根据记录信号产生控制信号的控制电路(110)和根据从该控制电路(110)接收的控制信号转换励磁线圈(101)中通过电流方向的开关电路(120)。开关电路(120)具有根据来自控制电路(110)的控制信号，接通、断开电流通路的开关元件。
就磁头驱动电路使用的开关元件而言，最理想的是能够在获得控制电路的控制信号后以最短时间转入接通或断开状态的元件，为此，如图所示，专门采用了FET(场效应晶体管)。
FET分N沟道型与P沟道型两种。Nch(沟道)FET的漏极接在高电位侧、源极接在低电位侧，当栅极与源极之间的电压(以下称栅极电压)上升超过阈值电压时形成导通状态，电流自漏极流向源极。当栅极电压下降超过阈值电压时形成断开状态，电流的流通被阻断。而PchFET则是源极接在高电位侧、漏极接在低电位侧，当栅极电压下降超过阈值电压时形成导通状态，电流自源极流向漏极。当栅极电压上升超过阈值电压时形成断开状态，电流的流通被阻断。
就FET而言，为了获得稳定的栅极电压，当低电位侧电位稳定时，以使用将源极接在低电位侧的NchFET为好；当高电位侧电位稳定时，则以使用将源极接在高电位侧的PchFET为好。因此，如图4所示，连接于正电位电源端子(102)的开关元件，以使用PchFET为好；而连接于接地端子(103)的开关元件，则以使用NchFET为好。
图4的磁头驱动电路(100)中，正电位Vd的电源端子(102)连接于第一与第二PchFET(121)(122)的源极(S)。第一PchFET(121)的漏极(D)跟励磁线圈(101)的一端和第一NchFET(123)的漏极连接，第二PchFET(122)的漏极跟励磁线圈(101)的另一端和第二NchFET(124)的漏极连接。第一与第二NchFET(123)(124)的源极跟接地端子(103)连接。这样，在围成矩形的电路的各边配置开关元件，在位于一组对边的两个节点(125)(126)之间由电源供电，在位于另一组对边的两个节点(127)(128)之间连接励磁线圈(101)。这种结构的电路一般称为电桥电路。
控制电路(110)中，配备有用以分别将记录信号及其反相信号放大的放大器(111)(112)。放大器(111)(112)经由上述的电源端子(102)获得电源供给。第一放大器(111)接收记录信号，将高(H)电平的电压放大至Vd伏特，然后发送给第一PchFET和第一NchFET(121)(123)。第二放大器(112)接收记录信号的反相信号，将高(H)电平的电压放大至Vd伏特，然后发送给第二PchFET和第二NchFET(122)(124)。
在上述结构的磁头驱动电路(100)中，控制电路(110)一接收到H电平的记录信号，第一放大器(111)就给第一PchFET和第一NchFET(121)(123)各自的栅极施加H电平的电压；而第二放大器(112)就给第二PchFET和第二NchFET(122)(124)各自的栅极施加L电平的电压。这样，第一PchFET(121)和第二NchFET(124)成为断开状态，而第二PchFET(122)和第一NchFET(123)成为导通状态。因此，电流可从电源端子(102)经由第二PchFET(122)、励磁线圈(101)以及第一NchFET(123)流入接地端子(103)，在励磁线圈(101)中电流以箭头A方向通过。
其次，控制电路(110)一接收到L电平的记录信号，第一放大器(111)就给第一PchFET和第一NchFET(121)(123)各自的栅极施加L电平的电压；而第二放大器(112)就给第二PchFET和第二NchFET(122)(124)各自的栅极施加H电平的电压。这样，第一PchFET(121)和第二NchFET(124)成为导通状态，而第二PchFET(122)和第一NchFET(123)成为断开状态。因此，电流可从电源端子(102)经由第一PchFET(121)、励磁线圈(101)以及第二NchFET(124)流入接地端子(103)，在励磁线圈(101)中电流以箭头B方向通过。
因此，上述结构的磁头驱动电路(110)，可以按照记录信号的电压电平转换励磁线圈(101)中通过电流的方向。
然而，以往的电路结构存在着以下问题。
在通过励磁线圈(101)的电流(以下称磁头电流)达到磁头所要求的值、从而在记录介质上产生具有所要求的强度的磁场时，要求磁场保持所需要的强度的周期较长。为此要求磁头驱动电路(100)中的开关FET(121)(122)(123)(124)快速完成转换动作。但是，与NchFET相比，PchFET在栅极上的充放电时间常数较大。因此，如图5所示，PchFET(121)(122)在接到控制信号后直到栅极经充电或放电而经过关于转换的阈值电压、完成导通-断开状态的转换的周期Tp，要比NchFET的该周期Tn长。为此，在从NchFET完成导通-断开状态转换后到PchFET完成导通-断开状态转换的周期T1，磁头电流未达到要求值。因此，磁头电流具有所需要的值±I1的周期T0变短。
本发明旨在提供一种采用NchFET与PchFET作为开关FET的磁头驱动电路，在该电路中磁头在记录介质上形成的磁场达到要求强度的周期较长。
本发明涉及其开关电路采用开关FET进行电流方向转换的磁头驱动电路，其中包括接收利用磁性在记录介质上进行磁记录的记录信号并基于该记录信号生成控制信号的控制电路和基于该控制电路输出的控制信号转换磁头励磁线圈中电流通过方向的开关电路。作为开关电路的开关FET，Pch和Nch这两种FET均被采用。
为解决上述课题，本发明的磁头驱动电路具有如下特征施加在开关FET栅极上的栅极电压的最大值，比提供通过励磁线圈的电流的线圈电源的电压低，并且比开关FET的栅极阈值电压高。
图4为以往的磁头驱动电路的电路图。
图5表示在以往的磁头驱动电路中，根据记录信号确定的开关电路的开关FET的导通-断开状态随时间的变化以及励磁线圈中通过的磁头电流值随时间的变化。
图1中示出了采用本发明磁头驱动电路的光磁盘驱动器的主要部分。光磁盘驱动器(10)是一种使用作为记录介质、其记录层由矫顽力强的磁性体形成的盘片(光磁盘)(11)、利用激光和外部磁场在该光磁盘上写入信号、并用激光将信号读出的记录重现装置。光磁盘驱动器(10)，包括使光磁盘(11)转动的盘马达(12)、将激光照射在光磁盘(11)的磁道上并同时检测其反射光的光传感器(13)和用以在光磁盘(11)的磁道上形成磁场的磁头(14)。磁头(14)中有通过电流产生磁场的励磁线圈(16)(参照图2)。另外，光磁盘驱动器(10)还装有用以在向磁头(14)的上述励磁线圈(16)供电的同时，从系统本身接收供记录在光磁盘(11)上的记录信号并基于该记录信号变换励磁线圈中通过电流方向的磁头驱动电路(15)。
图2所示为本发明的磁头驱动电路。
磁头驱动电路(15)包括从系统本身接收上述记录信号并基于该记录信号产生控制信号的控制电路(20)和基于从该控制电路(20)接收的控制信号变换通过磁头(14)的励磁线圈(16)中通过电流方向的开关电路(30)。记录信号为由H(高)电平电压和L(低)电平电压组成的电压信号(参照图3)。
本实施例中的开关电路(30)为电桥电路，由两个作为开关元件的PchFET(31)(32)和两个NchFET(33)(34)构成。正电位Vd的电源端子(17)连接于第一PchFET(31)与第二PchFET(32)的源极。第一PchFET(31)的漏极跟励磁线圈(16)的一端和第一NchFET(33)的漏极连接，第二PchFET(32)的漏极跟励磁线圈(16)的另一端和第二NchFET(34)的漏极连接。第一与第二NchFET(33)(34)的源极跟接地端子(18)连接。
从正电位Vd的电源端子(17)经由电阻器(23)(24)向控制电路(21)供电。因此，供给的电压Vg低于电源电压Vd。将电阻器(23)(24)的电阻值R1、R2适当设定，使该电压Vg高于FET(31)(32)(33)(34)上的栅极的阈值电压。另外，除了用以驱动开关电路(30)和励磁线圈(16)的线圈驱动用电源以外，也可在光磁盘驱动器(10)的主体内设置提供低于线圈电源电压Vd、高于栅阈值电压的电压Vg的控制用电源，给控制电路(20)供电。
控制电路(20)中，配置有分别将记录信号及其反相信号放大的放大器(21)(22)。在该等放大器(21)(22)上施加上述电压Vg。第一放大器(21)接收记录信号，将高(H)电位的电压放大到Vg伏特，发送给第一PchFET和第一NchFET(31)(33)。第二放大器(22)接收记录信号的反相信号，将高(H)电位的电压放大到Vg伏特，发送给第二PchFET和第二NchFET(32)(34)。
在上述结构的磁头驱动电路(15)中，控制电路(20)一接收到H电平的记录信号，第一放大器(21)就给第一PchFET和第一NchFET(31)(33)各自的栅极施加H电平的电压；而第二放大器(22)就给第二PchFET和第二NchFET(32)(34)各自的栅极施加L电平的电压。这样，第一PchFET(31)和第二NchFET(34)成为断开状态，而第二PchFET(32)和第一NchFET(33)成为导通状态。因此，电流可从电源端子(17)经由第二PchFET(32)、励磁线圈(16)和第一NchFET(33)流入接地端子(18)，在励磁线圈(16)中电流以箭头A方向通过。
其次，控制电路(20)一接收到L电平的记录信号，第一放大器(21)就给第一PchFET和第一NchFET(31)(33)各自的栅极施加L电平的电压；而第二放大器(22)就给第二PchFET和第二NchFET(32)(34)各自的栅极施加H电平的电压。这样，第一PchFET(31)和第二NchFET(34)成为导通状态，而第二PchFET(32)和第一NchFET(33)成为断开状态。因此，电流可从电源端子(17)经由第一PchFET(31)、励磁线圈(16)与第二NchFET(34)流入接地端子(18)，在励磁线圈(16)中电流以箭头B方向通过。
因此，上述结构的磁头驱动电路(15)，可以按照记录信号的电压电平转换励磁线圈(16)中通过电流的方向。
图3表示本实施例的磁头驱动电路(15)中，根据记录信号确定的FET(31)(32)(33)(34)的导通-断开状态随时间的变化以及励磁线圈(16)中通过的磁头电流值随时间的变化。将图3的曲线跟以往的磁头驱动电路(100)的时间变化图(图5)比较可知，PchFET在接收控制信号后直到栅极经充电或放电而经过关于转换的阈值电压、完成导通-断开状态的转换的周期Tp，可以达到与NchFET的该周期Tn值相当的程度，使磁头电流达到要求值的周期T0延长。结果，磁头在记录介质上产生的磁场达到要求的强度的时间可以维持得较长。
另外，由于控制电路(20)的电源电压Vg较以往电路的低，可以抑制控制电路(20)的耗电量。
上述实施例仅就光磁盘驱动器作了说明，但是本发明也适用于如硬盘驱动器等那样、用磁头在记录介质上进行高速信息记录的其他磁记录装置。
工业上的可能利用上述结构的磁头驱动电路，可以使控制电路施加于开关FET的栅极上的栅电压的最大值与栅阈值电压的差减小，减弱栅极上充放电的时间常数的影响。因此，PchFET在接收控制信号后直到栅极经充电或放电而经过关于转换的阈值电压、完成导通-断开状态的转换的周期，可以达到与NchFET相当的程度，使磁头电流达到要求值的周期延长。结果，磁头在记录介质上产生的磁场达到要求的强度的周期可以较长地维持。
本发明适用于这样的磁头驱动电路，其中为了提高记录介质的记录密度、通过提升供给开关电路与励磁线圈的电源电压Vd、使流过励磁线圈的电流急剧变化、从而尽快获得要求的电流值。这是因为，以往的磁头驱动电路中，上述线圈电源也向控制电路供电，所以线圈电源的电压Vd一提升，控制电路产生的控制信号的电压也跟着上升，施加于FET栅极的高电平电压与阈值电压的差扩大，从而使栅极上充放电时间常数的影响增大，磁头电流达到要求值的周期缩短。
权利要求
1.一种磁头驱动电路，它包括接收利用磁性在记录介质上进行磁记录的记录信号、并基于所述记录信号产生控制信号的控制电路(20)和基于从所述控制电路(20)接收的控制信号、转换磁头励磁线圈中通过电流方向的开关电路(30)，所述开关电路(30)包括进行所述转换的开关FET(场效应晶体管)；其特征在于P沟道FET和N沟道FET二者均被用作所述开关电路(30)的所述开关FET；施加于所述开关FET的所述栅极上的所述栅电压的最大值，低于供给通过所述励磁线圈的所述电流的线圈电源的电压，且高于所述开关FET的所述栅阈值电压。
2.权利要求1的磁头驱动电路，其特征在于所述开关电路(30)包括各电桥臂上具有开关FET的电桥电路；以及电桥电路的位于一组对边的两个节点之间由所述线圈电源供电，位于另一组对边的两个节点之间连接所述励磁线圈；各电桥臂的4个FET之中，连接到所述线圈电源高电位侧的2个FET为P沟道FET，连接到所述线圈电源低电位侧的2个FET为N沟道FET。
3.包括权利要求1的磁头驱动电路和用以在记录介质中产生磁场的磁头的磁记录装置。
4.包括权利要求2的磁头驱动电路和用以在记录介质中产生磁场的磁头的磁记录装置。
全文摘要
磁头驱动电路(15)包括控制电路(20)与开关电路(30),前者用以接收利用磁性在记录介质上进行磁记录的记录信号,并基于该记录信号产生控制信号,后者包括用于根据从所述控制电路接收的控制信号转换流过磁头(14)的励磁线圈(16)的电流的方向的开关FET(31)～(34)。PchFET(31)、(32)与NchFET(33)、(34)二者均被用作开关FET。开关FET的栅极电压的最大值低于提供流过励磁线圈(16)的电流的线圈电源电压(Vd)而高于开关FET的栅极阈值电压。
文档编号G11B5/02GK1345443SQ00805539
公开日2002年4月17日 申请日期2000年3月29日 优先权日1999年3月31日
发明者峰近重和 申请人:三洋电机株式会社