Brevet FR2747497A1 — publié le 19971017

TETE MAGNETIQUE A DETECTEUR DE CHAMP OPTIMISE DESCRIPTION Domaine technique La présente invention a pour objet une tête magnétique à détecteur de champ optimisé. Elle trouve une application dans l'enregistrement d'informations, sur disque, bande, etc... Etat de la technique antérieure Une tête magnétique à détecteur de champ comprend en général, comme représenté sur la figure 1 annexée, un substrat 12, une pièce magnétique inférieure 14, deux piliers magnétiques 16l, 162, un enroulement conducteur 18, deux concentrateurs de flux 201, 202, deux pièces polaires 22l, 222 séparées par un entrefer 24. Le détecteur de champ permettant de mesurer le champ de lecture peut être placé dans un entrefer divisant la pièce magnétique inférieure 14, comme décrit dans le brevet français FR-A-2 700 633 ou dans des intervalles pratiqués dans les piliers. Mais on peut préférer le placer entre l'un des concentrateurs 201, 202 et l'une des pièces polaires 22l, 222, comme représenté sur la figure 1 où il porte la référence 30. Etant placé plus près de l'entrefer 24, le détecteur reçoit davantage de flux magnétique et il est donc plus efficace. Ce détecteur est en général un dispositif à effet HALL. Dans un tel dispositif, la tension de sortie Vh est proportionnelle à l'intensité Io d'un courant de polarisation et au champ magnétique appliqué. Pour obtenir un rendement maximum, on peut montrer que la forme carrée est la meilleure. Le détecteur se présente alors sous la forme d'un dispositif tel que celui de la figure 2, avec un empilement de couches semiconductrices 32, des contacts 34e et 34s, respectivement d'entrée et de sortie pour le courant de polarisation Io et des contacts 36l, 362 pour la prise de tension de mesure Vh. Comme le dispositif est carré et que sa largeur doit être voisine de celle des pièces polaires, le détecteur se présente nécessairement sous forme d'un dispositif de surface faible. Bien que donnant satisfaction à certains égards, une telle tête présente des inconvénients. Comme le détecteur doit être carré, il ne sert à rien, du point de vue de la sensibilité, d'allonger les pièces polaires ou les concentrateurs de la tête, de sorte que la zone séparant les pièces polaires et les concentrateurs présente une surface faible. Il en résulte que la réluctance magnétique du circuit est grande. Or, ceci nuit au bon fonctionnement de la tête, car les fuites de champ magnétique sous l'entrefer deviennent importantes et sont du même ordre que le flux traversant le détecteur. Certes, on pourrait penser réduire l'épaisseur de l'intervalle séparant les pièces polaires et les concentrateurs, mais on bute vite sur une épaisseur minimale correspondant aux couches semiconductrices constituant le détecteur. Par ailleurs, le courant traversant les détecteurs carrés à effet HALL n'est pas très élevé, car la résistance carrée d'un élément à effet HALL est comprise entre 300 et 800 Ohms, alors que la tension disponible dans les mémoires à disque est de l'ordre de 5 volts. Le courant n'est donc que de l'ordre de quelques milliampères, ce qui est peu. La sensibilité de lecture est donc faible. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Exposé de l'invention A cette fin, l'invention préconise d'utiliser non plus un détecteur de forme carrée, mais un détecteur rectangulaire allongé. A largeur égale, la surface sera plus grande et la réluctance du circuit magnétique sera diminuée. Par ailleurs, la résistance électrique du détecteur se trouvera diminuée dans un rapport égal au quotient de la largeur du détecteur par la longueur soit, en pratique, de l'ordre de 5 à 10. Le courant circulant dans le détecteur va donc se trouver augmenté dans le même rapport. De façon précise, la présente invention a donc pour objet une tête magnétique comprenant une pièce magnétique inférieure, deux piliers magnétiques, deux concentrateurs de flux, deux pièces polaires séparées par un entrefer et au moins un détecteur de champ inséré entre l'un des concentrateurs et l'une pièce polaire ; cette tête étant caractérisée par le fait que le détecteur présente une forme rectangulaire allongée. Brève description des dessins - la figure 1, déjà décrite, montre, en coupe, une tête magnétique à détecteur de champ - la figure 2, déjà décrite, montre un détecteur à effet HALL de forme carrée fonctionnant en tension - la figure 3 montre un détecteur allongé fonctionnant en courant - la figure 4 montre les lignes de courant dans le détecteur en l'absence de champ - la figure 5 montre l'inclinaison des lignes de courant en présence de champ - la figure 6 illustre le sens du courant latéral dit "de HALL" - la figure 7 montre comment mesurer le courant de HALL - la figure 8 montre, en perspective, un détecteur de champ entre une pièce polaire et un concentrateur. Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 3 montre un détecteur à effet HALL allongé utilisé conformément à l'invention. Un tel détecteur, de référence générale 40, comprend des couches semicondutrices 42 appropriées gravées sous forme d'un rectangle allongé et une double paire de contacts électriques d'entrée et de sortie de courant, à savoir les contacts 44a et 44b pour l'entrée et 44c et 44d pour la sortie. Ce détecteur présente une largeur 1 et une longueur L. L'intervalle entre les contacts 44a et 44c, d'une part, et 44b et 44d, d'autre part, est noté w. Cet intervalle w est petit devant la largeur 1, laquelle est elle-même petite devant la longueur L. L'adjectif petit signifie que les rapports en question, w/l et l/L, sont de l'ordre de 1/10 à 1/5. Les figures 4 à 7 permettent d'expliquer le fonctionnement d'un tel détecteur. En l'absence de champ, les lignes de courant sont perpendiculaires aux contacts (Fig. 4). En présence d'un champ perpendiculaire au plan du détecteur (donc perpendiculaire au plan de la figure), les lignes de courant sont obliques, comme représenté sur la figure 5. Il existe donc un flux de charges dirigé de la droite vers la gauche (si le champ est orienté vers l'observateur) . Ce flux est illustré sur la figure 6. Au centre du détecteur, l'intensité du courant, dit courant de HALL, est noté Ih. Ce courant se divise en deux parties d'intensité Ih/2, qui sortent du détecteur en empruntant les deux connexions 44a et 44c. Le courant entrant par 44a passe donc à Io-Ih/2 et le courant sortant par 44c à Ia+Ih/2. Pour les entréesortie de l'extrémité droite la situation est inversée. Pour mesurer le courant Ih, on peut utiliser le dispositif de la figure 7. Une boucle de courant 46 placée sur l'une quelconque des quatre connexions d'entrée ou de sortie délivre une tension V sensible non pas au courant de polarisation, qui est continu, mais à sa variation d'intensité Ih/2. La tension V aux bornes de la boucle 46 constitue donc le signal de mesure. La figure 8 montre, en perspective, une partie de la tête, à savoir celle où se situe le détecteur à effet HALL 40. On y voit notamment l'un des concentrateurs 20l et la pièce polaire en regard 221. Ces pièces et le détecteur 40 sont beaucoup plus allongés que dans l'art antérieur. En particulier, la pièce polaire 221 (ainsi, évidemment, que la pièce polaire 222) présente une partie horizontale de longueur L et de largeur 1, avec L/l de l'ordre de 5 à 10. Naturellement, l'effet HALL n'est qu'un des effets possibles utilisable, pour détecter le champ magnétique. Tout détecteur de champ magnétique à semiconducteur peut être utilisé selon l'invention. La description qui précède décrit une tête à un seul détecteur, mais il va de soi qu'on pourrait placer un second détecteur identique au premier entre le second concentrateur 222 et la seconde pièce polaire 222. REVEND ICATIONS 1. Tête magnétique comprenant une pièce magnétique inférieure (14), deux piliers magnétiques (161, 162), deux concentrateurs de flux (2ou, 202), deux pièces polaires (221, 222) séparées par un entrefer (24) et au moins un détecteur de champ (30) inséré entre l'un des concentrateurs (201) et l'une des pièces polaires (221), cette tête étant caractérisée par le fait que le détecteur (40) présente une forme rectangulaire allongée. 2. Tête magnétique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le détecteur (40) présente une largeur 1 et une longueur L, avec un rapport 1/L compris entre environ 1/10 et 1/5. 3. Tête magnétique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les pièces polaires présentent une partie horizontale ayant une largeur 1 et une longueur L égales à celles du détecteur (40). 4. Tête magnétique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le détecteur (40) est un détecteur à effet HALL. 5. Tête magnétique selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'il comprend deux détecteurs, l'un sous l'une des pièces polaires (221), l'autre sous l'autre pièce polaire (222).