(57)【要約】【課題】  クランプ動作及び飽和検知を向上させたディスクドライブ等に使用する改良した増幅器を提供する。【解決手段】  本発明増幅器は、第一及び第二出力トランジスタを包含する出力段、及び本増幅器の供給電圧及び入力信号に基づいて夫々第一及び第二出力トランジスタの制御端子において第一及び第二バイアス電圧を発生するバイアス段を有することが可能である。本増幅器は、又、第一及び第二出力トランジスタの出力を夫々上側及び下側クランプ電圧へクランプさせる第一及び第二クランプトランジスタを具備するクランプ段を包含することが可能である。更に、本増幅器は、該クランプ段へ接続されており、（ａ）第一出力トランジスタの出力が上側クランプ電圧へクランプされ（ｂ）第二出力トランジスタの出力が下側クランプ電圧へクランプされる少なくとも一方に対して飽和信号を供給するクランプ段を包含することが可能である。【選択図】      図１
2004153834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器において、
供給電圧へ接続されている第一導通端子と、第二導通端子と、制御端子とを具備している第一出力トランジスタ、及び本増幅器の出力を画定しており且つ前記第一出力トランジスタの第二導通端子へ接続している第一導通端子と、基準電圧へ接続している第二導通端子と、制御端子とを具備している第二出力トランジスタを有している出力段、
前記供給電圧及び本増幅器の入力信号に基づいて夫々前記第一及び第二出力トランジスタの制御端子上に第一及び第二バイアス電圧を発生するバイアス段、
前記第一出力トランジスタの制御端子へ接続している第一導通端子と、前記基準電圧へ接続している第二導通端子と、上側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備しており前記第一出力トランジスタの出力を前記上側クランプ電圧へクランプさせる第一クランプトランジスタ、及び前記供給電圧へ接続している第一導通端子と、前記第二出力トランジスタの制御端子へ接続している第二導通端子と、下側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備しており前記第二出力トランジスタの出力を前記下側クランプ電圧へクランプさせる第二クランプトランジスタを有しているクランプ段、
前記第一出力トランジスタの出力が前記上側クランプ電圧へクランプされるか前記第二出力トランジスタの出力が前記下側クランプ電圧へクランプされるかの少なくとも１つに対し飽和信号を供給するクランプ段、
を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項２】
請求項１において、前記飽和検知器が、
前記供給電圧へ接続している飽和基準電流源、
前記飽和基準電流源ヘ接続している第一導通端子と、前記第一クランプトランジスタの第二導通端子へ接続している第二導通端子と、前記第二クランプトランジスタの第一導通端子へ接続している制御端子とを具備している飽和検知トランジスタ、
を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項３】
請求項２において、前記飽和検知器が、更に、前記飽和検知器トランジスタの前記第二導通端子と前記基準電圧との間に接続されている第一抵抗を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項４】
請求項２において、前記飽和検知器が、更に、前記供給電圧と前記飽和検知器トランジスタの制御端子との間に接続されている第二抵抗を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項５】
請求項２において、前記飽和検知器が前記飽和検知器トランジスタの第二導通端子に飽和信号を供給することを特徴とする増幅器。
【請求項６】
請求項２において、前記第一及び第二出力トランジスタ、前記第一及び第二クランプトランジスタ、及び前記飽和検知器トランジスタの全てがバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項７】
請求項１において、前記バイアス段が、
前記供給電圧へ接続しているバイアス電流源、
前記バイアス電流源へ接続している第一導通端子と、前記基準電圧へ接続している第二導通端子と、前記増幅器の入力信号へ接続している制御端子とを具備している入力トランジスタ、
を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項８】
請求項７において、前記バイアス段が、更に、前記バイアス電流源と前記入力トランジスタの第一導通端子との間に接続している少なくとも１個のダイオードを有していることを特徴とする増幅器。
【請求項９】
請求項１において、前記クランプ段が、更に、
前記供給電圧へ接続しているクランプ供給電流源、
前記クランプ基準電流源と前記基準電圧との間に直列接続している第一及び第二抵抗、
を有しており、前記第一クランプ電圧が前記クランプ基準電流源と前記第一抵抗との間に供給され、且つ前記第二クランプ電圧が前記第一抵抗と前記第二抵抗との間に供給されることを特徴とする増幅器。
【請求項１０】
請求項１において、前記出力段がクラスＡＢ出力段を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項１１】
増幅器において、
供給電圧へ接続している第一導通端子と、第二導通端子と、制御端子とを具備している第一出力トランジスタ、及び本増幅器の出力を画定しており且つ前記第一出力トランジスタの第二導通端子へ接続している第一導通端子と、供給電圧へ接続している第二導通端子と、制御端子とを具備している第二出力トランジスタを有している出力段、
前記供給電圧へ接続しているバイアス電流源、及び前記バイアス電流源へ接続している第一導通端子と、前記基準電圧へ接続している第二導通端子と、本増幅器の入力信号へ接続される制御端子とを具備しており、及び本増幅器の入力信号及び前記供給電圧に基づいて夫々前記第一及び第二出力トランジスタの制御端子において第一及び第二バイアス電圧を発生させるバイアス段、
前記第一出力トランジスタの制御端子へ接続している第一導通端子と、前記基準電圧へ接続している第二導通端子と、上側クランプ電圧へ接続している出力端子とを具備しており前記第一出力トランジスタの出力を前記上側クランプ電圧へクランプさせる第一クランプトランジスタ、及び前記供給電圧へ接続している第一導通端子と、前記第二出力トランジスタの制御端子へ接続している第二導通端子と、下側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備しており前記第二出力トランジスタの出力を前記下側クランプ電圧へクランプさせる第二クランプトランジスタを有しているクランプ段、
前記供給電圧へ接続している飽和基準電流源、及び前記飽和基準電流源へ接続している第一導通端子と、前記第一クランプトランジスタの第二導通端子へ接続している第二導通端子と、前記第二クランプトランジスタの第一導通端子へ接続している制御端子とを具備しており、前記第一出力トランジスタの出力が前記上側クランプ電圧へクランプされ前記第二出力トランジスタの出力が前記下側クランプ電圧へクランプされる少なくとも１つに対して飽和信号を供給する飽和検知器、
を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項１２】
請求項１１において、前記飽和検知器が、更に、前記飽和検知トランジスタの第二導通端子と前記基準電圧との間に接続している第一抵抗を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項１３】
請求項１１において、前記飽和検知器が、更に、前記供給電圧と前記飽和検知トランジスタの制御端子との間に接続している第二抵抗を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項１４】
請求項１１において、前記飽和検知器が、前記飽和検知トランジスタの第二導通端子に前記飽和信号を供給することを特徴とする増幅器。
【請求項１５】
請求項１１において、前記第一及び第二出力トランジスタ、前記第一及び第二クランプトランジスタ、及び前記飽和検知トランジスタの全てがバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項１６】
請求項１１において、前記バイアス段が、更に、前記バイアス電流源と前記入力トランジスタの第一導通端子との間に接続している少なくとも１個のダイオードを有していることを特徴とする増幅器。
【請求項１７】
請求項１１において、前記クランプ段が、更に、
前記供給電圧へ接続しているクランプ基準電流源、
前記クランプ基準電流源と前記基準電圧との間に直列接続している第一及び第二抵抗、
を有しており、前記第一クランプ電圧が前記クランプ基準電流源と前記第一抵抗との間に供給され、且つ前記第二クランプ電圧が前記第一抵抗と前記第二抵抗との間に供給されることを特徴とする増幅器。
【請求項１８】
請求項１１において、前記出力段がクラスＡＢ出力段を有していることを特徴とする増幅器。
【請求項１９】
請求項１１において、前記バイアス電流源及び前記飽和基準電流源が実質的に同一の電流を発生することを特徴とする増幅器。
【請求項２０】
ディスクドライブにおいて、
データ格納ディスク、
前記データ格納ディスクにデータを書込み且つそれからデータを読取る少なくとも一方に対してのヘッド、
前記ヘッドを前記データ格納ディスクに隣接して位置決めさせるモータ、
前記モータに対し少なくとも１つの駆動電流を発生する駆動段、
前記モータにおける電流に対応するフィードバック信号と基準信号とに基づいて前記駆動段へ誤差信号を供給する誤差増幅器、
を有しており、前記誤差増幅器が、
供給電圧へ接続している第一導通端子と、第二導通端子と、制御端子とを具備している第一出力トランジスタ、及び前記増幅器の出力を画定しており且つ前記第一出力トランジスタの第二導通端子へ接続している第一導通端子と、基準電圧へ接続している第二導通端子と、制御端子とを具備している第二出力トランジスタを有している出力段、
前記供給電圧及び前記フィードバック信号に基づいて夫々前記第一及び第二出力トランジスタの制御端子に第一及び第二バイアス電圧を発生するバイアス段、
前記第一出力トランジスタの制御端子へ接続している第一導通端子と、前記第一出力トランジスタの制御端子へ接続している第一導通端子と、前記基準電圧へ接続している第二導通端子と、上側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備しており前記第一出力トランジスタの出力を前記上側クランプ電圧へクランプさせる第一クランプトランジスタ、及び前記供給電圧へ接続している第一導通端子と、前記第二出力トランジスタの制御端子へ接続している第二導通端子と、下側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備しており前記第二出力トランジスタの出力を前記下側クランプ電圧へクランプさせる第二クランプトランジスタを有しているクランプ段、
前記クランプ段へ接続しており、前記第一出力トランジスタの出力が前記上側クランプ電圧へクランプされ前記第二出力トランジスタの出力が前記下側クランプ電圧へクランプされる少なくとも一方に対して飽和信号を供給する飽和検知器、
を有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２１】
請求項２０において、前記飽和検知器が、
前記供給電圧へ接続している飽和基準電流源、
前記飽和基準電流源へ接続している第一導通端子と、前記第一クランプトランジスタの第二導通端子へ接続している第二導通端子と、前記第二クランプトランジスタの第一導通端子へ接続している制御端子とを具備している飽和検知トランジスタ、
を有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２２】
請求項２１において、前記飽和検知器が、更に、前記飽和検知トランジスタの第二導通端子と前記基準電圧との間に接続している第一抵抗を有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２３】
請求項２１において、前記飽和検知器が、更に、前記供給電圧と前記飽和検知トランジスタの制御端子との間に接続している第二抵抗を有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２４】
請求項２１において、前記飽和検知器が、前記飽和検知トランジスタの第二導通端子に前記飽和信号を供給することを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２５】
請求項２１において、前記第一及び第二出力トランジスタ、前記第一及び第二クランプトランジスタ、前記飽和検知トランジスタがバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）を有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２６】
請求項２０において、前記バイアス段が、
前記供給電圧へ接続しているバイアス電流源、
前記バイアス電流源へ接続している第一導通端子と、前記基準電圧へ接続している第二導通端子と、前記増幅器の入力信号へ接続している制御端子とを具備している入力トランジスタ、
を有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２７】
請求項２６において、前記バイアス段が、更に、前記バイアス電流源と前記入力トランジスタの第一導通端子との間に接続している少なくとも１個のダイオードを有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２８】
請求項２０において、前記クランプ段が、更に、
前記供給電圧へ接続しているクランプ基準電流源、
前記クランプ基準電流源と前記基準電圧との間に直列接続されている第一及び第二抵抗、
を有しており、前記第一クランプ電圧が前記クランプ基準電流源と前記第一抵抗との間に供給され、且つ前記第二クランプ電圧が前記第一抵抗と前記第二抵抗との間に供給されることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２９】
請求項２０において、前記モータがボイスコイルモータを有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項３０】
増幅器の飽和を検知する方法において、前記増幅器は供給電圧と基準電圧との間に直列接続されている第一及び第二出力トランジスタを具備する出力段、及び前記出力段と前記供給電圧と前記増幅器の入力端とに接続しているバイアス段を有しており、本方法が、
前記バイアス段を使用して前記第一及び第二出力トランジスタの制御端子に夫々第一及び第二バイアス電圧を画定し、
前記第一出力トランジスタの制御端子へ接続している第一導通端子と、前記基準電圧へ接続している第二導通端子と、上側クランプ電圧へ接続している導通端子とを具備している第一クランプトランジスタを使用して前記第一出力トランジスタの出力を選択的に前記上側クランプ電圧へクランプし、
前記供給電圧へ接続している第一導通端子と、前記第二出力トランジスタの制御端子へ接続している第二導通端子と、下側クランプ電圧へ接続している導通端子とを具備している第二クランプトランジスタを使用して前記第二出力トランジスタの出力を選択的に前記下側クランプ電圧へクランプし、
前記第一出力トランジスタの出力が前記上側クランプ電圧へクランプされ前記第二出力トランジスタの出力が前記下側クランプ電圧へクランプされる少なくとも一方に対して飽和信号を供給する、
ことを包含していることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項３０において、前記飽和信号を供給する場合に、
飽和基準電流源を前記供給電圧へ接続し、
飽和検知トランジスタの第一導通端子を前記飽和基準電流源ヘ、前記飽和検知トランジスタの第二導通端子を前記第一クランプトランジスタの第二導通端子へ、且つ前記飽和検知トランジスタの制御端子を前記第二クランプトランジスタの第一導通端子へ接続させる、
ことを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３１において、前記飽和信号を供給する場合に、更に、前記飽和検知トランジスタの第二導通端子と前記基準電圧との間に第一抵抗を接続させることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３１において、前記飽和信号を供給する場合に、更に、前記供給電圧と前記飽和検知トランジスタの制御端子との間に第二抵抗を接続させることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３１において、前記飽和信号を供給する場合に、更に、前記飽和検知トランジスタの第二導通端子に前記飽和信号を供給することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路の分野に関するものであって、更に詳細には、例えばディスクドライブにおいて使用するようなオペアンプ及び関連する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハードウエアドライブ、フロッピーディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等のディスクドライブは、データを格納即ち記憶させるためにコンピュータ及びその他の装置において広く使用されている。このようなディスクドライブは、典型的に、磁気的又は光学的ディスクを有しており、その上にデータが格納即ち記憶される。データはディスクに関して移動自在であり且つコンピュータにより供給される位置決め情報に基づいてモータにより位置決めされる磁気的又は光学的読取／書込ヘッド（又は複数個のヘッド）によりディスクから読取られ及び／又はディスクに書込まれる。
【０００３】
ディスクドライブにおいて使用される１つの一般的なモータは「ボイスコイル」を包含しており、それは読取／書込ヘッドを移動させ且つ位置決めさせるためのアクチュエータとして作用する。ボイスコイルという名称はオーディオ拡声器システムにおいて一般的に使用されているコイルと類似していることが由来である。即ち、このようなボイスコイルは音響的ボイスコイルと同様な態様で動作され、コイルへ印加される正の電流が読取／書込ヘッドの対応する正方向の運動を発生し、且つボイスコイルへ印加される負の電流は読取／書込ヘッドの対応する負の変位を発生する。
【０００４】
ディスクドライブにおいて必要とされる精度が高く且つ非常に速度が速いので、このようなドライブ即ち駆動装置において典型的に高精度のコンポーネントが使用される。同一の理由により、ボイスコイルの駆動電流におけるエラー即ち誤差を決定することも必要である。この誤差は、読取／書込ヘッドの適切な位置決めが常に維持されることを確保するために必要に応じて適宜調節を行うためにモータ用の駆動段によって使用することが可能である。このような誤差信号は、例えば、ボイスコイルからモータの駆動段へのフィードバックループ内に接続したオペアンプを使用して発生させることが可能である。
【０００５】
このような制御フィードバックループを設計する場合に、制御ループ内の活性要素のいずれもが飽和することがないように高速の過渡的応答を達成することが望ましい場合がある。このことは、特に、ボイスコイルの駆動段について言えることである。増幅器即ち駆動段が飽和すると、飽和から抜け出すのに必要な遅延に起因して応答時間が著しく影響される場合がある。
【０００６】
このようなオペアンプ及びドライバ段が飽和することを防止するために、その入力及び／又は出力信号のスイング即ち振れを制限することが必要な場合がある。出力信号クランプを与えるボイスコイルモータと共に使用する従来の１つの誤差検知回路１００を図３を参照して説明する。回路１００は誤差増幅器１０１を有しており、それは、抵抗１０２（１０Ｒの値を有している）及び１０３（Ｒの値を有している）により利得１０を有する反転増幅器として構成された典型的なオペアンプである。誤差増幅器１０１は、既知の基準即ち制御信号とボイスコイルモータ電流に関する情報を与えるボイスコイルフィードバックループからのフィードバック信号との間の電圧差を決定するために使用される。これら２つの信号の間の電圧差はエラー即ち誤差信号である。この誤差信号は、ボイスコイル電流を制御するために出力ドライバの導通度を制御するために使用される。
【０００７】
誤差増幅器１０１の出力段が飽和しないことを確保するために、出力をクランプして出力電圧の上側及び下側境界を画定する。そのために、４個のダイオード１０３−１０６が誤差増幅器１０１フィードバックループ内に接続されており出力スイング即ち振れを制限即ちクランプする。動作について説明すると、誤差増幅器１０１の出力が高へ駆動されると、出力電圧が基準電圧、この例においては５Ｖよりも２個のダイオード降下（約１．４Ｖ）を超える場合に両方のダイオード１０３及び１０４が導通する。同様に、誤差増幅器１０１の出力が低へ駆動されると、出力電圧が基準電圧よりも２個のダイオード降下より低くなる場合に両方のダイオード１０５及び１０６が導通する。
【０００８】
誤差増幅器１０１及びダイオード１０３−１０６クランプ段は効果的なものであるが、依然として欠点が存在している。例えば、クランプ電圧はダイオード降下の倍数に選択することが可能であるに過ぎない。更に、ダイオードは負の温度係数を示し、温度に関してのクランプ電圧の精度に影響を与える。別の欠点は、クランプ電圧の絶対値はダイオード降下の処理の関数であり、それはダイオードの数が増加するに従い精度が減少する。
【０００９】
クランプ回路を包含しており且つ上述した欠点から影響されることのない増幅器の別の例は発明者Ｇｏｎｔｏｗｓｋｉ，Ｊｒ．の米国特許第５，８７７，９１４号において開示されており、尚該米国特許は本願出願人に譲渡されており且つその記載内容全体を引用により本明細書に取込む。クラスＡＢで動作するこの増幅器の出力段は、２個のソース及びシンクバイポーラトランジスタを包含しており、それらは電源と接地端子との間に直列接続されている。第一トランジスタのエミッタと第二トランジスタのコレクタとの間の直列接続が出力段の出力端子を与えている。更に、これら２個の出力トランジスタのベース端子はバイアス回路及び信号制御要素として使用される入力トランジスタへ接続されている。クランプ回路は出力トランジスタのベース端子へ直接的に接続しており、ベース端子上の電圧を第一及び第二クランプ電圧の間に制限する。
【００１０】
再度図３の誤差検知回路１００を参照すると、ある状況においては、誤差増幅器１０１が何時正又は負の飽和に向って駆動されているかを知ることが有益的である場合がある。そのために、誤差検知回路１０１は、一対のオペアンプ１０７，１０８を包含しており、それらは誤差増幅器の出力を内部的に発生した基準電圧Ｖｒｅｆと比較するために使用される。特に、増幅器１０７は、誤差増幅器１０１の出力が高に飽和する場合に高へトグル動作し、一方増幅器１０８は、該誤差増幅器の出力が低へ飽和する場合に高へトグル動作する。誤差増幅器１０７，１０８の出力はダイオード１０９，１１０を介して抵抗１１１の第一端子へ接続しており、その第二端子は接地へ接続している。飽和信号は抵抗１１１の第一端子に供給される。
【００１１】
有益的に飽和検知を与えることが可能であるが、誤差検知回路１００は未だに上述した欠点を有しており、それはある適用例において使用することを不適切なものとさせる場合がある。更に、クランプダイオードと飽和検知器に対する基準との間の電圧トラッキング即ち追跡は、絶対値及び温度依存性の両方において、ある適用例においては不所望なものである場合がある。
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５，８７７，９１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し、クランプ及び飽和検知特徴を向上させた例えばディスクドライブ用の増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、第一及び第二出力トランジスタを包含する出力段（例えば、クラスＡＢ出力段）を包含する増幅器が提供される。第一出力トランジスタは、供給電圧へ接続される第一導通端子と、第二導通端子と、制御端子とを有することが可能である。更に、第二出力トランジスタは、該増幅器の出力を画定し且つ第一出力トランジスタの第二導通端子へ接続する第一導通端子と、基準電圧へ接続している第二導通端子と、制御端子とを有することが可能である。本増幅器は、更に、本増幅器の入力信号及び供給電圧に基づいて、夫々、第一及び第二出力トランジスタの制御端子において第一及び第二バイアス電圧を発生するバイアス段を有することが可能である。
【００１５】
更に、本増幅器は、第一出力トランジスタの制御端子へ接続している第一導通端子と、基準電圧へ接続している第二導通端子と、上側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備する第一クランプトランジスタを有するクランプ段を有することが可能である。第一クランプトランジスタは第一出力トランジスタの出力を上側クランプ電圧へクランプする。該クランプ段は、更に、供給電圧へ接続している第一導通端子と、第二出力トランジスタの制御端子へ接続している第二導通端子と、下側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備している第二クランプトランジスタを有することが可能である。第二クランプトランジスタは第二出力トランジスタの出力を下側クランプ電圧へクランプする。
【００１６】
本増幅器は、更に、クランプ段へ接続している飽和検知器を包含することが可能である。該飽和検知器は、（ａ）第一出力トランジスタの出力が上側クランプ電圧へクランプされ、（ｂ）第二出力トランジスタの出力が下側クランプ電圧へクランプされる、少なくとも一方に対して飽和信号を供給することが可能である。更に、該飽和検知器は、供給電圧へ接続している飽和基準電流源、及び飽和基準電流源へ接続している第一導通端子と、第一クランプトランジスタの第二導通端子へ接続している第二導通端子と、第二クランプトランジスタの第一導通端子へ接続している制御端子とを具備している飽和検知トランジスタを包含することが可能である。
【００１７】
更に、該飽和検知器は、又、該飽和検知トランジスタの制御端子と該基準電圧との間に接続している第一抵抗を包含することが可能である。第二抵抗を該基準電圧と該飽和検知トランジスタの制御端子との間に接続することが可能である。該飽和検知器は、該飽和検知トランジスタの第二導通端子に該飽和信号を供給することが可能である。従って、本増幅器は、絶対値及び温度依存性の両方において、クランプ段と飽和検知器との間の所望の電圧のトラッキング即ち追跡を与えることが可能である。
【００１８】
該バイアス段は、供給電圧へ接続しているバイアス電流源、及びバイアス電流源へ接続している第一導通端子と、基準電圧へ接続している第二導通端子と、本増幅器の入力信号へ接続される制御端子とを具備している入力トランジスタを包含することが可能である。更に、該バイアス段は、又、該バイアス電流源と該入力トランジスタの第一導通端子との間に接続している少なくとも１個のダイオードを包含することが可能である。
【００１９】
更に、該クランプ段は、更に、供給電圧へ接続しているクランプ基準電流源を包含することが可能であり、且つクランプ基準電流源と基準電圧との間に直列接続している第一及び第二抵抗を包含することが可能である。該第一クランプ電圧は、該クランプ基準電流源と第一抵抗との間に供給することが可能であり、且つ該第二クランプ電圧は該第一抵抗と該第二抵抗との間に供給することが可能である。１例として、該第一及び第二出力トランジスタ、該第一及び第二クランプトランジスタ、該飽和検知トランジスタは、全て、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）とすることが可能である。
【００２０】
本発明に基づいてディスクドライブも提供され、且つそれはデータ格納（記憶）ディスク、該データ格納ディスクからデータを読取り且つそれにデータを書込む少なくとも一方に対するヘッド、該ヘッドを該データ格納ディスクに隣接して位置決めさせるモータ、該モータに対する駆動電流を発生する駆動段を包含することが可能である。１例として、該モータはボイスコイルモータとすることが可能である。更に、該ディスクドライブは、又、例えば上述したような増幅器のような誤差増幅器を包含することが可能であり、それは誤差信号のクランプ及び飽和検知を与えることが可能である。
【００２１】
本発明の方法の側面によれば、例えば上述したような増幅器の飽和を検知する方法が提供される。本方法は、バイアス段を使用して第一及び第二出力トランジスタの制御端子に第一及び第二バイアス電圧を夫々画定することを包含することが可能である。更に、第一出力トランジスタの出力を、第一出力トランジスタの制御端子へ接続している第一導通端子と、基準電圧へ接続している第二導通端子と、上側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備する第一クランプトランジスタを使用して上側クランプ電圧へ選択的にクランプさせることが可能である。
【００２２】
更に、第二出力トランジスタの出力を、供給電圧へ接続している第一導通端子と、第二出力トランジスタの制御端子へ接続している第二導通端子と、下側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備している第二クランプトランジスタを使用して下側クランプ電圧へ選択的にクランプさせることが可能である。本方法は、又、（ａ）第一出力トランジスタの出力が上側クランプ電圧へクランプされ（ｂ）第二出力トランジスタの出力が下側クランプ電圧へクランプされる少なくとも一方に対して飽和信号を供給することを包含することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を、本発明の好適実施例が示されている添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。然しながら、本発明は多くの異なる形態で実現することが可能なものであり、以下に説明する実施例に制限されるものとして理解されるべきではない。そうではなく、これらの実施例は、本開示が完全なものであるように且つ当業者に対して本発明の技術的範囲をより良く伝達するために提供されるものである。尚、図面中において同一の構成要素には同一の参照番号を付してある。
【００２４】
最初に、図１を参照すると、本発明に基づくディスクドライブ１０が、例えば磁気的又は光学的ディスクであるデータ格納ディスク１１、及び該データ格納ディスクからデータを読取り及び／又はそれにデータを書込むための１個又はそれ以上のヘッド１２を包含しており、そのことについては当業者にとって容易に理解される。例えばディスクドライブ１０が関連するコンピュータ又はその他の装置からの制御信号に基づいて、データ格納ディスク１１の回転速度を制御するためにディスク制御回路１３もオプションとしてある実施例において包含させることが可能である。
【００２５】
ディスクドライブ１０は、更に、データ格納ディスクに隣接してヘッド１２を適宜の位置に位置決めさせるためのモータ１４を包含している。モータ１４はヘッド１２を動作させるためのボイスコイル１５を包含しているが、その他の適宜のモータを使用することも可能である。上述したように、ボイスコイル１５における電流に対応するフィードバック信号を発生させることがこのようなモータの場合には典型的に有益的である。この電流は、検知抵抗１６を横断しての電圧降下を測定することにより決定され、且つこのような測定値はフィードバック信号を発生するためにフィードバック信号発生器１７へ供給される。フィードバック信号発生器１７は、例えば、当業者によって容易に理解されるように、オペアンプ即ち演算増幅器を使用して実現することが可能である。
【００２６】
ディスクドライブは、更に、モータ１４用の駆動段１８を包含している。駆動段１８及びモータ１４は説明の便宜上別体として模式的に示してあるが、幾つかの実施例においては、この駆動段は、例えば、モータ内に包含させることが可能であることを理解すべきである。いずれの場合においても、駆動段１８はボイスコイル１５に対して正及び負の駆動電流を発生する。種々の駆動段及びモータ形態を使用することが可能であり且つ当業者により理解されるように本発明により包含されていることが意図されているものである。
【００２７】
駆動段１８は、位置決め信号及び誤差信号に基づいて正及び負の駆動電流を発生する。例えばディスクドライブ１０が関連するコンピュータ又はその他の装置へ接続しているサーボ制御器（不図示）により位置決め信号を発生させることが可能である。誤差信号はフィードバック信号発生器１７からのフィードバック信号と基準信号（例えば、基準電圧）を入力として受取る誤差増幅器１９により発生される。
【００２８】
更に図２をも参照して、誤差増幅器１９についてより詳細に説明する。誤差増幅器１９は出力段２０を包含しており、それは、例えば、クラスＡＢ出力段とすることが可能である。より詳細に説明すると、出力段２０は第一及び第二出力トランジスタ２１，２２を包含している。第一出力トランジスタ２１は、供給電圧Ｖｓへ接続している第一導通端子と、第二導通端子と、制御端子とを具備している。第二出力トランジスタ２２は、誤差信号を供給する増幅器１９の出力を画定するために、第一出力トランジスタ２１の第二導通端子へ接続している第一導通端子を具備している。第二出力トランジスタ２２の第二導通端子は基準電圧（即ち、図示例の場合には接地）ヘ接続しており、且つ第二出力トランジスタ２２は制御端子を具備している。
【００２９】
誤差増幅器１９は、更に、供給電圧Ｖｓ及び入力信号に基づいて、夫々、第一及び第二出力トランジスタ２１，２２の制御端子において第一及び第二バイアス電圧を発生するためのバイアス段２３を包含している。図示例においては、フィードバック信号はフィードバック信号発生器１７（図１）からのものであり、且つ誤差増幅器１９に対する基準信号は供給電圧Ｖｓである。より詳細に説明すると、バイアス段２３は、供給電圧Ｖｓへ接続しているバイアス電流源２４を包含しており、且つ一対のダイオード３４，３５を介してバイアス電流源ヘ接続している第一導通端子と、接地へ接続している第二導通端子と、フィードバック信号へ接続される制御端子とを具備している入力トランジスタ２５を包含している。
【００３０】
誤差増幅器１９は、又、クランプ段２６を包含している。特に、クランプ段２６は、第一クランプトランジスタ２７を包含しており、第一クランプトランジスタ２７は、第一出力トランジスタ２１の出力端子へ接続している第一導通端子と、接地へ接続している第二導通端子と、ノード２８に供給される上側クランプ電圧へ接続される制御端子とを具備している。第二クランプトランジスタ２９は、供給電圧Ｖｓへ接続されている第一導通端子と、第二出力トランジスタ２２の出力端子へ接続している第二導通端子と、ノード３０において供給される低クランプ電圧へ接続される制御端子とを具備している。
【００３１】
従って、当業者によって理解されるように、第一クランプトランジスタ２７は、第一出力トランジスタ２１の出力を上側クランプ電圧へクランプし、且つ第二クランプトランジスタ２９は第二出力トランジスタ２２の出力を下側クランプ電圧へクランプする。上側及び下側クランプ電圧を発生するために、クランプ段２６は、供給電圧Ｖｓへ接続しているクランプ基準電流源３１、及びクランプ基準電流源と接地との間に直列接続されている第一及び第二抵抗３２，３３を包含している。即ち、クランプ基準電流源３１及び第一抵抗３２はノード２８において共通接続されており、一方第一抵抗３２及び第二抵抗３３はノード３０において共通接続されている。
【００３２】
上述した誤差増幅器１９については発明者Ｇｏｎｔｏｗｓｋｉ，Ｊｒ．の米国特許第５，８７７，９１４号において詳細に記載されている。上述した増幅器段の更なる利点及び特徴については該米国特許において見つけ出すことが可能である。
【００３３】
本発明によれば、誤差増幅器１９は、又、クランプ段２６へ接続している飽和検知器４０を包含している。飽和検知器４０は、（ａ）第一出力トランジスタ２１の出力が上側クランプ電圧へクランプされ（ｂ）第二出力トランジスタ２２の出力が下側クランプ電圧へクランプされる少なくとも一方に対して飽和信号を供給するためである。図示例においては、飽和検知器４０は、第一及び第二出力トランジスタ２１，２２の出力のうちのいずれか一方が何時クランプされたかを表わす飽和信号を供給する。その他の実施例においては、その飽和検知に対して高又は低のクランプのみを検知することが可能である。
【００３４】
より詳細に説明すると、飽和検知器４０は、供給電圧Ｖｓへ接続されている飽和基準電流源４１を包含している。更に、飽和検知トランジスタ４２は、飽和基準電流源４１ヘ接続している第一導通端子と、第一クランプトランジスタ２７の第二導通端子へ接続している第二導通端子と、第二クランプトランジスタ２９の第一導通端子へ接続している制御端子とを具備している。
【００３５】
更に、飽和検知器４０は、飽和検知器トランジスタ４２の第二導通端子と接地との間に接続されている第一抵抗４３を包含している。第二抵抗４４が供給電圧Ｖｓと飽和検知トランジスタ４２の制御端子との間に接続されている。飽和検知器４０は、図示した如く、飽和検知トランジスタ４２の第二導通端子に飽和信号を供給する。
【００３６】
動作について説明すると、誤差増幅器１９の出力が高即ち正の側で飽和すると、第一クランプトランジスタ２７がターンオンし、従って第一出力トランジスタ２１の出力をノード２８において上側クランプ電圧のレベルにクランプする。第一クランプトランジスタ２７がターンオンすると、電流がバイアス電流発生器２４から抵抗４３内に流れ、抵抗４３の値及び該バイアス電流発生器からの電流によって決定される電圧レベルを与える。従って、理解されるように、飽和信号の電圧レベルは、抵抗４３及びバイアス電流発生器２４の選択に基づいて与えられた適用例において使用される特定の論理レベルと適合性があるように設定することが可能である。
【００３７】
逆に、誤差増幅器１９の出力が低即ち負の側において飽和する場合には、第二クランプトランジスタ２９がターンオンし、従って飽和検知トランジスタ４２をターンオンさせる。飽和検知器トランジスタ４２を介して流れる電流は、基本的に、当業者によって理解されるように、飽和基準電流源４１によって設定される。そうであるから、飽和基準電流源４１はバイアス電流源２４と実質的に同一の電流を供給するように選択することが可能であり、従って第一クランプトランジスタ２７がターンオン（例えば、論理１の値）する場合と同一の値が該飽和信号に対して与えられる。
【００３８】
図示例においては、第一及び第二出力トランジスタ２１，２２、第一及び第二クランプトランジスタ２７，２９、飽和検知トランジスタ４２、入力トランジスタ２５は、全て、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）である。理解されるように、例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等のその他のトランジスタ又はその他の適宜の装置を使用することも可能である。更に、当業者によって理解されるように、与えられた適用例及び使用すべき論理値に基づいて種々の抵抗及び電流源の値を選択することが可能である。
【００３９】
更に当業者によって理解されるように、上述した飽和検知器４０は上述した従来の増幅器１００に関して絶対値及び温度依存性の両方においてクランプ段２６と飽和検知器との間の改善した電圧トラッキング即ち追跡を与えるものである。更に、誤差増幅器１９は、ここにおいては特にディスクドライブに対して適したものとして説明したが、例えば、一般的に制御システム及びその他の適用例においても適したものである。
【００４０】
本発明の方法の側面に関しては、上述した誤差増幅器１９等の増幅器の飽和を検知するためのものである。本方法は、バイアス段２３を使用して第一及び第二出力トランジスタ２１，２２の制御端子における第一及び第二バイアス電圧を夫々画定することを包含している。更に、第一出力トランジスタ２１の出力は、第一出力トランジスタの制御端子へ接続している第一導通端子と、基準電圧（例えば、接地）へ接続している第二導通端子と、上側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備している第一クランプトランジスタ２７を使用して上側クランプ電圧へ選択的にクランプされる。
【００４１】
更に、第二出力トランジスタ２２の出力は、供給電圧Ｖｓへ接続している第一導通端子と、第二出力トランジスタの制御端子へ接続している第二導通端子と、下側クランプ電圧へ接続している制御端子とを具備している第二クランプトランジスタ２９を使用して下側クランプ電圧へ選択的にクランプされる。本方法は、又、（ａ）第一出力トランジスタ２１の出力が上側クランプ電圧へクランプされ（ｂ）第二出力トランジスタ２２の出力が下側クランプ電圧へクランプされる少なくとも一方に対して飽和信号を供給することを包含することが可能である。本発明の更なる方法の側面に関しては、前述した説明に基づいて当業者によって理解することが可能なものであり、従ってその詳細な説明は割愛する。
【００４２】
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に基づくディスクドライブを示した概略ブロック図。
【図２】本発明のディスクドライブの誤差増幅器を詳細に示した概略図。
【図３】従来の誤差検知増幅器回路を示した概略ブロック図。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ディスクドライブ
１１  データ格納ディスク
１２  ヘッド
１３  ディスク制御回路
１４  モータ
１５  ボイスコイル
１６  検知抵抗
１７  フィードバック信号発生器
１８  駆動段
１９  誤差増幅器
２０  出力段
２３  バイアス段
２６  クランプ段
４０  飽和検知器
【図１】
2004153834.tif 000003
【図２】
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【図３】
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