(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界の強度に応じて抵抗値が変化するＭＲ素子と、上記ＭＲ素子の第１の端子に所定の電流を供給する電流供給手段と、上記ＭＲ素子の第２の端子と接地電位間に接続されている抵抗素子と、上記第２の端子の電位が変化したとき、当該端子の電位変化により生じた上記抵抗素子の電流変化分に相当する電流を上記第２の端子に供給する電流制御手段と、上記第１の端子と第２の端子との電圧差を増幅し、増幅信号を出力する増幅手段とを有し、
上記電流制御手段が、電源電圧の供給線と上記第２の端子との間に直列接続されている第１の電流源及び第１のトランジスタと、上記電源電圧の供給線と上記接地電位との間に直列接続されている第２の電流源、第２のトランジスタ及び第２の抵抗素子と、上記第１の電流源と第１のトランジスタとの接続点と上記第２の電流源と第２のトランジスタとの接続点との間に接続されている第３の抵抗素子と、上記第２のトランジスタと上記第２の抵抗素子間の接続点に上記電流供給手段とほぼ同じ電流を供給する第２の電流供給手段とを有し、上記第１のトランジスタの制御端子が上記第２のトランジスタと上記第２の抵抗素子間の接続点に接続され、上記第２のトランジスタの制御端子が上記第２の端子に接続されている増幅回路。
【請求項２】
磁界の強度に応じて抵抗値が変化するＭＲ素子と、上記ＭＲ素子の第１の端子に所定の電流を供給する電流供給手段と、上記ＭＲ素子の第２の端子と接地電位間に接続されている抵抗素子と、上記第２の端子の電位が変化したとき、当該端子の電位変化により生じた上記抵抗素子の電流変化分に相当する電流を上記第２の端子に供給する電流制御手段と、上記第１の端子と第２の端子との電圧差を増幅し、増幅信号を出力する増幅手段とを有し、
上記電流制御手段が、電源電圧の供給線と上記第２の端子との間に直列接続されている第１の電流源、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタと、上記電源電圧の供給線と上記接地電位との間に直列接続されている第２の電流源、第３のトランジスタ、第４のトランジスタ及び第２の抵抗素子と、上記第１の電流源と第１のトランジスタとの接続点と上記第２の電流源と第３のトランジスタとの接続点との間に接続されている第３の抵抗素子と、上記第２のトランジスタの制御端子と上記第２の端子との間に接続されている第４の抵抗素子と、上記第４のトランジスタの制御端子と当該第４のトランジスタと上記第２の抵抗素子との接続点との間に接続されている第５の抵抗素子と、上記第４のトランジスタの制御端子に上記電流供給手段の供給電流に応じた電流を供給する第２の電流供給手段とを有し、上記第１のトランジスタの制御端子が上記第３のトランジスタと上記第４のトランジスタとの接続点に接続され、上記第３のトランジスタの制御端子が上記第１のトランジスタと上記第２のトランジスタとの接続点に接続されている増幅回路。
【請求項３】
第１のノードと第２のノードとの間に接続され、磁界の強度に応じて抵抗値が変化するＭＲ素子と、
上記第１のノードと上記第２のノードとの電圧差を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、
上記第１のノードに第１の電流を供給する第１の電流供給回路と、
上記第２のノードに接続され、上記第２のノードの電圧変化を検出して当該電圧変化を補償するための制御電流を上記第２のノードに供給する制御回路と、
を含み、
上記制御回路が、第１の電流源と、上記第１の電流源と上記第２のノードとの間に接続され、上記電圧変化に応じた制御信号に応答して上記制御電流を上記第２のノードに供給する第１のトランジスタとを有する増幅回路。
【請求項４】
上記制御回路が、第２の電流源と、上記第2の電流源と第３のノードとの間に接続され、上記電圧変化に応じて上記第3のノードに電流を供給する第2のトランジスタとを更に有し、
上記第１のトランジスタの制御端子が上記第３のノードに接続され、上記第２のトランジスタの制御端子が上記第２のノードに接続されている請求項３に記載の増幅回路。
【請求項５】
上記第３のノードに第２の電流を供給する第２の電流供給回路を更に含み、
上記制御回路が、上記第２のノードと基準電位との間に接続された第１の抵抗素子と、上記第３のノードと基準電位との間に接続された第２の抵抗素子とを更に有する請求項４に記載の増幅回路。
【請求項６】
上記増幅器が、電源電圧の供給線と基準電位間に直列接続されている抵抗素子、第１の増幅トランジスタ及び第２の増幅トランジスタを有し、
上記第１の増幅トランジスタの制御端子がキャパシタを介して上記第２のノードに接続され、上記第２の増幅トランジスタの制御端子が上記第１のノードに接続され、上記抵抗素子と上記第１の増幅トランジスタとの接続点から上記増幅信号が出力される請求項３乃至５の何れかに記載の増幅回路。
【請求項７】
上記増幅器が、電源電圧の供給線と基準電位間に直列接続されている抵抗素子、第１の増幅トランジスタ及び第２の増幅トランジスタを有し、
上記第１の増幅トランジスタの制御端子がキャパシタを介して上記第１のノードに接続され、上記第２の増幅トランジスタの制御端子が上記第２のノードに接続され、上記抵抗素子と上記第１の増幅トランジスタとの接続点から上記増幅信号が出力される請求項３乃至５の何れかに記載の増幅回路。
【請求項８】
上記第１及び第２の増幅トランジスタが、エミッタ同士が接続されているｎｐｎトランジスタ及びｐｎｐトランジスタにより構成されている請求項６又は７記載の増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲ（Magneto resistive ）ヘッドにおけるＭＲ素子の電圧を増幅する増幅回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲヘッドにおいて、磁界の変化に伴ってＭＲ素子の抵抗値が変化する。即ち、回路構成上ＭＲ素子は印加される磁界の強度に応じて抵抗値が変化する可変抵抗として取り扱える。このため、ＭＲ素子に定電流を流す場合に、磁界の変化に伴い当該ＭＲ素子に生じる電圧降下が変化するので、ＭＲ素子の電圧降下を検出することにより磁界強度を検出可能である。また、ＭＲ素子に定電圧を印加し、当該ＭＲ素子に流れる電流を検出することにより、磁界強度を検出することも可能である。
【０００３】
ＭＲ素子の電圧降下を検出するためのプリアンプ（増幅器）はＭＲ素子の電圧の印加方式により、シングルエンドタイプと差動タイプの２種類がある。図６と図７はそれぞれシングルエンドタイプおよび差動タイプのプリアンプの構成を示している。
【０００４】
図６に示すように、シングルエンドタイプの増幅器を用いる方式は、ＭＲ素子２０に電流ＩB を供給する電流供給回路１０および増幅器３０ａにより構成されている。
電流供給回路１０は、制御信号ＳD に応じて設定された電流ＩB をＭＲ素子２０に供給し、磁界強度に応じてＭＲ素子２０の抵抗値が変化するので、当該抵抗値と電流ＩB によりノードＮＤ１の電圧が決まる。増幅器３０ａによりノードＮＤ１の電圧が増幅され、増幅信号Ｓout が出力されるので、信号Ｓout に応じて磁界強度を検出することができる。
【０００５】
図７に示す差動タイプの増幅器を用いる方式においては、ＭＲ素子２０がノードＮＤ１とＮＤ２との間に接続されている。さらにノードＮＤ１とＮＤ２との間に、抵抗素子Ｒ１とＲ２が直列接続されている。電流供給回路１０によりノードＮＤ１に電流ＩB が供給される。一方、電流供給回路１２によりノードＮＤ２から電流供給回路１２に向かって流れる電流ＩB1が供給される。
【０００６】
電流供給回路１２の出力電流ＩB1は、抵抗素子Ｒ１とＲ２との接続点ＮＤ０の電圧に応じて制御される。通常、ノードＮＤ０の電位が接地電位ＧＮＤとなるように電流供給回路１２の供給電流ＩB1が制御される。
【０００７】
差動増幅器３０ｂにより、ノードＮＤ１とＮＤ２との電位差が増幅され、増幅信号Ｓout が出力されるので、当該出力信号Ｓout に応じてＭＲ素子２０の抵抗値を検出でき、さらに磁界強度を検出できる。
【０００８】
ＭＲ素子２０は静電気に弱いため、回路構成上ＭＲ素子２０の電位をできるだけ接地電位ＧＮＤに近づけるよう配慮する必要がある。図７に示す差動タイプの増幅器を用いる方式において、ＭＲ素子２０の中間点はほぼ接地電位ＧＮＤに保持されているので、静電気破壊を有効に防げる。また、図６に示すシングルエンドタイプの増幅器を用いる方式においては、電流供給回路１０の供給電流ＩB を小さく設定し、ノードＮＤ１の電位を０．１〜０．２Ｖの低いレベルに保持することにより、静電気破壊を防止できる。シングルエンドタイプの増幅器は、単一の電源電圧で動作できるので、回路構成が簡単である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したシングルエンドタイプの増幅器を用いた方式では、ノイズによりＭＲ素子２０に同相のノイズが印加された場合、即ち、ＭＲ素子２０の両端に同じ位相のノイズ成分が現れた場合、当該ノイズ成分は増幅器３０ａにより増幅され、出力信号Ｓout に現れるので、同相のノイズに弱い。即ち、このタイプの増幅器の同相除去比（ＣＭＲＲ）は小さい。
【００１０】
一方、差動タイプの増幅器を用いた方式では、原理的にＣＭＲＲを高い周波数帯域まで大きく維持できるが、ＭＲ素子２０の中間点の電位をほぼ接地電位ＧＮＤに保つため、負の電源電圧が必要となり、回路構成が複雑になるという不利益がある。
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、単一の電源電圧で動作可能で、ＣＭＲＲを大きく維持できるＭＲヘッド用増幅回路を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の増幅回路は、磁界の強度に応じて抵抗値が変化するＭＲ素子と、上記ＭＲ素子の第１の端子に所定の電流を供給する電流供給手段と、上記ＭＲ素子の第２の端子と接地電位間に接続されている抵抗素子と、上記第２の端子の電位が変化したとき、当該端子の電位変化により生じた上記抵抗素子の電流変化分に相当する電流を上記第２の端子に供給する電流制御手段と、上記第１の端子と第２の端子との電圧差を増幅し、増幅信号を出力する増幅手段とを有し、上記電流制御手段が、電源電圧の供給線と上記第２の端子との間に直列接続されている第１の電流源及び第１のトランジスタと、上記電源電圧の供給線と上記接地電位との間に直列接続されている第２の電流源、第２のトランジスタ及び第２の抵抗素子と、上記第１の電流源と第１のトランジスタとの接続点と上記第２の電流源と第２のトランジスタとの接続点との間に接続されている第３の抵抗素子と、上記第２のトランジスタと上記第２の抵抗素子間の接続点に上記電流供給手段とほぼ同じ電流を供給する第２の電流供給手段とを有し、上記第１のトランジスタの制御端子が上記第２のトランジスタと上記第２の抵抗素子間の接続点に接続され、上記第２のトランジスタの制御端子が上記第２の端子に接続されている。
【００１４】
また、本発明の増幅回路は、磁界の強度に応じて抵抗値が変化するＭＲ素子と、上記ＭＲ素子の第１の端子に所定の電流を供給する電流供給手段と、上記ＭＲ素子の第２の端子と接地電位間に接続されている抵抗素子と、上記第２の端子の電位が変化したとき、当該端子の電位変化により生じた上記抵抗素子の電流変化分に相当する電流を上記第２の端子に供給する電流制御手段と、上記第１の端子と第２の端子との電圧差を増幅し、増幅信号を出力する増幅手段とを有し、上記電流制御手段が、電源電圧の供給線と上記第２の端子との間に直列接続されている第１の電流源、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタと、上記電源電圧の供給線と上記接地電位との間に直列接続されている第２の電流源、第３のトランジスタ、第４のトランジスタ及び第２の抵抗素子と、上記第１の電流源と第１のトランジスタとの接続点と上記第２の電流源と第３のトランジスタとの接続点との間に接続されている第３の抵抗素子と、上記第２のトランジスタの制御端子と上記第２の端子との間に接続されている第４の抵抗素子と、上記第４のトランジスタの制御端子と当該第４のトランジスタと上記第２の抵抗素子との接続点との間に接続されている第５の抵抗素子と、上記第４のトランジスタの制御端子に上記電流供給手段の供給電流に応じた電流を供給する第２の電流供給手段とを有し、上記第１のトランジスタの制御端子が上記第３のトランジスタと上記第４のトランジスタとの接続点に接続され、上記第３のトランジスタの制御端子が上記第１のトランジスタと上記第２のトランジスタとの接続点に接続されている。
【００１５】
また、本発明の増幅回路は、第１のノードと第２のノードとの間に接続され、磁界の強度に応じて抵抗値が変化するＭＲ素子と、上記第１のノードと上記第２のノードとの電圧差を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、上記第１のノードに第１の電流を供給する第１の電流供給回路と、上記第２のノードに接続され、上記第２のノードの電圧変化を検出して当該電圧変化を補償するための制御電流を上記第２のノードに供給する制御回路と、を含み、上記制御回路が、第１の電流源と、上記第１の電流源と上記第２のノードとの間に接続され、上記電圧変化に応じた制御信号に応答して上記制御電流を上記第２のノードに供給する第１のトランジスタとを有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る増幅回路の原理を示す回路図である。
図示のように、本実施形態の増幅回路は、電流供給回路１０、ＭＲ素子２０、増幅器３０および等価電流回路（電流制御手段）４０により構成されている。
【００１７】
電流供給回路１０は、外部からの制御信号ＳD に応じて設定された電流ＩB を発生し、ＭＲ素子２０に供給する。
ＭＲ素子２０は、例えば、磁気読み取り装置の磁気ヘッドに設けられ、磁気ディスク、磁気テープなどの磁気記録媒体から記録信号を読み取るとき、磁界の強度変化に応じて抵抗値が変化するので、電流ＩB により当該ＭＲ素子に生じる電圧降下が変化する。即ち、図１に示すようにノードＮＤ１とＮＤ２間の電圧差は、磁界強度に応じて設定される。
等価電流回路４０は、等価的に負性の抵抗を有し、所定の電流を発生し、ノードＮＤ２に供給することによりノードＮＤ２を所定の直流電位に設定する。ＭＲ素子２０に印加されたノイズなどによりノードＮＤ２の電位が変化したとき、等価電流回路４０は、ノードＮＤ２の電位変化により生じた電流変化分に相当する電流を上記第２の端子に供給する。これによって、ＭＲ素子２０に流れる電流を一定に保持し、ノイズの影響を抑制する。
【００１８】
第１実施形態
図２は、等価電流回路４０の具体的な構成例を示し、本発明の増幅回路の第１の実施形態を示している。
図示のように、等価電流回路４０は、電流供給回路４２、電流源ＩＳ１，ＩＳ２、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびｐｎｐトランジスタＰ１，Ｐ２により構成されている。
【００１９】
ＭＲ素子２０は、ノードＮＤ１とＮＤ２との間に接続され、ノードＮＤ１に電流供給回路１０が接続され、ノードＮＤ２は等価電流回路４０に接続されている。
等価電流回路４０において、電流源ＩＳ１、トランジスタＰ１および抵抗素子Ｒ１が電源電圧ＶCCの供給線と接地電位ＧＮＤとの間に直列接続され、トランジスタＰ１のコレクタと抵抗素子Ｒ１との接続点によりノードＮＤ３が形成されている。また、電流源ＩＳ２、トランジスタＰ２および抵抗素子Ｒ２は電源電圧ＶCCの供給線と接地電位ＧＮＤとの間に直列接続され、トランジスタＰ２のコレクタと抵抗素子Ｒ２との接続点はノードＮＤ２に接続されている。
【００２０】
トランジスタＰ１とＰ２のエミッタ間に抵抗素子Ｒ３が接続されている。ノードＮＤ３は電流供給回路４２に接続されている。電流供給回路４２は、制御信号ＳD に応じて電流供給回路１０と同じ電流ＩB を発生し、ノードＮＤ３に供給する。
【００２１】
このように構成されている増幅回路において、等価電流回路４０によりノードＮＤ２が所定の直流電位、例えば０．１Ｖに保持される。ノードＮＤ１とノードＮＤ２との間に、磁界強度に応じた差電圧が生じており、増幅器３０により当該差電圧が増幅されるので、増幅器３０の出力信号Ｓout に応じて磁界強度を検出することができる。
【００２２】
以下、図２を参照しながら、本実施形態の増幅回路の動作について説明する。等価電流回路４０において、抵抗素子Ｒ１とＲ２の抵抗値は等しいものとし、例えば、２０Ωとする。抵抗素子Ｒ３は抵抗素子Ｒ１とＲ２の２倍の抵抗値を有すると仮定する。電流源ＩＳ１，ＩＳ２の電流は等しく、例えば、ともに１ｍＡとする。また、電流供給回路１０および４２の供給電流ＩB は、例えば、２〜１０ｍＡの範囲内に設定できるものとする。
【００２３】
抵抗素子Ｒ２には、電流源ＩＳ２および電流供給回路１０の供給電流の和に等しい電流が流れる。このため、例えば、制御信号ＳD に応じて、電流供給回路１０から４ｍＡの電流ＩB が供給され、電流源ＩＳ１，ＩＳ２はそれぞれ１ｍＡの電流を供給する場合、抵抗素子Ｒ２には５ｍＡの電流が流れる。抵抗素子Ｒ２の抵抗値を２０Ωとすれば、ノードＮＤ２の直流電位は、ほぼ０．１Ｖに設定される。
【００２４】
電流供給回路４２は電流供給回路１０と同じ電流ＩB を供給するので、ノードＮＤ３の直流電位もノードＮＤ２とほぼ同じく、０．１Ｖに設定される。
また、磁気記録媒体の磁界強度に応じてＭＲ素子２０の抵抗値は、例えば、５０Ωになった場合、ＭＲ素子２０の両端に０．２Ｖの電圧降下が生じる。
【００２５】
ＭＲ素子２０に同相の信号、例えば、同相のノイズ信号が加わったとき、ノードＮＤ２の直流電位が上昇する。即ち、トランジスタＰ１のベース電位が上昇する。このため、トランジスタＰ１に流れる電流が下がり、ノードＮＤ３の直流電位が低下する。ノードＮＤ３の電位が低下すると、トランジスタＰ２のベース電位が低下し、トランジスタＰ２の電流が増加する。ここで、トランジスタＰ１とＰ２の等価エミッタ抵抗を無視できるものと仮定すると、ノードＮＤ２の電位上昇に伴う抵抗素子Ｒ２の電流の増加分はすべてトランジスタＰ２により補うことができる。
【００２６】
このため、ノイズなどの原因でノードＮＤ２の電位が上昇したとき、ＭＲ素子２０に流れる電流はほとんど変化しない。
また、上述したと同様な原理で、ＭＲ素子２０に加わった同相のノイズ信号により、ノードＮＤ２の電位が低下した場合、トランジスタＰ１の電流が増加し、ノードＮＤ３の直流電位が上昇し、これに応じてトランジスタＰ２の電流が低下するので、ノードＮＤ２の電位の低下に伴う抵抗素子Ｒ２の電流の低下分に応じてトランジスタＰ２の電流も低下するので、ＭＲ素子２０に流れる電流はほとんど変化しない。
【００２７】
上述したように、ノードＮＤ２の直流電位が変化してもＭＲ素子２０に流れる電流はほとんど変化せず、ノードＮＤ２の等価交流インピーダンスは非常に大きい。即ち、等価電流回路４０は、等価的に一定の電流を供給できる定電流源に等しい特性を有する。
【００２８】
このため、ＭＲ素子２０の電流は、電流供給回路１０により供給された電流ＩB のみで決まり、ノイズなどの影響をほとんど受けないので、ノードＮＤ１とＮＤ２との間の差電圧は、電流ＩB および磁界強度に応じて設定されたＭＲ素子２０の抵抗値で決定される。当該差電圧を増幅器３０により増幅し、その出力信号Ｓout に基づき磁界強度を検出することができる。
【００２９】
図２に示す増幅回路を構成する等価電流回路４０においては、トランジスタＰ１，Ｐ２の等価エミッタ抵抗を完全に無視できない。また、電流供給回路４２により、ノードＮＤ３にＭＲ素子２０に流れる電流ＩB と同じ電流をノードＮＤ３に供給するので、消費電力が大きい。
【００３０】
第２実施形態
図３は上述した不利な点を改善できる増幅回路の第２の実施形態を示している。
図示のように、本実施形態の増幅回路においては、等価電流回路４０ａを除く他の構成部分、例えば、電流供給回路１０、ＭＲ素子２０および増幅器３０は、図２に示す増幅回路のそれぞれの部分回路と同じ構成および機能を有する。以下、等価電流回路４０ａの構成および動作を中心に、本実施形態の増幅回路について説明する。
【００３１】
図３に示すように、等価電流回路４０ａは、電流供給回路４２ａ、電流源ＩＳ１，ＩＳ２、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６およびｐｎｐトランジスタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４により構成されている。
【００３２】
電流源ＩＳ１、トランジスタＰ１，Ｐ３および抵抗素子Ｒ４，Ｒ１が電源電圧ＶCCの供給線と接地電位ＧＮＤ間に直列接続され、トランジスタＰ１のコレクタとトランジスタＰ３のエミッタとの接続点によりノードＮＤ５が形成され、トランジスタＰ３のコレクタは抵抗素子Ｒ４と接続されている。抵抗素子Ｒ４とＲ１との接続点によりノードＮＤ３が形成されている。トランジスタＰ３のベースは電流供給回路４２ａに接続され、さらにトランジスタＰ３のベースとノードＮＤ３との間に抵抗素子Ｒ５が接続されている。
【００３３】
電流源ＩＳ２、トランジスタＰ２，Ｐ４および抵抗素子Ｒ２は電源電圧ＶCCの供給線と接地電位ＧＮＤ間に直列接続され、トランジスタＰ２のコレクタとトランジスタＰ４のエミッタとの接続点は、ノードＮＤ４を形成している。トランジスタＰ４のコレクタと抵抗素子Ｒ２との接続点はノードＮＤ２に接続されている。さらに、トランジスタＰ４のベースとノードＮＤ２との間に抵抗素子Ｒ６が接続されている。
【００３４】
トランジスタＰ１のベースは、ノードＮＤ４に接続され、トランジスタＰ２のベースはノードＮＤ５に接続されている。さらに、トランジスタＰ１とＰ２のエミッタの間に抵抗素子Ｒ３が接続されている。
【００３５】
図３の等価電流回路４０ａにおいて、電流供給回路４２ａは、電流供給回路１０の供給電流の１／１０の電流を出力する。また、抵抗素子Ｒ１とＲ２の抵抗値が等しくｒとすると、抵抗素子Ｒ５およびＲ６の抵抗値は、ともに９ｒとする。なお、トランジスタＰ３のコレクタに接続されている抵抗素子Ｒ４は、抵抗値が可変なものである。抵抗素子Ｒ４の抵抗値を調整することにより、トランジスタＰ１，Ｐ３側に流れる電流ｉ1 とトランジスタＰ２，Ｐ４側に流れる電流ｉ2 とのバランスを調整することができる。これにより安定時のノードＮＤ４とＮＤ５の直流電位が等しく設定される。
【００３６】
抵抗素子Ｒ５とＲ１との合計抵抗値及び抵抗素子Ｒ６とＲ２の合計抵抗値は共に１０ｒである。このため、トランジスタＰ３とＰ４のベースは同じ直流電位（ＩB ×ｒ）に保持される。これに応じてノードＮＤ４とノードＮＤ５は同じ直流電位に保持され、トランジスタＰ１とＰ２に同じ電流が流れる。
トランジスタＰ３とＰ４によりトランジスタＰ１とＰ２の等価エミッタ抵抗がキャンセルされる。
【００３７】
以下、図３を参照しつつ、本例の増幅回路の動作について説明する。
ノードＮＤ２の直流電位は、トランジスタＰ４に流れる電流ｉ2 と電流供給回路１０の出力電流ＩB および抵抗素子Ｒ２の抵抗値ｒにより決まり、（ｉ2 ＋ＩB ）×ｒとなる。
ＭＲ素子２０に同相の信号、例えば、同相のノイズ信号が加わったとき、ノードＮＤ２の直流電位が変動する。例えば、同相のノイズの影響でノードＮＤ２の電位が上昇した場合、これに従いノードＮＤ４の電位も上昇する。即ち、トランジスタＰ１のベース電位が上昇し、トランジスタＰ１に流れる電流ｉ1 が低下する。このため、ノードＮＤ５の直流電位が低下し、これに応じてトランジスタＰ２に流れる電流ｉ2 が上昇する。即ち、ノードＮＤ２の電位上昇に伴う抵抗素子Ｒ２の電流の増加分はトランジスタＰ２とＰ４に流れる電流の増加分により補うことができる。
【００３８】
一方、ノイズなどの原因でノードＮＤ２の電位が低下した場合、それに従ってノードＮＤ４の電位も低下し、トランジスタＰ１に流れる電流ｉ1 が増加する。このため、ノードＮＤ５の電位が上昇し、トランジスタＰ２に流れる電流ｉ2 が低下する。即ち、ノードＮＤ２の電位の低下に伴う抵抗素子Ｒ２の電流の低下分に応じてトランジスタＰ２，Ｐ４の電流ｉ2 も低下し、抵抗素子Ｒ２の電流の低下分は、トランジスタＰ２とＰ４に流れる電流の低下分により補うことができる。
【００３９】
上述したように、ＭＲ素子２０に加わったノイズによりノードＮＤ２の電位が変化するにもかかわらず、ＭＲ素子２０に流れる電流はほとんど変化しない。このため、ＭＲ素子２０に生じた電圧降下、即ち、ノードＮＤ１とＮＤ２との電位差は、電流供給回路１０の出力電流ＩB およびＭＲ素子２０の抵抗値により決定される。増幅器３０は、ノードＮＤ１とＮＤ２の電位差に応じた増幅信号Ｓout を出力するので、増幅器３０の出力信号Ｓout に応じて、磁界強度を検出することが可能である。
【００４０】
上述したように、磁気強度に応じてＭＲ素子２０の抵抗値は、例えば、５０Ωを中心に変化する。また、電流供給回路１０により、例えば、４ｍＡの電流ＩB が供給されたとき、ＭＲ素子２０に生じた電圧降下は約２００ｍＶ、即ち、０．２Ｖである。一方、ノードＮＤ２の電位は、例えば、０．１Ｖに保持されている。このため、ＭＲ素子２０に生じた微小な電圧降下、即ち、ノードＮＤ１とＮＤ２との電位差を増幅するために、ＣＭＲＲの大きい差動増幅回路を用いた方が有利である。
【００４１】
しかし、通常の差動増幅回路を用いてノードＮＤ１とＮＤ２との間の電圧差を増幅するためには、差動増幅回路に負の電圧源が必要となる。本発明は、単一の電源電圧ＶCCでシステムを動作させるために、図４および図５に示す増幅回路を用いる。これらの増幅回路は、図１〜３に示す増幅器３０として用いられ、ノードＮＤ１とＮＤ２の電圧がそれぞれ端子Ｓ１とＳ２に入力され、これらの入力電圧の差分を増幅した信号Ｓout を出力する。
【００４２】
図４は、増幅器３０−１の構成を示している。図示のように、当該増幅器３０−１は電源電圧ＶCCの供給線と接地電位ＧＮＤとの間に接続されている抵抗素子ＲL 、ｎｐｎトランジスタＮＴ１およびｐｎｐトランジスタＰＴ１、さらにトランジスタＮＴ１のベースに接続されているキャパシタＣ１により構成されている。
【００４３】
抵抗素子ＲL は、負荷抵抗を形成している。トランジスタＮＴ１のコレクタは抵抗素子ＲL に接続され、その接続点から増幅された信号Ｓout が出力される。トランジスタＮＴ１のベースはキャパシタＣ１を介して入力端子Ｓ２に接続され、エミッタはトランジスタＰＴ１のエミッタに接続されている。
トランジスタＰＴ１のベースは入力端子Ｓ１に接続され、コレクタは接地されている。なお、入力端子Ｓ１とＳ２は、それぞれノードＮＤ１とＮＤ２に接続されている。
【００４４】
このように構成されている増幅器３０−１は、入力端子Ｓ１の電位は０Ｖに近い場合でも動作可能である。一方、トランジスタＮＴ１のベースはキャパシタＣ１を介してノードＮＤ２に接続されているので、交流等価回路ではトランジスタＮＴ１のベースがほぼ接地電位となる。入力端子Ｓ１の信号電圧に応じてトランジスタＰＴ１の電流が制御されるので、当該電流により負荷抵抗素子ＲL に生じた電圧降下が変化する。即ち、出力信号Ｓout は入力端子Ｓ１の入力信号により制御される。
【００４５】
一方、ＭＲ素子２０に印加されたノイズによりノードＮＤ１とＮＤ２に同相のノイズ信号が現れる。例えば、ノイズにより入力端子Ｓ１とＳ２の電位がともに上昇した場合、トランジスタＰＴ１のベース電位が上昇することによりトランジスタＰＴ１に流れる電流が小さくなる傾向がある。一方、トランジスタＮＴ１のベース電位が上昇した結果、当該トランジスタＮＴ１に流れる電流が増加する傾向がある。この結果、ノイズによりＭＲ素子２０に同相のノイズが現れても増幅器３０−１の負荷抵抗ＲL に流れる電流はほぼ一定に保持される。即ち、増幅回路のＣＭＲＲを大きく保持できる。
【００４６】
実際の磁気読み取り装置において、複数のチャネルで信号を読み取ることが必要であり、増幅器３０−１はチャネル毎に設けられる。このため、複数のキャパシタが必要となる。キャパシタの数が増加すると、例えば、キャパシタがすべて外付けで設けられる場合、ＩＣチップの端子の数が増加し、パッケージが大きくなるという不利益が生ずる。このため、実際の回路構成では、外付けのキャパシタを一つのみ設けて、ＣＭＯＳトランジスタで構成された切り換えスイッチによりキャパシタを順次各増幅回路に切り換える。このような構成によって、一つのキャパシタを複数の増幅回路で共有でき、ＩＣチップの端子数の増加を抑制でき、パッケージの小型化を実現できる。
【００４７】
図５には増幅器３０−２の構成を示している。図示のように、増幅器３０−２は、図４に示す増幅器３０−１とほぼ同じように、電源電圧ＶCCの供給線と接地電位ＧＮＤとの間に直列接続されている抵抗素子ＲL 、ｎｐｎトランジスタＮＴ２およびｐｎｐトランジスタＰＴ２により構成されている。ただし、増幅器３０−２においては、トランジスタＮＴ２のベースがキャパシタＣ２を介して入力端子Ｓ１に接続され、トランジスタＰＴ２のベースは直接入力端子Ｓ２に接続されている。なお、入力端子Ｓ１とＳ２は、それぞれ図１に示すノードＮＤ１とＮＤ２に接続されている。
【００４８】
このように構成されている増幅器３０−２において、入力端子Ｓ１に入力される信号のレベルに応じてトランジスタＮＴ２の電流が制御されるので、トランジスタＮＴ２の電流により負荷抵抗素子ＲL に電圧降下が生じる。このため、入力端子Ｓ１の入力信号に応じて出力信号Ｓout が制御される。
【００４９】
ノイズにより、ＭＲ素子２０の両端に同相のノイズ信号が現れたとき、ノードＮＤ１とＮＤ２のレベルが同相に変化する。例えば、ノードＮＤ１とＮＤ２のレベルが同時に上昇した場合、増幅器３０−２において入力端子Ｓ１とＳ２の信号レベルがともに上昇し、トランジスタＮＴ２のベース電位が上昇すると、トランジスタＮＴ２の電流が増加する傾向にある。一方、トランジスタＰＴ２のベース電流が上昇すると、トランジスタＰＴ２の電流が低減する傾向にある。逆に、ノイズの影響により入力端子Ｓ１とＳ２の電位がともに低下した場合においても、トランジスタＮＴ２とＰＴ２の電流はほぼ一定に保持される。
【００５０】
このため、同相のノイズ信号が入力端子Ｓ１とＳ２に入力された場合、トランジスタＮＴ２とＰＴ２に流れる電流はノイズの影響を受けることなく、ほぼ一定に保持される。このため、増幅器３０−２は大きなＣＭＲＲ特性を示し、同相ノイズの影響を低減できる。
【００５１】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、電流供給回路１０は制御信号ＳD に応じてＭＲ素子２０に所定の電流ＩB を供給し、等価電流回路４０により、ノードＮＤ２と接地電位間に接続されている抵抗素子Ｒ２の電流を設定し、ＭＲ素子２０にノイズが印加された場合ノードＮＤ２の電位変化に応じて、抵抗素子Ｒ２に流れる電流を制御し、ＭＲ素子２０の電流変化を抑制する。ＭＲ素子２０に生じた電圧降下を単一電源電圧で動作する増幅器３０で増幅することにより、磁界の変化に伴ったＭＲ素子２０の抵抗変化を検出し、磁界の強度を検出できるので、単一電源電圧で動作する増幅回路を構成でき、ＣＭＲＲを大きく保持でき、同相ノイズによる影響を抑制可能な増幅回路を実現できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の増幅回路によれば、増幅回路のＣＭＲＲを大きく保持でき、同相ノイズの影響を低減しながら、単一の電源電圧で動作させることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＭＲヘッド用増幅回路の原理を示す回路図である。
【図２】本発明の増幅回路の第１の実施形態を示す回路図である。
【図３】本発明の増幅回路の第２の実施形態を示す回路図である。
【図４】単電源電圧で動作する増幅器の一構成例を示す回路図である。
【図５】単電源電圧で動作する増幅器の他の構成例を示す回路図である。
【図６】従来のシングルエンドタイプのＭＲヘッド用増幅器を用いた方式の構成を示す回路図である。
【図７】従来の差動タイプのＭＲヘッド用増幅器を用いた方式の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０…電流供給回路、
２０…ＭＲ素子、
３０，３０ａ，３０ｂ…増幅回路、
４０，４０ａ…等価電流回路、
４２，４２ａ…電流供給回路、
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…抵抗素子、
ＩＳ１，ＩＳ２…電流源、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，ＰＴ１，ＰＴ２…ｐｎｐトランジスタ、
ＮＴ１，ＮＴ２…ｎｐｎトランジスタ、
ＶCC…電源電圧、ＧＮＤ…接地電位。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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