專利名稱：自適應(yīng)低噪聲電流發(fā)生器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大容量存儲(chǔ)器領(lǐng)域。該發(fā)明尤其涉及為磁阻磁頭產(chǎn)生低噪聲電流的一種方法和電路。
背景技術(shù)：
任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵對(duì)成是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由多個(gè)不同的裝置可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。將大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的通常位置是在磁盤驅(qū)動(dòng)器上。磁盤驅(qū)動(dòng)器最基本的部分是磁盤、調(diào)速控制器和電路。磁盤可以轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)速控制器控制轉(zhuǎn)換器在磁盤上移動(dòng)到各種位置，電路同時(shí)從磁盤進(jìn)行讀和/或?qū)憽４疟P驅(qū)動(dòng)器還包括進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼的電路，能夠成功地在磁盤表面進(jìn)行檢索及寫操作。除了將數(shù)據(jù)傳遞回請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)并從請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)取出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤上外，微處理器還控制磁盤驅(qū)動(dòng)器的多種運(yùn)行。
磁盤驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)轉(zhuǎn)換器磁頭，該磁頭既可以將數(shù)據(jù)寫到磁盤表面的磁層中的環(huán)形磁道或螺旋磁道上，又從磁層上讀取數(shù)據(jù)。在某些磁盤驅(qū)動(dòng)器中，轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)為寫數(shù)據(jù)提供磁場(chǎng)的電氣驅(qū)動(dòng)線圈(或“寫磁頭”)，以及一個(gè)檢測(cè)沿讀取數(shù)據(jù)磁道的磁場(chǎng)變化的磁阻(MR)元件(或“讀磁頭”)。
轉(zhuǎn)換器通常置于一個(gè)小陶瓷砌塊上，也稱之為一個(gè)滑塊，它在空氣動(dòng)力方面設(shè)計(jì)得可以使其在磁盤上浮動(dòng)飛行?；瑝K按與磁盤轉(zhuǎn)換關(guān)系越過(guò)磁盤。多個(gè)滑塊具有一個(gè)由軌道和軌道間凹槽構(gòu)成的空氣支承面(“ABS”)。當(dāng)磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)，軌道和磁盤表面的空氣受到牽引形成壓力，這樣強(qiáng)迫磁頭離開磁盤。與此同時(shí)，空氣沖出空氣支承面中的凹槽或凹坑形成負(fù)壓區(qū)域。負(fù)壓或抽吸作用抵銷了軌道處產(chǎn)生的壓力?；瑝K附著在一個(gè)負(fù)載彈簧上，該彈簧可以在滑塊上產(chǎn)生一個(gè)指向磁盤表面的作用力。各種作用力平衡使得滑塊能夠按特定滑行高度在磁盤表面浮動(dòng)飛行。飛行高度為磁盤表面和轉(zhuǎn)換磁頭之間的距離，通常為空氣潤(rùn)滑膜的厚度。在磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，該膜消除了如果將轉(zhuǎn)換磁頭和磁盤處于機(jī)械接觸時(shí)產(chǎn)生的摩擦以及由此產(chǎn)生的磨損。在某些磁盤驅(qū)動(dòng)器中，滑塊通過(guò)一個(gè)潤(rùn)滑層而不是在磁盤表面浮動(dòng)。
表示信息的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)磁盤的表面。磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)讀和寫的信息都儲(chǔ)存在存儲(chǔ)磁盤的磁道上。轉(zhuǎn)換器采用讀/寫磁頭與滑塊相連的形式，該滑塊位于存儲(chǔ)磁盤的兩面，當(dāng)轉(zhuǎn)換器恰好位于存儲(chǔ)磁盤表面上的其中一個(gè)指定磁道，轉(zhuǎn)換器在存儲(chǔ)磁盤上進(jìn)行讀和寫信息。轉(zhuǎn)換器也可以被說(shuō)成移動(dòng)到目標(biāo)磁道。隨著存儲(chǔ)磁盤的自旋轉(zhuǎn)，讀寫磁頭可以準(zhǔn)確地定位于目標(biāo)磁道上，讀/寫磁頭通過(guò)在存儲(chǔ)磁盤上寫入數(shù)據(jù)形式信息，將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在磁道上。類似地，通過(guò)將讀/寫磁頭定位于目標(biāo)磁道上，同時(shí)讀取存儲(chǔ)磁盤上的存儲(chǔ)信息，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)磁盤上的數(shù)據(jù)讀取。為了從不同磁道上進(jìn)行讀寫，讀/寫磁頭可以徑向滑過(guò)磁道指向選定的目標(biāo)磁道。數(shù)據(jù)在磁道上成對(duì)分割。在某些磁盤驅(qū)動(dòng)器中，磁道是多重的同心環(huán)形磁道。在另一些磁盤驅(qū)動(dòng)器中，連續(xù)的螺旋是磁盤驅(qū)動(dòng)器一側(cè)的一個(gè)磁道。伺服反饋信息常用來(lái)準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)換器。在讀寫操作期間利用伺服信息，調(diào)速控制器裝置移動(dòng)到需要的位置，而且保持非常準(zhǔn)確。
通常，一個(gè)電流源電路常常為讀磁頭中的MR元件提供恒定的偏置電流。MR元件的阻抗變化引起跨過(guò)MR元件的電壓變化，電壓檢測(cè)器電路常用來(lái)檢測(cè)這些變化。電流源的任何噪聲將引起MR元件兩端的電壓的噪聲，由此形成檢測(cè)電壓中的噪聲。
因此，需要一種為轉(zhuǎn)換器，特別為磁阻敏感元件產(chǎn)生低噪聲電流的電路方法和電路。
本發(fā)明綜述下面將說(shuō)明一種為磁盤驅(qū)動(dòng)器磁頭產(chǎn)生低噪聲電流的方法和裝置，其中一個(gè)實(shí)施例是為磁阻磁頭的。
一個(gè)實(shí)施例提供了一個(gè)電流發(fā)生電路，一個(gè)采用該電路的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)，以及一種相關(guān)方法。該系統(tǒng)包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤，一個(gè)轉(zhuǎn)換器，其讀磁頭處于從磁盤讀取數(shù)據(jù)的位置，以及一個(gè)電流發(fā)生器電路。該電流發(fā)生器電路運(yùn)行時(shí)與讀磁頭耦合。該電流發(fā)生器電路包括一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路，和一個(gè)自動(dòng)調(diào)整電路，為降低噪聲，該自動(dòng)調(diào)整電路運(yùn)行時(shí)與電流鏡電路耦合以調(diào)整電流鏡電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管的有效寬長(zhǎng)比。一個(gè)實(shí)施例中，這種調(diào)整自動(dòng)進(jìn)行，直到達(dá)到電流設(shè)置接收器電路的最低可接受電壓。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是為轉(zhuǎn)換器或其他應(yīng)用提供一種產(chǎn)生低噪聲電流的電流發(fā)生器電路。該電路包括一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管鏡象電流電路和一個(gè)運(yùn)行時(shí)與電流鏡電路耦合的自動(dòng)校準(zhǔn)電路，該自動(dòng)校準(zhǔn)電路調(diào)整電流鏡電路的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的有效寬長(zhǎng)比以降低噪聲。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供在電流鏡電路中降低裝置噪聲的一種方法。該方法包括以下步驟(a)提供多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的鏡象電流對(duì)，(b)選擇性地截止一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管對(duì)以調(diào)整寬長(zhǎng)比從而降低裝置噪聲。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)，包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤，一個(gè)具有一個(gè)讀磁頭定位于從磁盤讀取數(shù)據(jù)位置的轉(zhuǎn)換器，以及一個(gè)為減小噪聲，準(zhǔn)備自動(dòng)校準(zhǔn)寬長(zhǎng)比的電流發(fā)生器。
有利的是，為轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生低噪聲的系統(tǒng)，電路以及方法都可以作為磁盤驅(qū)動(dòng)加電序列(和任選的任何時(shí)間)的一部分被啟動(dòng)以使轉(zhuǎn)換器偏置電流源的有效長(zhǎng)寬比能夠得到調(diào)整。在某些實(shí)施例中，通過(guò)選擇性地截止一對(duì)或多對(duì)平行連接成為電流鏡像電流源的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，直到得到最小的寬長(zhǎng)比，從而至少保持跨過(guò)一個(gè)電流接收器兩端有最小所需電壓。在某些實(shí)施例中，為轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電流是多倍于，例如十倍于傳送到電流接收器的電流。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是具有多個(gè)磁盤存儲(chǔ)堆棧和向磁盤表面加載和從磁盤表面卸載的一個(gè)傾斜端頭裝置的一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器部分分解圖。
圖2是結(jié)合本發(fā)明的電流源200的框圖。
圖3是對(duì)電流源200進(jìn)一步說(shuō)明的框圖。
圖4是對(duì)電路200一些部分說(shuō)明的一個(gè)實(shí)施例的電流圖。
圖5是對(duì)電路200其它部分的一個(gè)實(shí)施例的電流圖。
圖6是帶有和不帶有自適應(yīng)W/L校準(zhǔn)的電流噪聲圖。
圖7是一個(gè)實(shí)施例的時(shí)鐘圖。
圖8是采用本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理圖。
圖9是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
較佳實(shí)施例說(shuō)明在下面對(duì)所選實(shí)施例詳細(xì)的說(shuō)明中，參考附圖，該附圖構(gòu)成本文的部分，通過(guò)圖示說(shuō)明，本發(fā)明還可能用在特別的實(shí)施例中。在不違背本發(fā)明范圍的前提下，還可能采用別的實(shí)施例，而且也可能做出結(jié)構(gòu)變化，這一點(diǎn)是容易理解的。
在這種應(yīng)用中描述的本發(fā)明對(duì)各種類型的磁盤驅(qū)動(dòng)器都是有用的，包括硬盤驅(qū)動(dòng)器，ZIP驅(qū)動(dòng)器，軟盤驅(qū)動(dòng)器，以及任何其他類型的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)(例如“廉價(jià)/非獨(dú)立磁盤驅(qū)動(dòng)器的冗余陣列”(或RAID)結(jié)構(gòu)或者其他裝置，在這里用受電流源偏置的讀磁頭進(jìn)行讀數(shù)據(jù)。
在這種應(yīng)用中描述的本發(fā)明對(duì)具有旋轉(zhuǎn)或線性驅(qū)動(dòng)的磁盤驅(qū)動(dòng)器的許多電氣和機(jī)械結(jié)構(gòu)是有用的。此外，本發(fā)明對(duì)各種類型的磁盤驅(qū)動(dòng)器，包括硬盤驅(qū)動(dòng)器，ZIP驅(qū)動(dòng)器，軟盤驅(qū)動(dòng)器，以及任何其他類型的驅(qū)動(dòng)器，在為轉(zhuǎn)換器提供所需要的低噪聲電流源方面都是有用的。圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的部分分解圖，該實(shí)施例給出了一種類型的具有旋轉(zhuǎn)調(diào)速控制器的磁盤驅(qū)動(dòng)器100。磁盤驅(qū)動(dòng)器100包括一個(gè)殼體或機(jī)座112，一個(gè)頂蓋114。機(jī)座112和頂蓋114形成了磁盤的封閉體。在調(diào)速控制器轉(zhuǎn)軸118上可旋轉(zhuǎn)地附著在機(jī)座112上的是一個(gè)調(diào)速控制器組件120。該調(diào)速控制器組件120包括一個(gè)具有多個(gè)臂123的梳狀結(jié)構(gòu)122。耦合到梳狀結(jié)構(gòu)122上的分開臂123是承載懸梁或承載彈簧124。承載懸梁和承載彈簧都稱為懸架。耦合在每個(gè)承載彈簧124的末端是一個(gè)載有一個(gè)磁性轉(zhuǎn)換器150的滑塊126。在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器150包括一個(gè)電磁線圈寫磁頭97和一個(gè)磁阻讀磁頭98(見圖2)。帶轉(zhuǎn)換器150的滑塊126構(gòu)成了多次所謂磁頭。應(yīng)該注意，許多滑塊具有一個(gè)轉(zhuǎn)換器150，表示在圖中。還應(yīng)該注意到，該發(fā)明對(duì)具有一個(gè)以上轉(zhuǎn)換器的滑塊同樣可適用，例如被稱作MR或磁阻磁頭，其中一個(gè)轉(zhuǎn)換器150通常用作讀取，另一個(gè)轉(zhuǎn)換器通常用作寫入。在調(diào)速控制器臂組件120末端，與承載彈簧124和滑塊126相對(duì)的是音圈128。
機(jī)座上耦合的是一個(gè)第一磁鐵130和一個(gè)第二磁鐵130。如圖1所示，第二磁鐵130’同頂蓋114聯(lián)在一起。第一和第二磁鐵130,130’和音圈128是音圈電動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部分，音圈電動(dòng)機(jī)將向調(diào)速控制器組件120施加一個(gè)作用力使其繞調(diào)速控制器轉(zhuǎn)軸118轉(zhuǎn)動(dòng)。固定在機(jī)座112上的還有一個(gè)主軸電動(dòng)機(jī)。主軸電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)被稱為主軸盤心133的轉(zhuǎn)動(dòng)部分。在這種特殊磁盤驅(qū)動(dòng)器中，主軸電動(dòng)機(jī)位于盤心內(nèi)。在圖1中，多個(gè)磁盤134與主軸盤心133相連。在另一種磁盤驅(qū)動(dòng)器中，單個(gè)磁盤或不同數(shù)目的多個(gè)磁盤可以固定在盤心上。這里所描述的本發(fā)明除了適用于有單個(gè)磁盤的磁盤驅(qū)動(dòng)器外，還同樣適用于具有多個(gè)磁盤的磁盤驅(qū)動(dòng)器。在此所述的本發(fā)明還同樣適用于帶有主軸電動(dòng)機(jī)位于盤心133之內(nèi)或在盤心下面的磁盤驅(qū)動(dòng)器。
圖2是結(jié)合本發(fā)明的電流源200的框圖。在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器150包括一個(gè)電磁線圈寫磁頭97和一個(gè)磁阻讀磁頭98(見圖1)。低噪聲電流發(fā)生器200適用于多種類型的轉(zhuǎn)換器，包括磁阻讀傳感元件(MR磁頭)98。在所示的實(shí)施例中，電流發(fā)生器200提供了一個(gè)電流穩(wěn)定源214(IMRBIAS)到MR磁頭98中。在寫操作過(guò)程中，輸入信號(hào)95受到寫放大器96的制約，以沿磁盤134磁道(環(huán)形或旋形)上的磁場(chǎng)變化方式，驅(qū)動(dòng)電磁線圈97記錄數(shù)據(jù)。在接下來(lái)的讀操作過(guò)程中，轉(zhuǎn)換器150再次順著記錄下來(lái)的磁道穿行，隨著感應(yīng)磁場(chǎng)中的變化引起MR磁頭98的阻抗變化，讀放大器99檢測(cè)VOUT中的最終變化，然后發(fā)出輸出信號(hào)215，該信號(hào)被磁盤驅(qū)動(dòng)器100進(jìn)行解碼或產(chǎn)生讀數(shù)據(jù)。
人們希望降低電流214(IMRBIAS)中的噪聲或其他變化。場(chǎng)效應(yīng)裝置的等效電壓噪聲的一種模型如PMOS(正摻雜金氧半導(dǎo)體)晶體管是Vn=平方根{(4*K*T*λ*Gm)}*R伏/Hz；其中，K=玻耳茲曼常數(shù)，T=用開爾芬表示的溫度，λ是一個(gè)裝置常數(shù)(在一些實(shí)施例中通常為2/3)，R是電路有效阻抗負(fù)載，即MR磁頭98的阻抗，Gm=平方根(2*Id*W/L)安培/伏特，其中Id=PMOS裝置的工作電流，B=PMOS裝置的工藝常數(shù)，W=PMOS裝置的有效寬度，L=PMOS裝置的有效長(zhǎng)度(W/L被稱為寬長(zhǎng)比)，由此，Vn=平方根{(4*K*T*λ*Gm)}*R伏/Hz。由于噪聲電壓取決于W/L比率，現(xiàn)有裝置運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)W/L比率最小化，為了降低電流源200的PMOS裝置電壓噪聲，同時(shí)保持一足夠電壓Vg211，使電流設(shè)定接收器230準(zhǔn)確運(yùn)行在正常運(yùn)行條件下。
本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例采用一個(gè)或其他電壓標(biāo)號(hào)和電流方向，因此“電流源”是指包括兩個(gè)電流方向的電流發(fā)生器，“電流接收器”意謂著包括相反的電流方向。
圖2中，電流鏡210將在導(dǎo)線214上提供一個(gè)在導(dǎo)線212取得的電流的N倍的電流。在一些實(shí)施例中，倍數(shù)N是10，另一些實(shí)施例中，倍數(shù)N是1，還有別的一些實(shí)施例中，也用其他倍數(shù)。由此，電流設(shè)置接收器230將確定通過(guò)導(dǎo)線212的電流量，電流鏡210將提供N倍于穿過(guò)導(dǎo)線214的電流。自適應(yīng)電路220在節(jié)點(diǎn)接收電流鏡210和電流設(shè)置接收器之間的電壓Vg，然后發(fā)出信號(hào)222以調(diào)整構(gòu)成電流鏡210的裝置的有效長(zhǎng)寬比。
在一個(gè)實(shí)施例中，自適應(yīng)電路220在磁盤驅(qū)動(dòng)器100通電時(shí)進(jìn)行復(fù)位，同時(shí)檢測(cè)電壓Vg211，并連續(xù)運(yùn)行以降低電流鏡電路210中的適當(dāng)裝置的W/L比率。
圖3是表示電流源200的詳細(xì)細(xì)節(jié)的框圖。在實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器373(包括雙極晶體管371，電阻器373和電容器372)，工作以從源電壓VCC產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓Vreg201。在圖示的實(shí)施例中，晶體管的多個(gè)電流鏡對(duì)(301.0和310.0),(301.1和301.1),(301.M和310.M)，都通過(guò)(301.M和310.M)提供，它們各自的輸出平行連接，如圖3所示。
在一些實(shí)施例中，一個(gè)給定對(duì)中的獨(dú)立晶體管的相對(duì)W/L比率有一個(gè)十比一的比率(即，設(shè)置電流電路301.0的W/L比率為X，對(duì)應(yīng)電流源電路310.0的W/L比率為10X)。這就在導(dǎo)線214上產(chǎn)生了輸出電流，該電流是導(dǎo)線212上電流的10倍，由此比為這些具有晶體管W/L比率為一比一的實(shí)施例節(jié)約了能量。
在一些實(shí)施例中，選擇電路229在二進(jìn)制基礎(chǔ)上運(yùn)行，以最高的允許電壓Vg211開始，接著采用最小的臺(tái)階連續(xù)降低有效的W/L比率(例如，采用四位計(jì)數(shù)器，和四對(duì)電流鏡像晶體管，臺(tái)階寬為最大W/L的1/16)，由此降低電壓Vg211直到達(dá)到希望的操作電壓。例如(見下圖7)，在實(shí)施例中，Vg211起始為2.3伏，然后連續(xù)降低直到下降到小于1.0伏，然后保持高于0.4伏，在此電流接收器230可能就會(huì)無(wú)法正常運(yùn)行。某些實(shí)施例中，選擇電路229在一個(gè)連續(xù)近似的基礎(chǔ)上運(yùn)行，每個(gè)步驟將前步的一半加或減去有效W/L比率。
在多個(gè)實(shí)施例中，選擇電路229用計(jì)數(shù)器327實(shí)現(xiàn)(例如，圖3所示的實(shí)施例)，或者采用可編程微處理器，或者采用其他希望的合適電路。
某些實(shí)施例中，晶體管的連續(xù)對(duì)的相對(duì)W/L比率對(duì)前一對(duì)為二比一(即電流設(shè)置電路301.0為X，對(duì)應(yīng)電流設(shè)置電路310.0的W/L比率為10X，以及電流設(shè)置電路301.1為2X，對(duì)應(yīng)電流設(shè)置電路310.1的W/L比率為20X)。這就為在電線214上提供輸出電流的各對(duì)提供了一個(gè)有效W/L比率的二進(jìn)制遞進(jìn)方式，由此可以用一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如計(jì)數(shù)器327，來(lái)對(duì)整個(gè)電流鏡210的W/L進(jìn)行微調(diào)。例如，一個(gè)實(shí)施例采用了四對(duì)晶體管301-310，和四位計(jì)數(shù)器327來(lái)配置使其具有高達(dá)16個(gè)不同的有效W/L比率。
在一個(gè)實(shí)施例中，低通濾波器340是一個(gè)簡(jiǎn)單的與電壓Vg211到每個(gè)電流源電路310.0,310.1,310.M的柵極相耦合的RC濾波器。
圖4是一個(gè)對(duì)電路200的一些部分的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的電路圖。提供了一個(gè)多元M電流設(shè)置電路301(通過(guò)301.M標(biāo)識(shí)301.0)。各個(gè)電路301包括傳送門電路403(XG)，該門電路有選擇地耦合晶體管402的門電路高電平(使之?dāng)嚅_)，電路301還包括傳送門電路(XG)408，該門電路有選擇地耦合晶體管402的門電路低電平(使之導(dǎo)通)。對(duì)于計(jì)數(shù)器327的適當(dāng)比特m(其中m=0,1,…,或M)，傳送門電路(XG)403和傳送門電路(XG)408都用導(dǎo)線耦合到控制信號(hào)ADAPT<m>222和其逆向ADAPTB<m>224的反相相位。傳送門電路(XG)403包括PMOS晶體管407和NMOS晶體管406，用導(dǎo)線相連使得當(dāng)XG403為“開”時(shí)，XG408為“關(guān)”，反過(guò)來(lái)也這樣。傳送門電路(XG)415包括PMOS晶體管407和NMOS晶體管414，用導(dǎo)線與對(duì)應(yīng)的電流源晶體管410.m串聯(lián)，這樣使得當(dāng)XG403為“開”時(shí)，XG413為“關(guān)”，反過(guò)來(lái)也這樣。任選的晶體管409是一個(gè)PMOS元件，在此實(shí)施例中，該元件柵極連接為高電平(通常會(huì)是關(guān)閉)，但會(huì)具有容易重新用導(dǎo)線耦合的能力，例如用一個(gè)金屬罩的改變，可以使其柵極不耦合到晶體管401的柵極電路上，由此將倍數(shù)N變?yōu)檩^小值(例如從10比1變?yōu)?比1)。在其他實(shí)施例中，如果兩個(gè)晶體管都完全一致，晶體管409的柵極并不用導(dǎo)線耦合到晶體管401的柵極，由此若兩個(gè)晶體管相同則使該裝置的有效W/L比率得到了加倍。電流設(shè)置晶體管401.m具有X×2m的有效W/L比率。一個(gè)實(shí)施例中，X是36微米寬/12微米長(zhǎng)，其中各個(gè)電路301的m=0,1,…,或M。類似地，每個(gè)電流源晶體管401.m具有N×X×2m的有效W/L比率。一個(gè)實(shí)施例中，N為10,X是36微米寬/12微米長(zhǎng)，其中各個(gè)電路301的m=0,1,…,或M。當(dāng)XG403導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)的XG408關(guān)閉(由此消除了相應(yīng)的電流設(shè)定晶體管410的導(dǎo)電狀態(tài))，對(duì)應(yīng)的XG413關(guān)閉(由此消除了相應(yīng)的電流源晶體管410的導(dǎo)電狀態(tài))。由串聯(lián)電阻器441和電容器442構(gòu)成低通濾波器340，低通濾波器340用導(dǎo)線耦合到Vreg將成為Vg211和每個(gè)電流源晶體管410柵極之間的低通濾波器。在一個(gè)實(shí)施例中，由于電流設(shè)置晶體管401具有二進(jìn)制遞進(jìn)的W/L比率，(1,2,…2M)，電流源晶體管410具有達(dá)W/L比率十倍的二進(jìn)制遞進(jìn)值，(10,20,…10×2M)，以及當(dāng)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器327截止各對(duì)(401,410)，整個(gè)有效W/L比率可以調(diào)整為每個(gè)為2M級(jí)(例如，若M=3，使用四位計(jì)數(shù)器則提供W/L比率的16級(jí))。
圖5是對(duì)電路200其他部分的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明的電路圖。電流設(shè)置接收器電路330由NMOS晶體管532和531構(gòu)成，這里的晶體管531在電流鏡結(jié)構(gòu)中將其柵極接到高電平(接到其漏極)。這兩個(gè)晶體管都做得非常寬，(例如，一個(gè)實(shí)施例中，達(dá)到2000微米寬)，以成為較好的低阻抗傳導(dǎo)體。它們將以低于約300到400毫伏的漏源電壓工作，但是為提供可靠的運(yùn)行，在一個(gè)實(shí)施例中，采用計(jì)數(shù)器327將該電壓(即Vg211)調(diào)節(jié)為約1.0伏。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器327初始化時(shí)被復(fù)位，這樣將各對(duì)電流設(shè)置晶體管401打開(以及所有對(duì)應(yīng)的電流源晶體管410)。這就是將有效W/L比率置為其最大值，這樣裝置的噪聲也最大。鑒于平行連線的裝置301的有效阻抗為最小，在W/L比率置為其最大值時(shí)，Vg211處于其最高電壓。Vg211輸入比較器325與1伏參考電壓511相比較(該1伏參考電壓511由將兩個(gè)100K歐姆電阻器521和522之間的2伏參考值分壓而得。雙極晶體管523和電阻器524規(guī)定了同樣由Vcc供電的比較器325的偏置電流。比較器527和反相器526和528以及與門529給出一個(gè)初始時(shí)間延遲。與門530接收與門529的輸出，還包括時(shí)鐘CLK353以及復(fù)位RST354。與門533接收與門530的輸出和與門531經(jīng)倒相后的輸出，然后在其CLK輸入端驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器327輸出m比特(從0到M)到各個(gè)的倒相器534以提供ADAPT<0>2220到ADAPT<M>222M的信號(hào)。這些倒相器的每一個(gè)依次由提供ADAPTB<0>2240到ADPTB<M>224M信號(hào)的各自的倒相器535進(jìn)行倒相。信號(hào)ADPTB<0>2240到ADAPTB<M>224M都輸入到與門531，當(dāng)計(jì)數(shù)到頂時(shí)，斷開計(jì)數(shù)器。由此當(dāng)Vg211高于參考電壓351時(shí)(在一個(gè)實(shí)施例中取1.0伏)，比較器325將使計(jì)數(shù)器327以二進(jìn)制遞進(jìn)方式成對(duì)地連續(xù)降低兩個(gè)電流設(shè)置晶體管401的有效W/L比率以及對(duì)應(yīng)的電流源晶體管410。這將降低W/L以降低電路中器件電壓噪聲，但會(huì)在達(dá)到所希望的最小電壓Vg211時(shí)，停止W/L的降低(一個(gè)實(shí)施例中，為1.0伏。)在某些實(shí)施例中，自適應(yīng)調(diào)整是按每個(gè)導(dǎo)通順序進(jìn)行的。在某些實(shí)施例中，復(fù)位信號(hào)RST354不時(shí)地滯后啟動(dòng)以引起W/L自適應(yīng)調(diào)整再次運(yùn)行(如，在漂移情況下，Vg有可能過(guò)低。)圖6是帶和不帶自適應(yīng)W/L調(diào)整的電路噪聲圖。曲線601表示帶典型非自適應(yīng)W/L比率的電路200在大約1MHZ和200MHZ之間約0.7×10-9V/Hz的噪聲(即為了使Vg電壓211處在適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行范圍內(nèi)，設(shè)為其最大值)。在一個(gè)實(shí)施例中，這對(duì)應(yīng)一個(gè)為0000的計(jì)數(shù)器值。曲線602表示帶自適應(yīng)W/L比率的電路200在大約1MHZ和200MHZ之間約0.45×10-9V/Hz的噪聲(即為了使Vg電壓211處在適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行范圍內(nèi)，設(shè)為其最小值，如1.0伏)。這樣，在最壞狀況下(在制造變化，溫度，及其他參數(shù)變動(dòng)的情況下，設(shè)計(jì)者對(duì)最小W/L作出規(guī)定為電流接收器230確保有一個(gè)足夠的工作電壓211)設(shè)計(jì)的電流鏡電路在多種可能高于所需要的環(huán)境下，就有一個(gè)Vg電壓211，由此產(chǎn)生一個(gè)高于所需要的噪聲水平。自適應(yīng)電路220將有效W/L比率降低到仍可以在所希望的工作點(diǎn)(如約1.0伏)得到Vg電壓211最小值，這樣得到一個(gè)顯著較小的噪聲值。在一個(gè)實(shí)施例中，這對(duì)應(yīng)于一個(gè)為1011的計(jì)數(shù)值。
圖7是一個(gè)實(shí)施例的時(shí)鐘圖。信號(hào)701表示時(shí)鐘CLK353的電壓。這個(gè)實(shí)施例中，給出了4個(gè)計(jì)數(shù)器位信號(hào)702表示計(jì)數(shù)器檢驗(yàn)位ADAPT<0>2220的電壓，信號(hào)703表示計(jì)數(shù)器位ADAPT<1>2221的電壓，信號(hào)704表示計(jì)數(shù)器位ADAPT<2>2222的電壓，信號(hào)705表示計(jì)數(shù)器位ADAPT<3>2223的電壓(其中M為3)。信號(hào)706表示Vg211的電壓，該電壓起始為2.3伏，降低到約1伏。信號(hào)707表示MR磁頭98的電壓213。這些數(shù)值都用于在VCC=5伏，40攝氏度常溫的一個(gè)實(shí)施例中。
有利的是，所述能夠?yàn)檗D(zhuǎn)換器產(chǎn)生低噪聲電流系統(tǒng)，電路和方法可以作為磁盤驅(qū)動(dòng)通電序列的部分而被啟動(dòng)(任選其他時(shí)間同樣可以)用來(lái)自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)換器偏置電流源的有效寬長(zhǎng)比。在某些實(shí)施例中，選擇性地?cái)嚅_一對(duì)或多對(duì)平行連接為電流鏡電流源的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的寬長(zhǎng)比，直到取得電流接收器兩端維持在最小所需電壓。在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器的電流是通過(guò)電流接收器電流的數(shù)倍，如十倍。
圖8是2000計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。有利的是，本發(fā)明非常適合于用在2000計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。2000計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也稱為一個(gè)電氣系統(tǒng)或者一個(gè)信息處理系統(tǒng)，包括一個(gè)中央處理器，一個(gè)存儲(chǔ)器和一個(gè)系統(tǒng)總線。信息處理系統(tǒng)包括一個(gè)中央處理單元2004，一個(gè)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器2032，一個(gè)與中央處理單元2004和隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器2032相耦合的系統(tǒng)總線2030。信息處理系統(tǒng)2002包括一個(gè)內(nèi)有上述傾斜端頭的磁盤驅(qū)動(dòng)器。信息處理系統(tǒng)2002也可以包括一個(gè)輸入/輸出總線2010和多個(gè)裝置外圍裝置，如2012,2014,2016,2018,2020和2022都與輸入輸出總線2010耦合。外圍裝置可以包括硬盤驅(qū)動(dòng)器，磁光盤驅(qū)動(dòng)器，軟盤驅(qū)動(dòng)器，監(jiān)視器，鍵盤和其他外圍設(shè)備。任何類型的磁盤驅(qū)動(dòng)可以采用對(duì)上述磁盤表面的滑塊進(jìn)行加載或者卸載。
在某些實(shí)施例中，在希望低噪聲運(yùn)行的場(chǎng)合，自適應(yīng)低噪聲電流源200用于驅(qū)動(dòng)其他傳感器或轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)實(shí)施例中，電路200驅(qū)動(dòng)一個(gè)巨形磁阻(GMR)傳感器。這個(gè)實(shí)施例中，GMR傳感器用于檢測(cè)除了在磁盤驅(qū)動(dòng)器中的磁場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，自適應(yīng)低噪聲電流源200用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)光二極管傳感器。另一個(gè)實(shí)施例中，自適應(yīng)低噪聲電流源200用于驅(qū)動(dòng)其他裝置。在其他一些實(shí)施例中，自適應(yīng)低噪聲電流源200用在低噪聲模擬電路中為差動(dòng)放大器或運(yùn)算放大器(opamps)提供電流源。
圖9是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的900流程圖。在一個(gè)電流鏡電路中用來(lái)降低裝置噪聲的方法900的方框910包括流過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的電流。方法900的方框920包括選擇性地?cái)嚅_一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管對(duì)以調(diào)整有效寬長(zhǎng)比率，降低裝置噪聲。一個(gè)實(shí)施例中，晶體管的對(duì)數(shù)實(shí)質(zhì)上類似與圖4的401,410各對(duì)。
方法900的實(shí)施例中，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的每個(gè)電流鏡像對(duì)，傳遞步驟910進(jìn)一步包括通過(guò)電流設(shè)置晶體管傳遞(步驟911)的第一個(gè)電流量，I0；以及通過(guò)電流源晶體管傳遞(步驟916)第二個(gè)電流量N×I0，其中N×I0由因子N放大為第一個(gè)電流量I0的N倍。一個(gè)實(shí)施例中，電流設(shè)置晶體管實(shí)質(zhì)上類似于圖4中的電流設(shè)置晶體管401.0，電流源晶體管實(shí)質(zhì)上類似于圖4中的電流設(shè)置晶體管410.0。某些實(shí)施例中，步驟913通過(guò)914(根據(jù)希望怎樣細(xì)微的步驟數(shù)而為任何步驟數(shù))提供選擇性地通過(guò)電流源晶體管的附加步驟，其中每一步驟通過(guò)的電流兩倍于緊接其前步驟)。步驟915包括發(fā)出或接收控制電流鏡的一定量電流，由此可在步驟998提供的電流量為ILOAD。
方法900的一個(gè)實(shí)施例中，選擇性斷開步驟920包括連續(xù)降低電流設(shè)置接收器電路的電壓直到電壓降低到預(yù)先確定的最小值。一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)先確定最小值為1伏以上的參考電壓。
方法900的一個(gè)實(shí)施例中，提供的步驟910進(jìn)一步包括通過(guò)第一電流設(shè)置晶體管401.0傳送第一個(gè)電流量I0的步驟911；通過(guò)第一個(gè)電流源晶體管410.0傳送的第二個(gè)電流量N×I0的步驟916；流過(guò)第二個(gè)電流設(shè)置晶體管401.1傳送第三個(gè)電流量2×I0的步驟912，該值實(shí)質(zhì)上是第一個(gè)電流量的兩倍；通過(guò)第二個(gè)電流源晶體管410.1傳送第四個(gè)電流量2×N×I0的步驟917，該值實(shí)質(zhì)上是第二電流量的兩倍。
在方法900的一個(gè)實(shí)施例中，選擇性斷開步驟920進(jìn)一步包括選值的步驟922，其中該值用來(lái)選擇性地?cái)嚅_場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的已選對(duì)數(shù)；將電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓與參考電壓對(duì)比的步驟921，以及根據(jù)比較結(jié)果，實(shí)現(xiàn)選擇步驟922直到電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓Vg211接近參考電壓351。
方法900的各種實(shí)施例中的上述部分實(shí)施例進(jìn)一步包括步驟930用來(lái)自場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的電流偏置磁阻感應(yīng)元件，步驟940從帶磁阻感應(yīng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤讀取數(shù)據(jù)，步驟950將所讀數(shù)據(jù)傳輸給如圖8的計(jì)算機(jī)2000的信息處理系統(tǒng)。
結(jié)論上面描述的是一種為磁盤驅(qū)動(dòng)磁頭150產(chǎn)生低噪聲電流的方法和裝置，在一個(gè)實(shí)施例中，是為磁阻磁頭98。
一個(gè)實(shí)施例提供一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)100，該系統(tǒng)具有旋轉(zhuǎn)磁盤134，具有處于從磁盤134讀數(shù)據(jù)位置的讀磁頭98的轉(zhuǎn)換器150，和一個(gè)電流發(fā)生器電路200。電流發(fā)生器電路200運(yùn)行時(shí)與讀磁頭98耦合。電流發(fā)生器電路200包括一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡像電路210和一個(gè)自動(dòng)調(diào)整電路220，該電路運(yùn)行時(shí)與電流鏡電路210耦合，從而為降低噪聲自動(dòng)校準(zhǔn)電路電流鏡電路210的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的寬長(zhǎng)比率。
一個(gè)實(shí)施例中，電流鏡電路210的場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管的401，410的多個(gè)電流鏡像對(duì)。這些場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各個(gè)401,410對(duì)包括一個(gè)電流源晶體管410和一個(gè)電流設(shè)置晶體管401，每個(gè)電流源晶體管410的寬長(zhǎng)比率比對(duì)應(yīng)電流設(shè)置晶體管401的寬長(zhǎng)比大N倍。某些實(shí)施例中，為了降低能量損耗，N大約取為10。另一些這樣的實(shí)施例中，N約為5。
另一個(gè)實(shí)施例中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路210包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)401,410，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管含有場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一對(duì)401.1,410.0以及第二對(duì)401.1,410.1。這些第一對(duì)和第二對(duì)帶有一個(gè)二進(jìn)制加權(quán)的寬長(zhǎng)比率遞進(jìn)數(shù)。一個(gè)那樣的實(shí)施例中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各對(duì)包括一個(gè)電流源晶體管410和一個(gè)電流設(shè)置晶體管401，每個(gè)電流源晶體管410的寬長(zhǎng)比率比對(duì)應(yīng)電流設(shè)置晶體管401的寬長(zhǎng)比大N倍。某些實(shí)施例中，N約為10。另一些實(shí)施例中，N約為5。
某些實(shí)施例中，自動(dòng)校準(zhǔn)電路220包括一個(gè)計(jì)數(shù)器327，該計(jì)數(shù)器運(yùn)行時(shí)與選擇性斷開所選對(duì)401,410耦合，比較器325運(yùn)行時(shí)耦合以把在電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓211與參考電壓351進(jìn)行比較，同時(shí)運(yùn)行時(shí)耦合以使計(jì)數(shù)器327計(jì)時(shí)直到電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓211足夠接近于參考電壓351。
系統(tǒng)100的某些實(shí)施例中，磁盤134有一個(gè)磁性表面，讀磁頭98包括一個(gè)受電流鏡電路200提供的電流偏置的磁阻感應(yīng)元件。
系統(tǒng)100的某些實(shí)施例中，自動(dòng)校準(zhǔn)電路220工作以連續(xù)降低電流設(shè)置接收器電路230兩端的電壓211直到電壓達(dá)到預(yù)定值。
某些實(shí)施例中，系統(tǒng)100進(jìn)一步包括一個(gè)具有數(shù)據(jù)界面2010的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2000，該數(shù)據(jù)界面運(yùn)行時(shí)與轉(zhuǎn)換器150耦合以傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)出磁盤134。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一個(gè)電流發(fā)生器電路200以產(chǎn)生低噪聲電流。該電路200包括一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)電流鏡電路210和一個(gè)自動(dòng)校準(zhǔn)電路220，該自動(dòng)校準(zhǔn)電路運(yùn)行時(shí)與電流鏡電流210耦合使得為降低噪聲，自動(dòng)校準(zhǔn)電流鏡電路210的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的有效寬長(zhǎng)比。
電流發(fā)生器電路200的某些實(shí)施例中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路210包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)410,410。每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的這些對(duì)401,410都包括一個(gè)電流源晶體管410和一個(gè)電流設(shè)置晶體管401，為降低能量損耗，各個(gè)電流源晶體管410的寬長(zhǎng)比率比對(duì)應(yīng)電流晶體管的寬長(zhǎng)比率大N倍。某些這樣的實(shí)施例中，N約為10。另一些實(shí)施例中N約為5。
電流發(fā)生器電路200的某些實(shí)施例中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路210包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)401,410，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管含有場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一對(duì)401.1,410.0以及第二對(duì)401.1,410.1，這些第一對(duì)和第二對(duì)帶有一個(gè)二進(jìn)制加權(quán)寬長(zhǎng)比率的遞進(jìn)數(shù)。
電流發(fā)生器電路200的某些實(shí)施例中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各對(duì)401,410包括一個(gè)電流源晶體管410和一個(gè)電流設(shè)置晶體管401，各個(gè)電流源晶體管410的寬長(zhǎng)比率比對(duì)應(yīng)電流晶體管的寬長(zhǎng)比率大N倍。某些這樣的實(shí)施例中，N約為10。另一些實(shí)施例中N約為5。
電流發(fā)生器電路200的某些實(shí)施例中，自動(dòng)校準(zhǔn)電路220運(yùn)行連續(xù)降低電流設(shè)置接收器電路230兩端的電壓211直到電壓達(dá)到預(yù)定最大值。
某些實(shí)施例中，自動(dòng)校準(zhǔn)電路220包括一個(gè)運(yùn)行時(shí)耦合到選擇性斷開所選場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的選定對(duì)的選擇電路229，一個(gè)比較器325，該比較器運(yùn)行時(shí)耦合以對(duì)電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓與參考電壓351進(jìn)行比較，并且在運(yùn)行時(shí)耦合以使選擇電路229發(fā)生變化直到電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓211完全近似于參考電壓351。在某些實(shí)施例中，選擇電路還包括一個(gè)計(jì)數(shù)器327。
在上述電流發(fā)生器電路200多種實(shí)施例中的一些實(shí)施例中，自動(dòng)校準(zhǔn)電路220進(jìn)一步包括一個(gè)選擇電路229，運(yùn)行時(shí)與將場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的所選對(duì)選擇性截止相耦合，還有一個(gè)比較器325，運(yùn)行時(shí)聯(lián)接以將電流接收器節(jié)點(diǎn)電壓211與參考電壓351相比較，同時(shí)運(yùn)行時(shí)耦合以使選擇電路229的產(chǎn)生變化，直到電流接收器節(jié)點(diǎn)電壓211足以接近參考電壓351。某些實(shí)施例中，選擇電流包括一個(gè)計(jì)數(shù)器。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在電流鏡電路中為降低裝置噪聲提供方法900。該方法包括通過(guò)多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電流鏡象對(duì)傳送電流的步驟910，和選擇性地?cái)嚅_場(chǎng)效應(yīng)晶體管的一對(duì)或多個(gè)對(duì)，以調(diào)整有效長(zhǎng)寬比率從而降低裝置噪聲的步驟920。
在方法900的某些實(shí)施例中，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的每個(gè)電流鏡像對(duì)，傳遞步驟910進(jìn)一步包括通過(guò)電流設(shè)置晶體管傳遞第一個(gè)電流量的911步驟，和通過(guò)電流源晶體管傳遞第二個(gè)電流量的916步驟，第二個(gè)電流量比第一個(gè)電流量大N倍。
該方法的某些實(shí)施例中，選擇性斷開步驟920包括連續(xù)性降低電流設(shè)置接收器電路的電壓直到電壓達(dá)到預(yù)定最小值。
該方法的某些實(shí)施例中，提供步驟910進(jìn)一步包括通過(guò)第一個(gè)電流設(shè)置晶體管傳遞第一個(gè)電流量的911步驟，通過(guò)第二個(gè)電流源晶體管傳遞第二個(gè)電流量的911步驟，通過(guò)第一個(gè)電流設(shè)置晶體管傳遞第三個(gè)電流量的912步驟，第三個(gè)電流量實(shí)質(zhì)上是第一個(gè)電流量的兩倍，以及通過(guò)第二個(gè)電流源晶體管傳遞第四個(gè)電流量的917步驟，第四個(gè)電流量實(shí)質(zhì)上是第二個(gè)電流量的兩倍。
本方法的某些實(shí)施例中，選擇性斷開步驟920進(jìn)一步包括選值步驟922，其中該值用以選擇性地?cái)嚅_場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的選定對(duì)，以及將電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓與參考電壓相比較的步驟921，根據(jù)比較結(jié)果，實(shí)現(xiàn)選擇步驟922直到電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓完全接近參考電壓。
本方法的某些實(shí)施例中，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的每個(gè)電流鏡像對(duì)，傳遞步驟910還進(jìn)一步包括提供一個(gè)具有第一寬長(zhǎng)比的電流設(shè)置晶體管401，還提供一個(gè)具有第二電流寬長(zhǎng)比的電流源晶體管410，第二電流寬長(zhǎng)比是第一電流寬長(zhǎng)比的N倍，在某些實(shí)施例中，為了降低能耗，N約為10。
上述方法的某些實(shí)施例中，傳遞步驟910進(jìn)一步包括以下步驟提供場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一對(duì)401.1,410.0，提供場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二對(duì)401.1,410.0，場(chǎng)效應(yīng)晶體管第二對(duì)的寬長(zhǎng)比率實(shí)質(zhì)上是對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管第一對(duì)的寬長(zhǎng)比的兩倍。
上述方法的某些實(shí)施例中，選擇性斷開步驟920進(jìn)一步包括選值的步驟922，其中該值用于選擇性地?cái)嚅_場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡象對(duì)的所選對(duì)，以及將電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓與參考電壓進(jìn)行比較的步驟921，根據(jù)比較結(jié)果，進(jìn)行選擇步驟922直到電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓完全接近于參考電壓。
上述的方法900的各種實(shí)施例的某些實(shí)施例中，包括以下步驟用來(lái)自場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的電流偏置磁阻感應(yīng)元件的步驟930，從帶磁阻感應(yīng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤上讀數(shù)的步驟940，以及將讀數(shù)傳輸給信息處理系統(tǒng)的步驟950。
在各種實(shí)施例中，方法900的步驟按所描述和給出的順序?qū)嵤?。在其他?shí)施例中，也用別的順序。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一個(gè)包括轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤134的磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100，具有一個(gè)讀磁頭98處于從磁盤134讀數(shù)位置的轉(zhuǎn)換器150，和一個(gè)為降低噪聲而自動(dòng)調(diào)整寬長(zhǎng)比的電流發(fā)生器裝置。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，上面的描述旨在說(shuō)明性，而不是限制性的。雖然本發(fā)明的各種實(shí)施例的多種特征和優(yōu)點(diǎn)在前面的說(shuō)明中結(jié)合各種實(shí)施例的功能和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)已經(jīng)提到，但是許多其他實(shí)施例和變化細(xì)節(jié)在有關(guān)上述說(shuō)明的技術(shù)領(lǐng)域中也是很明顯的。所以，本發(fā)明的范圍應(yīng)該參考附屬權(quán)項(xiàng)，同等效于那些已授權(quán)的范圍一道來(lái)確定。
權(quán)利要求
1．一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是，包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤；一個(gè)具有讀磁頭位于從磁盤讀取數(shù)據(jù)位置的轉(zhuǎn)換器；一個(gè)操作上與讀磁頭耦合的電流發(fā)生器電路；該電路包括一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路；以及一個(gè)自動(dòng)調(diào)整電路，它在操作上與電流鏡電路耦合，為降低噪聲，可以自動(dòng)調(diào)整電流鏡電路的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的有效寬長(zhǎng)比。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)，其中場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各對(duì)包括一個(gè)電流源晶體管和一個(gè)電流設(shè)置晶體管，各個(gè)電流源晶體管的寬長(zhǎng)比是對(duì)應(yīng)電流設(shè)置晶體管寬長(zhǎng)比的N倍。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，N約為10。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管含有場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一對(duì)和第二對(duì)，其中第一對(duì)和第二對(duì)實(shí)質(zhì)上按照二進(jìn)制加權(quán)寬長(zhǎng)比遞進(jìn)方式。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各對(duì)包括一個(gè)電流源晶體管和一個(gè)電流設(shè)置晶體管，每個(gè)電流源晶體管的寬長(zhǎng)比是對(duì)應(yīng)電流設(shè)置晶體管的寬長(zhǎng)比的N倍。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，自動(dòng)調(diào)整電路工作以連續(xù)降低電流設(shè)置接收器電路的電壓直到該電壓達(dá)到預(yù)定最小值。
7．根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是，自動(dòng)調(diào)整電路進(jìn)一步包括一個(gè)在操作上耦合到場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的選擇性斷開所選對(duì)的選擇性斷開計(jì)數(shù)器；以及一個(gè)在操作上耦合將電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓和參考電壓比較的比較器，在操作上耦合實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)直到電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓完全接近參考電壓。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征是，磁盤有一個(gè)磁性表面；以及讀磁頭包括一個(gè)受電流鏡電路提供的電流偏置的磁阻感應(yīng)元件。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，進(jìn)一步包括一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口在操作上與轉(zhuǎn)換器耦合，以將數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)出磁盤。
10．一個(gè)產(chǎn)生低噪聲電流的電流發(fā)生器電路，其特征是，電路包括一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路；以及一個(gè)在操作上與電流鏡電路耦合的自動(dòng)調(diào)整電路，該自動(dòng)調(diào)整電路為降低噪聲，自動(dòng)調(diào)整電流鏡電路的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的有效寬長(zhǎng)比。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的電路，其特征是，場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)，其中場(chǎng)效應(yīng)晶體管的每一對(duì)包括一個(gè)電流源晶體管和一個(gè)電流設(shè)置晶體管，每個(gè)電流源晶體管的寬長(zhǎng)比是對(duì)應(yīng)電流設(shè)置晶體管的寬長(zhǎng)比的N倍。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的電路，其特征是，自動(dòng)調(diào)整電路運(yùn)行以連續(xù)降低電流設(shè)置接收器電路兩端的電壓直到該電壓達(dá)到預(yù)定最小值。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其特征是，場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡電路包括含第一對(duì)和第二對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)，其中第一對(duì)和第二對(duì)基本上按照二進(jìn)制加權(quán)寬長(zhǎng)比遞進(jìn)方式。
14．根據(jù)權(quán)利要求10的電路，其特征是，自動(dòng)調(diào)整電路包括一個(gè)選擇電路，在操作上耦合以選擇性斷開場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的所選對(duì)；以及一個(gè)比較器，在操作上耦合以將電流接收器節(jié)點(diǎn)的電壓與參考電壓相比較，同時(shí)在操作上耦合以在電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓完全接近參考電壓之前實(shí)現(xiàn)選擇電路變化。
15．一種降低電流鏡電路中裝置噪聲的方法，其特征是，包括步驟(a)通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)傳遞電流；以及(b)選擇性地?cái)嚅_場(chǎng)效應(yīng)晶體管的一對(duì)或多對(duì)以調(diào)整有效寬長(zhǎng)比從而降低裝置噪聲。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征是，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各個(gè)電流鏡像對(duì)，傳遞步驟(a)進(jìn)一步包括以下步驟(a)(ⅰ)通過(guò)一個(gè)電流設(shè)置晶體管傳遞第一個(gè)電流量；以及(a)(ⅱ)通過(guò)一個(gè)電流源晶體管傳遞比第一個(gè)電流量大N倍的第二個(gè)電流量。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中選擇性斷開步驟(b)包括連續(xù)性降低電流設(shè)置接收器電路兩端的電壓直到該電壓達(dá)到預(yù)定最小值。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征是，提供步驟(a)進(jìn)一步包括以下步驟(a)(ⅲ)通過(guò)第一個(gè)電流設(shè)置晶體管傳遞第一電流量；(a)(ⅳ)通過(guò)第一個(gè)電流源晶體管傳遞第二電流量；(a)(ⅴ)通過(guò)第二個(gè)電流設(shè)置晶體管傳遞實(shí)質(zhì)上是第一電流量?jī)杀兜牡谌娏髁?；以?a)(ⅵ)通過(guò)第二個(gè)電流源晶體管傳遞實(shí)質(zhì)上是第二電流量?jī)杀兜牡谒碾娏髁俊?br> 19．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征是，選擇性斷開步驟(b)進(jìn)一步包括以下步驟(b)(ⅰ)挑選一個(gè)值，其中該值用來(lái)選擇性地?cái)嚅_場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)電流鏡像對(duì)的選定對(duì)；以及(b)(ⅱ)將電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓與參考電壓比較，根據(jù)該比較，實(shí)現(xiàn)選擇步驟(b)(ⅰ)直到電流接收節(jié)點(diǎn)的電壓完全接近于參考電壓。
20．一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)，其特征是，包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤；一個(gè)具有讀磁頭位于從磁盤上讀取數(shù)據(jù)位置的轉(zhuǎn)換器；以及一個(gè)為降低噪聲，自動(dòng)調(diào)整寬長(zhǎng)比的電流發(fā)生器。
全文摘要
一為磁盤驅(qū)動(dòng)磁頭產(chǎn)生低噪聲電流的方法和裝置,其中一個(gè)實(shí)施例是為磁阻磁頭(98)產(chǎn)生低噪聲電流的方法和裝置。一個(gè)實(shí)施例中一個(gè)自動(dòng)調(diào)整電路(220)選擇性地使電流鏡像晶體管(301.m,310.m)進(jìn)行截止,以得到場(chǎng)效應(yīng)晶體管電流鏡(210)的最低有效長(zhǎng)寬比比率,旨在降低裝置噪聲。在一個(gè)實(shí)施例中,所述電流為磁盤驅(qū)動(dòng)器中的磁阻磁頭提供了一個(gè)恒定電流。
文檔編號(hào)G11B5/09GK1301380SQ99806427
公開日2001年6月27日 申請(qǐng)日期1999年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月22日
發(fā)明者D·N·斯羅德金斯基 申請(qǐng)人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司