專利名稱：包括磁寫入頭和具有電容前饋補償?shù)膶懭敕糯笃鞯难b置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于把信息信號記錄在磁記錄載體上的裝置，它包括把信息記錄在記錄載體上的寫入頭和寫入放大器，該寫入放大器包括第一信號端和第二信號端，用于接收表示信息信號的反問信號；第一寫入端和第二寫入端，兩端都接到寫入頭，以響應信息信號驅動寫入頭；第一電源端和第二電源端，用于連接寫入放大器的電源電壓；第一電流鏡(mirror)，具有第一電流輸入端、連接到第一寫入端的第一電流輸出端、和連接到第一電源端的第一公共電流端；第二電流鏡，具有第二電流輸入端、連接到第二寫入端的第二電流輸出端、和連接到第一電源端的第二公共電流端；和電流開關裝置，用于對信息信號的第一值使電流經在第一電流輸出端和第二電源端之間的第一電流通路經第一寫入端和第二寫入端流通和用于對信息信號的第二值使電流經在第二電流輸出端和第二電源端之間的第二電流通路經第二寫入端和第一寫入端流通。
本發(fā)明也涉及一個供這種裝置使用的寫入放大器。
這種裝置和寫入放大器由美國專利NO.5,282,094，

圖1所公知。尤其，具有電感性寫入頭的寫入放大器被用在存貯數(shù)據(jù)信息信號的硬盤驅動器中，通過寫入頭的寫入電流的極性響應信息信號的位模式被反轉?，F(xiàn)在的趨勢是傾向于增加硬盤驅動器的存貯容量。為了減小對存儲數(shù)量不斷增加的數(shù)據(jù)所需的時間總是傾向于用升高位速率來加速數(shù)據(jù)傳送。這要求寫入電流的極性反轉更加快。然后，出現(xiàn)的問題是，寫入電流不再僅僅流過寫入頭而且還流過呈現(xiàn)在第一和第二寫入端的寄生電容。這些寄生電容是由寫入放大器的內部電容、在寫入頭兩端本身的寄生電容和把寫入頭連接到寫入放大器的第一和第二寫入端的線的引線電容產生的。通過寫入頭的寫入電流在高位速率產生失真，因此，信息載體上的記錄就變得不準確。
本發(fā)明的目的是改進在高位速率上的信息存貯的精度。為此目的，根據(jù)本發(fā)明，在文章開篇中規(guī)定的這類裝置其特征在于，寫入放大器還包括至少下列裝置之一第一補償裝置，用于響應于信息信號把一方向相應于第一電流通路的電流方向的電容性電流加到第一電流輸入端；和第二補償裝置，用于響應于信息信號把一方向相應于第二電流通路的電流方向的電容性電流加到第二電流輸入端。
當信號躍遷期間，第一和第二補償裝置把電容性電荷經電流鏡送到寫入端。這些附加的電容性電流有助于補償流入寄生電容的電容性電流，于是，改進了寫入頭的轉換速率。當該補償取決于前饋時，過補償只產生過沖，而不產生不穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明，可獲得前饋補償?shù)膶嵤├涮卣髟谟?，第一補償裝置包括插在第一電流輸入端和第二信號端之間的第一前饋電容器，第二補償裝置包括插在第二電流輸入端和第一信號端之間的第二前饋電容器。為了達到最佳的效果，電容器優(yōu)選地以成對使用，即第一和第二電容器一起使用，以便不影響裝置的對稱性。
在公知的裝置中，通過寫入頭的電流極性反轉是用在寫入端之一和第二電源端之間建立低阻抗連接的電流開關裝置實施的。然后，另一寫入端連接到第一或第二電流鏡的高阻抗電流輸出端。因此，在寫入頭兩端的共模電壓沒有固定值并取決于信息信號的先前位模式的1和0的數(shù)目。因此，在導致與位模式相關的信息失真的改變以前就能使隨后的位改變受到共模電壓的影響。這些問題限制了要記錄的信息信號的位速率。具有其結構使它更適合高位速率的寫入放大器的本發(fā)明的實施例，其特征在于，電流開關裝置包括第三電流鏡，它具有第三電流輸入端、與第一寫入端連接的第三電流輸出端、和與第二電源端連接的第三公共電流端；第四電流鏡，它具有第四電流輸入端、與第二寫入端連接的第四電流輸出端、和與第二電源端連接的第四公共電流端；接在第一電流輸入端和第四電流輸入端之間的第一可開關電流源，用于對信息信號的第一值提供第一電流；接在第二電流輸入端和第三電流輸入端之間的第二可開關電流源，用于對信息信號的第二值提供第二電流。
該寫入頭現(xiàn)被接在四個電流鏡的高阻抗輸出之間，四個電流鏡通過可開關電流源一次能接通兩個。當?shù)谝豢砷_關電流源傳送一電流時，該電流將流過寫入頭從第一電源端經第一和第四電流鏡流到第二電源端。當?shù)诙砷_關電流源傳送反向電流時，該電流將流過寫入頭從第一電源端經第二和第三電流鏡流到第二電源端。由于寫入頭被接在四個電流鏡的高阻抗電流輸出端之間，根據(jù)附加測量的要求，共模電壓可優(yōu)選地固定在電源電壓的一半，并可變成與位模式無關。然后，電流鏡僅當寫入頭電壓的峰值期間飽和并不需要箝位電路來防止寫入放大器的輸出晶體管的過飽和。
如果需要的話，第三和第四電流鏡也用作前饋補償寄生電容，為此目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置其進一步特征在于，寫入放大器還包括至少下列裝置之一插在第三電流輸入端和第二信號端之間的第三前饋電容器，和插在第四電流輸入端和第一信號端之間的第四前饋電容器。
四個前饋電容器必須用在第一和第二信號端的信息信號激勵。為了減小信息信號源的電容負載，根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例其特征在于，寫入放大器進一步包括第一導電類型的第一、第二、第三和第四激勵晶體管，每個具有控制電極、第一主電極和第二主電極，第一和第二晶體管的控制電極被接到第一信號端，第三和第四晶體管的控制電極被接到第二信號端；第二導電類型的第五、第六、第七和第八晶體管，每個具有控制電極、第一主電極和第二主電極；第一和第二偏流源，第五和第六晶體管的控制電極和第五晶體管的第二主電極經第一偏流源被連接到第二電源端，和第七和第八晶體管的控制電極和第八晶體管的第二主電極經第二偏流源正被連接到第二電源端；第一、第二、第三和第四耦合電阻器，用于分別把第一晶體管的第一主電極耦合到第五晶體管的第一主電極，第二晶體管的第一主電極耦合到第六晶體管的第一主電極，第三晶體管的第一主電極耦合到第七晶體管的第一主電極，第四晶體管的第一主電極耦合到第八晶體管的第一主電極；把第二晶體管的第一主電極耦合到第七晶體管的第一主電極的第一電容器和把第三晶體管的第一主電極耦合到第六晶體管的第一主電極的第二電容器；第一和第四晶體管的第二主電極被耦合到第一電源端；和第二、第三、第六和第七晶體管的第二主電極被分別耦合到第一電流輸入端、第二電流輸入端、第三電流輸入端和第四電流輸入端。
緩沖信息信號的這個裝置是完全平衡的，并且僅使用兩個前饋電容器而不是四個。
四個電流鏡可采用任何適合的類型。對于寫入放大器最大起伏，根據(jù)本發(fā)明的裝置的最佳實施例其特征在于，第三電流鏡和第四電流鏡每個包括具有控制電極和分別連接到第三和第四電流輸入端的第二主電極和具有連接到第二電源端的第一主電極的第一導電類型的二極管連接的輸入晶體管，和具有連接到相關的輸入晶體管的控制電極、連接到第二電源端的第一主電極、和連接到第三和第四電流輸出端的第一導電類型的輸出晶體管，并在于，第一電流鏡和第二電流鏡各自包括具有分別連接到第一和第二電流輸入端的控制電極和第二主電極，和具有連接到第一電源端的第一主電極的第二導電類型的二極管連接的輸入晶體管，和具有連接到相關的輸入端的控制電極、連接到第一電源端的第一主電極，和連接到第一和第二電流輸出端的第二主電極的第二導電類型的輸出晶體管。
這樣實施的電流鏡產生最小的電壓損耗和使輸出波動幾乎等于電源電壓。然而，在電流傳輸函數(shù)中它們基本上具有單個極點，以致于不產生波形的附加擾動。擾動可導致符號間干擾。
值得注意的是，晶體管可以是雙極晶體管或單極MOS晶體管?？刂齐姌O、第一主電極和第二主電極分別對應于雙極晶體管的基極、發(fā)射極和集電極，分別對應于單極晶體管的柵極、源極和漏極。
該實施例進一步的特征在于，第一和第二電流鏡的輸入晶體管和輸出晶體管的第一主電極經電阻器都接到第一電源端，第三和第四電流鏡的輸入晶體管和輸出晶體管的第一主電極經電阻器都接到第二電源端。
電阻器提供在電流鏡晶體管之間的良好匹配，并改進溫度穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明采用共?？刂频难b置的第一實施例的特征在于，寫入放大器進一步包括接在第一寫入端和第一節(jié)點之間的第一電阻器，接在第一節(jié)點和第二寫入端之間的第二電阻器，接在第一電源端和第一節(jié)點之間的第三電阻器，和接在第二電源端和第一節(jié)點之間的第四電阻器。
第一和第二電阻器以串聯(lián)排列在寫入頭兩端并還構成寫入頭的阻尼電阻器。寫入頭兩端的共模電壓等于由第一和第二電阻器的中心抽頭構成的第一節(jié)點上的電壓，并通過排列在電源兩端的、包括第三和第四電阻器的簡單分壓器來固定。共模電壓的固定隨著分壓器阻抗的減小而得以改進。由于增加了分壓器的損耗，可避免太低的阻抗。
為了減少損耗，根據(jù)本發(fā)明采用共模控制的裝置的第二實施例，其特征在于，寫入放大器進一步包括連接在第一寫入端和第一節(jié)點之間的第一電阻器，連接在第一節(jié)點和第二寫入端之間的第二電阻器，具有控制電極、連接到第一節(jié)點的第一主電極和連接到第一電源端的第二主電極的第一導電型的第一晶體管，具有連接到第一晶體管的控制電極的控制電極、第一主電極、和連接到第二晶體管的控制電極的第二主電極的第一導電類型的第二晶體管，連接在第一電源端和第二晶體管的第二主電極之間的第三電阻器，具有控制電極、連接到第一節(jié)點的第一主電極和連接到第二電源端的第二主電極的第二導電類型的第三晶體管，具有連接到第三晶體管的控制電極的控制電極、連接到第二晶體管的控制電極的第一主電極、連接到第四晶體管的控制電極的第二主電極的第二導電類型的第四晶體管，連接在第二電源端和第四晶體管的第二主電極之間的第四電阻器。
第一和第二晶體管工作在A/B類和在第一節(jié)點產生低阻抗，這可用比較大的第三和第四晶體管來實現(xiàn)。
四個電流鏡中僅兩個同時運行。電流鏡的導通可通過流過四個電流鏡的靜態(tài)電流來加速。然后，在電流鏡中，使雜散電容充電和放電所需的電流是少量的。根據(jù)本發(fā)明采用共模控制的裝置的第三實施，其特征在于，寫入放大器進一步包括連接在第一寫入頭和第一節(jié)點的第一電阻器，連接在第一節(jié)點和第二寫入端之間的第二電阻器，連接在第一寫入端和第二節(jié)點之間的第三電阻器，連接在第二節(jié)點和第二寫入端之間的第四電阻器，具有控制電極、連接到第一節(jié)點的第一主電極和連接到第一電源端的第二主電極的第一導電類型的第一晶體管，具有連接到第一晶體管的控制電極的控制電極、第一主電極、和連接到第二晶體管的控制電極的第二主電極的第一導電類型的第二晶體管，連接在第一電源端和第二晶體管的第二主電極之間的第五電阻器，具有連接到第一晶體管的控制電極的控制電極、連接到第一節(jié)點的第一主電極和連接到第二電源端的第二主電極的第一導電類型的第三晶體管，具有控制電極、連接到第一節(jié)點的第一主電極和連接到第三電流輸入端和第四電流輸入端之一的第二導電類型的第四晶體管，具有連接到第四晶體管的控制電極的控制電極、連接到第二晶體管的第一主電極的第一主電極、和連接到第五晶體管的控制電極的第二主電極的第二導電類型的第五晶體管，連接在第二電源端和第五晶體管的第二主電極之間的第六電阻器，具有連接到第四晶體管的控制電極的控制電極、連接到第二節(jié)點的第一主電極和連接到第三電流輸入端和第四電流輸入端中另一個的第二主電極的第二導電類型的第六晶體管。
本實施例有利地結合共?？刂坪退膫€電流鏡的靜態(tài)電流設置?，F(xiàn)在，通過連接到第一和第二節(jié)點的四個晶體管的偏流沒有漏到電源端，但是流入四個電流鏡的各自的電流輸入端并用作電流鏡的靜態(tài)電流。該阻尼電阻由在第一和第二節(jié)點具有中心抽頭的兩個電阻器串聯(lián)鏈接構成。該電流鏡通過由電流鏡的電流增益確定的因子來減少共模信號的阻尼電阻器的視在電阻。單個串聯(lián)鏈路起發(fā)射極負反饋電阻器的作用，對于第一和第四晶體管，它們的發(fā)射極連接到第一節(jié)點，和對于第三和第六晶體管，它們的發(fā)射極連接到第二節(jié)點。這就可減小在第一和第四晶體管之間和在第三和第六晶體管之間可能失配的影響。另外實施例其特征在于，第二節(jié)點連接到第一節(jié)點。
以上所述的第一和第二可開關電流源確定多少個并沿何方向電流流過寫入頭。在這方面，根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例其特征在于，第一和第二可開關電流源包括具有連接到第三節(jié)點的控制電極、第一主電極、和連接到第一電流輸入端的第二主電極的第一導電性類型的第七晶體管，具有連接到第七晶體管的控制電極的控制電極、第一主電極、和連接到第一電源端的第二主電極的第一導電性類型的第八晶體管，具有連接到第四節(jié)點的控制電極、連接第七晶體管的第一主電極的第一主電極，和連接到第四電流輸入端的第二主電極的第二導電類型的第九晶體管，具有連接到第八晶體管的第一主電極的第一主電極和具有連接到第四節(jié)點的第二主電極和控制電極的第二導電類型的二極管連接的第十晶體管，耦合到第四節(jié)點、提供偏流到第四節(jié)點的偏流源，具有連接到第五節(jié)點的控制電極、第一主電極、和連接到第二電流輸入端的第二主電極的第一導電類型的第十一晶體管，具有連接到第十一晶體管的控制電極的控制電極、第一主電極、和連接到第一電源端的第二主電極的第一導電類型的第十二晶體管，和具有連接到第四節(jié)點的控制電極、連接到該晶體管的第一主電極的第一主電極、和連接到第三電流輸入端的第二主電極的第二導電類型的第十三晶體管。
偏流源確定通過寫入頭的寫入電流的大小。經第八晶體管或經第十二晶體管流到電源的偏流取決于信息信號的值。第七、第九和第十晶體管與第八晶體管構成線性變換環(huán)路，和第十一、第十三和第十晶體管與第十二晶體管構成線性變換環(huán)路，現(xiàn)在，第八或第十二晶體管的導電產生從第一電流輸入端經第七和第九晶體管流到第三電流輸入端或從第二電流輸入端流到第四電流輸入端的放大電流。如果需要的話，在第三和第五節(jié)點經適當?shù)木彌_所加的信息信號的d.c.(直流)電平與在電流輸入端的d.c.電平是完全隔離的。于是，可開關電流源構成浮動開關電流源，它的開關信號具有能自由選擇的d.c.電平。
信息信號的緩沖器可以是射極跟隨器或源極跟隨器。為這些跟隨器供電的靜態(tài)電流可有利地與為可開關電流源供電的電流結合。最后，該裝置的實施例其特征在于，第一和第二可開關電流源進一步包括具有用于接收信息信號的控制電極、接到第三節(jié)點的第一主電極和連接到第一電源端的第二主電極的第一導電類型的第十四晶體管，具有用于接收信息信號的控制電極、連接到第五節(jié)點的第一主電極和連接到第一電源端的第二主電極的第一導電類型的第十五晶體管，具有連接到第八晶體管的控制電極、連接到第八晶體管的第一主電極的第一主電極、和連接到第五節(jié)點的第二主電極的第一導電類型的第十六晶體管，具有連接到第十二晶體管的控制電極的控制電極、連接到第十二晶體管的第一主電極的第一主電極、和連接到第三節(jié)點的第二主電極的第一導電類型的第十七晶體管，第八晶體管的第二主電極被連接到第三節(jié)點，第十二晶體管的第二主電極被連接到第五節(jié)點。
第十四和第十五晶體管用作信號跟隨器和緩沖信息信號?，F(xiàn)在，通過這些晶體管的電流分別通過第八和第十二晶體管流到第四節(jié)點。第十六和第十七晶體管保證總是把來自偏流源的一半偏流流過一個信號跟隨器和另一半偏流流過另一個信號跟隨器。
電流開關裝置也可以另一種方法，例如由上述美國專利NO.5,282,094，圖1中所公知的方法來設計。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例其特征在于，電流開關裝置包括包括第一導電類型的第一差動對晶體管和第一導電類型的第二差動對晶體管的差動對，它的第一主電極被連接來接收來自偏流源的偏流，它的控制電極被連接來接收信息信號和它的第二主電極分別連接到第一電流輸入端和第二電流輸入端；連接在第二電源端和第二電流鏡的另一個第二電流輸出端之間的第一測流電阻器，和連接在第二電源端和第一電流鏡的另一個第一電流輸出端之間的第二測流電阻器；具有控制電極和連接到第一測流電阻器的第一主電極和連接到第一電流輸出端的第二主電極的第一導電類型的第一推挽晶體管；具有控制電極和連接到第二測流電阻器的第一主電極和連接到第二電流輸出端的第二主電極的第一導電類型的第二推挽晶體管。
電流鏡之一的啟動由通過測流電阻器之一的電流來檢測。在相關的測流電阻器兩端的電壓導通有關的“低”導通管，該導通管繼而把寫入端之一連接到負電源端。
兩個電流鏡可以是任何適當?shù)念愋?。為了獲得寫入放大器的最大輸出波動，根據(jù)本發(fā)明的裝置的最佳實施例其特征在于，第一電流鏡和第二電流鏡，其每一個包括具有分別連接到第一和第二電流輸入端的控制電極和第二主電極、和連接到第一電源端的第二主電極的第二導電類型的二極管連接的輸入晶體管，具有連接到各自的輸入晶體管的控制電極的控制電極、連接到第一電源端的第一主電極、和連接到分別第一和第二電流輸出端的第二主電極的第二導電類型的輸出晶體管，和具有連接到相關輸入晶體管的控制電極的控制電極、連接到第一電源端的第一主電極、和分別連接到第一和第二電流輸出端的第二主電極的第二導電類型的另一輸出晶體管。
這樣實施的電流鏡產生最小電壓損耗并使輸出波動幾乎等于電源電壓。
除了電容前饋電流補償技術之外，反饋中和補償可使用來補償寄生電容的不利影響。為此目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例其特征在于，寫入放大器包括至少兩個電容器之一，其中第一電容器連接在第一電流輸入端和第二電流輸出端之間，和第二電容器連接在第二電流輸入端和第一電流輸出端之間。
第一和第二電容器通過把反向電容性電流經第一和第二反射器注入到第一和第二寫入端來中和寄生電容。為了最佳的效果，電容器優(yōu)選地成對使用，即第一和第二一起使用，以便不影響裝置的對稱性。
如果需要的話，第三和第四電流鏡也可用于中和寄生電容，為此目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置其特征在于，寫入放大器包括，兩個另外的電容器的至少一個，其中第三電容器連接在第三電流輸入端和第四電流輸出端之間，第四電容器連接在第四電流輸入端和第三電流輸出端之間。
本發(fā)明的這些和其它方面將結合附圖予以描述和說明，其中圖1表示根據(jù)本發(fā)明在磁記錄載體上記錄信息信號的裝置的實施例的方框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明在磁記錄載體上記錄信息信號的裝置的實施例的電路圖，
圖3是根據(jù)本發(fā)明在磁記錄載體上記錄信息信號的裝置的實施例的線路圖，圖4表示使用在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的第一共模電路，圖5表示使用在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的第二共模電路，圖6表示根據(jù)本發(fā)明在磁記錄載體上記錄信息信號的裝置的實施例的電路圖，包括第三共模電路，圖7表示使用在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的第四共模電路，圖8表示第一實施的用于根據(jù)本發(fā)明的裝置中的開關電流源，圖9表示第二實施的用于根據(jù)本發(fā)明的裝置中的開關電流源，圖10表示根據(jù)本發(fā)明在磁記錄載體上記錄信息信號的裝置的實施例的電路圖，圖11表示在圖10所示的裝置的實施例中使用的電流鏡，圖12表示使用在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的平衡電容前饋電路，和圖13表示根據(jù)本發(fā)明在磁記錄載體上記錄信息信號的裝置的另一實施例的方框圖。
在這些圖中相同的部件用相同標號表示。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明在磁記錄載體上記錄信息信號的裝置的基本結構。該裝置包括寫入頭2，用于在記錄載體(未示出)上記錄信息，和寫入放大器4，用于響應呈現(xiàn)在第一信號端1和第二信號端3的信息信號驅動寫入頭2。寫入放大器具有第一寫入端6和第二寫入端8，它們與寫入頭2連接以提供寫入電流。第一電源端10和第二電源端12用作寫入放大器的電源電壓的連接。在當前情況，第二電源端12與信號地連接。放大器4包括具有第一電流輸入端16、連接到第一寫入端6的第一電流輸出端18、和連接到第一電源端10的第一公共電流端20的第一電流鏡14；具有第二電流輸入端24、連接到第二寫入端8的第二電流輸出端26、和連接到第一電源端10的第二公共電流端28的第二電流鏡22；具有第三電流輸入端32、連接到第一寫入端6的第三電流輸出端34、和連接到第二電源端12的第三公共電流端36的第三電流鏡30；具有第四電流輸入端40、連接到第二寫入端8的第四電流輸出端8、和連接到第二電源端12的第四公共電流端44的第四電流鏡38。第一可開關電流源46被連接在第一電流輸入端16和第四電流輸入端40之間。第一可開關電流源對于信息信號Ui的第一值提供第一電流在信號端1上并且對于信息信號Ui的第二值是無電流的。例如，對于盤驅動器或另一個磁存儲介質，信息信號可以是二進制數(shù)據(jù)信號。第二可開關電流源48被接在第二電流輸入端24和第三電流輸入端32之間。第二可開關電流源48接收在第二信號端3的反向信息信號NUi，并且，如果第一電流是零則提供第二電流和相反方向。
當?shù)谝豢砷_關電流源46導通時，電流將從第一電源端10通過第一電流鏡14的第一電流輸入端16和通過第四電流鏡38的第四電流輸入端40流到第二電源端12。M倍那樣大的電流以相同的方向從第一電流鏡14的第一電流輸出端18經第一寫入端6、寫入頭2和第二寫入端8流到第四電流鏡38的第四電流輸出端42。這里，M是電流鏡14、22、30和38的電流反射比。第二可開關電流源48斷開，以致于第二電流鏡22和第三電流鏡30不工作。現(xiàn)在寫入電流從第一寫入端6通過寫入頭2流到第二寫入端8。
當?shù)谝豢砷_關電流源46斷開和第二可開關電流源48接通時，第二電流鏡22和第三電流鏡30是有效的，而其它兩個電流鏡14和38是無效的。現(xiàn)在寫入電流以相反方向從第二寫入端8通過寫入頭2流到第一寫入端6。顯然第一可開關電流源46的第一電流和第二可開關電流源48的第二電流應是相等的，以便在電流鏡的電流反射比都相等的情況下以二個方向獲得相等的寫入電流。
圖2表示其中第一電流鏡14和第二電流鏡22包括雙極型PNP晶體管和第三電流鏡30和第四電流鏡38包括雙極型NPN晶體管的實施例。然而，值得注意的是，公開的和要公開的電路裝置中雙極型晶體管都可用單極型MOS晶體管整個地或部分地代替。對于雙極型晶體管，控制電極、第一主電極和第二主電極對應于基極、發(fā)射極和集電極，而對于單極型晶體管分別應用于柵極、源極和漏極。第一電流鏡14包括具有其發(fā)射極經任選的發(fā)射極電阻器Rip1連接到第一公共電流端20，如圖3所示，和其集電極連接到第一電流輸入端16的二極管連接的PNP輸入晶體管Tip1，和具有其基極連接到輸入晶體管Tip1的基極、其發(fā)射極經任選的發(fā)射極電阻器Rop1連接到第一公共電流端20，如圖3所示，和其集電極連接到第一電流輸出端18的NPN輸出晶體管Top1。該任選發(fā)射極電阻器改進了晶體管的匹配和增加了電流鏡的熱穩(wěn)定度。第二電流鏡22同樣包括PNP晶體管，第三電流鏡30和第四電流鏡38同樣包括NPN晶體管和任選發(fā)射極電阻器，各自晶體管的電極正連接到電流鏡的相應端。
圖2還表示多個寄生電容，即值CCWP的電容在PNP輸出晶體管Top1和Top2的集電極和電源之間，其值CCSN的電容在NPN輸出晶體管Ton3和Ton4的集電極和基片之間，其值Ccbp的電容在PNP輸出晶體管Top1和Top2的集電極和基極之間，和其值Ccbn的電容在NPN輸出晶體管Ton3和Ton4的基極和集電極之間。寄生電容Cp1呈現(xiàn)在第一寫入端6和寄生電容Cp2呈現(xiàn)在第二寫入端8。所有這些寄生電容對通過寫入端6和8的寫入電流起作用。其作用是在高頻上寫入電流流過寄生電容而不是流過寫入頭。其作用限制了寫入電流的位速率。為了減小或甚至消除寄生電容的不良影響，第一電容性前饋電容器170是插在第二信號端3和第一電容輸入端16之間，第二前饋電容器172是插在第二電流輸入端24和第一信號端1之間，第三前饋電容器174是插在第一電流輸入端和第二信號端之間和第四前饋電容器176是插在第四電流輸入端和第一信號端之間。當在信息信號的轉移期間，電容電荷從信號端1和3被前饋到電流輸入端16、24、32和40、倍增和加到流到寫入端6和8的總電流。附加電容電流補償流入電容容量的電容性電流并改進了通過寫入頭2的電流的轉換率。即使采用過補償，但是，該補償還是根據(jù)無條件穩(wěn)定的前饋系統(tǒng)。這僅產生更加的過沖，而不產生不穩(wěn)定，如果采用太多補償?shù)脑挘驼袷幟舾械姆答佈a償系統(tǒng)相反。
當在第一信號端1信息信號變高時，第一可開關電流源46能使電流從第一電流輸入端16流到第四電流輸入端40。M倍倍增的電流從第一寫入端6經寫入頭2流到第二寫入端8。在第二信號端3反向信號轉換使電容性電流經第一前饋電容器170流入電流輸入端16，該電容性電流具有與由第一電流開關46產生的電流相同的方向。同樣的效果產生在其它三個電流輸入端24、32和40。該補償電容電流具有與通過，例如在第一和第二寫入端6和8的寄生電容量Cp1和Cp2的電容性電流相同的方向。
顯然，補償作用總是用前饋電容器得到的。然而，為了保持裝置的對稱性和避免共?？刂齐娐返牟槐仨毎惭b，優(yōu)先地使用兩對的前饋電容器。
還應注意的是，通過實例，在圖中如果在信號端1信號Ui是相當高的，可開關電流源46被接通，和如果信號Ui是相當?shù)偷?，則被斷開。可見，可開關電流源需要反向輸入信號也能使用于這種用途。同樣適用于第二可開關電流源48。此時，第一和第三前饋電容器170和174應連接到第一信號端1，和第二和第四前饋電容器172和176連接到第二信號端3。
寫入頭2的共模電壓是完全不定的并且受要記錄的信息信號的數(shù)據(jù)模式起伏。這是不希望的。共模電壓應優(yōu)選地位于可用輸出被動的中間并應與要記錄的信號的信號內容無關。由于寫入頭2只排列在電流鏡的高阻輸出之間，就可能用共模電路固定共模電壓。
圖4表示簡單的共模電路。連接在第一寫入端6和第一節(jié)點52之間的第一電阻器50、連接在第一節(jié)點52和第二寫入端8之間的第二電阻器54、連接在第一電源端10和第一節(jié)點52之間的第三電阻器56、和連接在第二電源端12和第一節(jié)點52之間的第四電阻器58的串聯(lián)裝置與寫入頭并聯(lián)排列。電阻器50和52也起用于寫入頭的阻尼電阻器作用。在第一節(jié)點52的阻抗是由電阻器56和58決定的。為了正確固定共模電壓，希望最小的阻抗。然而，電阻器56和58的電阻值不能選擇得任意小，由于通過這些電阻器的電流增加的緣故。
圖5表示減少這類問題的共模電路。該電路包括連接在第一寫入端6和第一節(jié)點62之間的第一電阻器60，和連接在第一節(jié)點62和第二寫入端8之間的第二電阻器64，此外，它包括其發(fā)射極連接到第一節(jié)點62和其集電極接到第一電源端10的第一PNP晶體管66，具有其基極連接到第一NPN晶體管66的基極的二極管連接的第二NPN晶體管68，接在第一電源端10和第二NPN晶體管68的集電極之間的第三電阻器70，具有其發(fā)射極接到第一節(jié)點62和具有其集電極接到第二電源端12的第一PNP晶體管72，具有其基極連接到第一PNP晶體管72和具有其發(fā)射極連接到第二PNP晶體管68的發(fā)射極的二極管連接的第二PNP晶體管74，和連接在第二電源端12和第二PNP晶體管74的集電極之間的第四電阻器76。
該電路工作在A/B類?？梢娫诘谝还?jié)點62，該阻抗是低的，提供了正確固定的共模電壓。A/B類工作能使小的靜態(tài)電流由第一NPN晶體管66或第二PNP晶體管72提供的大的最大電流來獲得。有效的共模電阻等于Rd/4，電阻器60和電阻器64二者的值等于Rd/2。在寫入頭2兩端的總阻尼電阻等于Rd。
在圖1和2所示的裝置中，為了升高電流鏡的轉換速度，希望電流鏡中有靜態(tài)電流。該靜態(tài)電流設置和共模電路能有利地結合。圖6表示這種裝置實施的實施例。寫入放大器又包括四個電流鏡14、22、30和38、寫入頭2、第一可開關電流源46和第二可開關電流源48，如圖1所示。共模電路包括連接在第一寫入端6和第一節(jié)點80之間的第一電阻器78、接在第二節(jié)點84和第二寫入端8之間的第二電阻器82、具有其發(fā)射極連接到第一節(jié)點80、和其集電極連接到第一電流輸入端16的NPN型的第一晶體管86，具有其基極連接到第一晶體管86基極的NPN型的二極管連接的第二晶體管88，連接在第一電源端10和第二晶體管88的集電極之間的第三電阻器90，和具有其基極接到第一晶體管86的基極和其發(fā)射極接到第二節(jié)點84以及其集電極接到第二電流輸入端24的NPN型的第三晶體管92。共模電路還包括具有其發(fā)射極接到第一節(jié)點80和其集電極接到第三電流輸入端32的PNP型的第四晶體管94，具有其基極接到第四晶體管94的基極和其發(fā)射極接到第二晶體管88的發(fā)射極的PNP型的二極連接的第五晶體管96，連接在第二電源端12和第五晶體管96的集電極之間的第四電阻器98，和具有其基極接到第四晶體管94的基極和其發(fā)射極接到第二節(jié)點84和具有其集電極接到第四電流輸入端40的PNP型第六晶體管100。第一節(jié)點80和第二節(jié)點84是互連的。現(xiàn)在流過晶體管86和94的靜態(tài)電流也流入第一電流鏡14的第一電流輸入端16和流入第三電流鏡30的第三電流輸入端32。第二電流鏡22和第四電流鏡38的靜態(tài)電流設置由晶體管92和100以相同方法來獲得。有效共模電阻等于Rd/(4(M+1))，式中Rd/2是第二電阻器82中第一電阻器78的電阻值，和M是電流鏡14、22、30和38的電流反射比。在寫入端6的電壓波動可以在第一電阻器78中產生看作在同一寫入端6的M倍的電流。第一電阻器78的視在電阻值Rd/2減少(M+1)倍。同樣產生于第二電阻器82。值得注意的是，晶體管94的集電極可以接到第四電流輸入端40而不是第三電流輸入端32和晶體管100的集電極可接到第三電流輸入端32而不是第四電流輸入端40。因為在晶體管94和100中的電流是相同的，這使靜態(tài)電流設置沒有差別。如果需要的話，代替晶體管94和100，晶體管86和90的集電極可交叉連接到電流輸入端16和24。
圖7表示分離圖6所示的在第一節(jié)點80和第二節(jié)點84之間的連接的另一種解決辦法。代之以，現(xiàn)在第五電阻器102接在寫入端6和第二節(jié)點84之間，和第六電阻器104在第一節(jié)點80和寫入端8之間。這一方案可能更為精確，因為晶體管86和92以及晶體管94和100現(xiàn)在每個看作與其發(fā)射極串聯(lián)的單獨負反饋電阻器。這就減小了在晶體管86和92之間和在晶體管94和100之間可能失配的影響。而且，應注意的是，晶體管94的集電極可接到第四電流輸入端40而不是第三電流輸入端32，而晶體管100的集電極可接到第三電流輸入端32而不是第四電流輸入端40。
圖8表示實施圖1、2和5所示裝置的第一可開關電流源46和第二可開關電流源48的電路圖。兩個可開關電流源合為包括下列部件的一個電路具有其基極接到第三節(jié)點108和具有其集電極接到第一電流輸入端16的NPN晶體管106，具有其基極接到晶體管106的基極和具有其集電極接到第一電源端10的NPN晶體管110，具有其基極接到第四節(jié)點114和其發(fā)射極接到晶體管106的發(fā)射極和具有其集電極接到第四電流輸入端40的PNP晶體管112，具有其發(fā)射極接到晶體管110的發(fā)射極和具有其基極連接到第四節(jié)點114的二極管連接的PNP晶體管116，以把偏流Ic提供到第四節(jié)點114的偏流源118。該電路還包括具有其基極連接到第五節(jié)點122和具有其集電極接到第二電流輸入端24的NPN晶體管120，具有其基極連接到晶體管120的基極和具有其集電極接到第一電源端10的NPN晶體管124，和具有其基極接到第四節(jié)點114和其發(fā)射極接到晶體管120的發(fā)射極以及具有其集電極接到第三電流輸入端32的PNP晶體管126。
節(jié)點108和122用信息信號Ui和經緩沖器128和130的反向信息信號NUi以反相激勵。當在節(jié)點108的電壓是高的和在節(jié)點122的電壓是低的時，則晶體管110導通，而晶體管124截止。偏流源118的偏流Ic經晶體管116全部流過晶體管110。晶體管106、110、116和112的基極-射極結構成線性轉換環(huán)，晶體管的基-射電壓總和等于晶體管110和116的基-射電壓總和。通過眾所周知的對于在晶體管的集電極電流和基-射電壓之間關系的公式，然而，可推出通過晶體管106和112的電流I等于I＝SQRT(M*N)*Ic，式中SQRT是根函數(shù)，M是在晶體管106和110的發(fā)射極區(qū)域之間的比和N是在晶體管112和116的發(fā)射極區(qū)域之間的比。其結果，電流I將流在端16和14之間，其幅度正比于Ic，比例系數(shù)由晶體管106、110、112和116的幾何形狀決定。
同樣地，如果在節(jié)點122的電壓是高的和在節(jié)點108是低的，電流將在第二電流輸入端24和第三電流輸入端32之間流動。因此，偏流源118優(yōu)選為可調節(jié)的或可編程的電流源，例如IDAC(具有電流輸出的數(shù)/模轉換器)。由于電流輸入端16、24、32和40都接到集電極，現(xiàn)在，信息信號Ui和NUi的直流電平與寫入放大器的電流鏡的電流輸入端的直流電平隔離。于是，開關電流源46和48相對于在第一電源端10和第二電源端12的電源電壓浮置。
緩沖器128和130可包括有射極電流源的射極跟隨器。然而，為此用途，通過使用通過電阻器110和124的電流來節(jié)省電流是可能的。圖9表示如何實施這個裝置。現(xiàn)在緩沖器128是NPN射極跟隨器132，它的基極接收放大的信息信號，它的發(fā)射極連接到第三節(jié)點108和它的集電極連接至第一電源端10，晶體管10的集電極110接到射極跟隨器132的發(fā)射極。同樣緩沖器130包括NPN射極跟隨器134，它的基極接收放大的反向信息信號，它的發(fā)射極接到第五節(jié)點122和它的集電極接到第一電源端10。晶體管124的集電極接到射極跟隨器124的發(fā)射極。因此，晶體管110和124的集電極電流也分別流過射極跟隨器132和134。此外，提供有具有其基極接到晶體管110的基極和其發(fā)射極接到晶體管110的發(fā)射極和具有其集電極接到第五節(jié)點122的NPN晶體管136，和具有其基極接到晶體管124的基極和其發(fā)射極接到晶體管124的發(fā)射極和具有其集電極接到第三節(jié)點108的NPN晶體管138。如果晶體管110和124之一是截止的，晶體管136和138使通過射極跟隨器132和134的電流不變成零。于是，如果晶體管110、136、138和124的幾何形狀選成相等的，兩個射極跟隨器中每一個總是接收偏流Ic的一半。
射極跟隨器132和134的基極，舉例而言，是通過晶體管差動對140激勵的，該對晶體管的基極都被安排來接收互補信息信號Ui和NUi，例如這兩個信號Ui和NUi是由數(shù)據(jù)觸發(fā)器提供的。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明其中寄生電容是以與前面所述的實施例相同的方法進行中和的裝置另一實施例。該裝置包括用于把信息記錄在記錄載體(未示出)上的寫入頭2和用于響應信息信號驅動寫入頭2的寫入放大器4。寫入放大器具有第一寫入端6和第二寫入端8，該兩個寫入端都接到寫入頭2以提供寫入電流。第一電源端10和第二電源端12用來接收寫入放大器的電源電壓。在當前情況，第二寫入端12接到信號地。放大器4包括具有第一電流輸入端16、接到第一寫入端6的第一電流輸出端18、和接到第一電源端10的第一公共電流端20的第一電流鏡14；具有第二電流輸入端24、接到第二寫入端8的第二電流輸出端26、和接到第一電源端10的第二公共電流端28的第二電流鏡22。前饋電容器170接在第一電流輸入端16和第二信號端3之間和第二前饋電容器172接在第二電流輸入端24和第一信號端之間，與圖1的形式相類似。第一前饋電容器170和第二前饋電容器172和第一電流鏡14和第二電流鏡22的操作和功能與圖1和2的裝置相比。該裝置進一步包括具有第一NPN差動對晶體管150和第二NPN差動對晶體管152的差動對，其發(fā)射極互連并接收來自偏流源154的偏流。基極被連接來接收信息信號Ui和NUi和集電極分別接到第一電流輸入端16和第二電流輸入端24。第一測流電阻器156連接在第二電源端12和第二電流鏡22的另一個第二電流輸出端158之間，和第二測流電阻器160接在第二電源端12和第一電流反射器14的另一個第一電流輸出端162之間。此外，第一NPN“低”導通管164的基極和發(fā)射極連接到第一測流電阻器156，其集電極連接到第一電流輸出端18，和第二NPN“低”導通管166的基極和發(fā)射極接到第二測流電阻器160，其集電極接到第二電流輸出端26。
差動對把偏流源154的偏流傳送到第一電流輸入端16或傳送到第二電流輸入端24。如果第一電流鏡14接收電流，則第二“低”導通管166導通，其結果是，寫入端8被互連接到第二電源端12和該電流能從第一電流輸出端18經寫入頭2流到第二電源端12。如果第二電流鏡22接收電流，這便導致以相反方向通過寫入頭2的電流。
圖11表示用于圖10所示裝置的電流鏡。第一電流鏡14和第二電流鏡22，每個包括具有其基極和集電極接到分別第一16和第二24電流輸入端，和具有其發(fā)射極接到第一電源端10的二極管連接的PNP輸入晶體管Tip，具有其基極接到各自輸入晶體管Tip的基極，具有其發(fā)射極接到第一電源端10和其集電極分別接到第一電流輸出端18和第二電流輸出端26的PNP輸出晶體管Top，和具有其基極接到相關的輸入晶體管Tip的基極，其發(fā)射極接到第一電源端10，其集電極分別接到另一個第一電流輸出端162和第二電流輸出端158的另一個PNP輸出晶體管T’op。如果需要的話，串聯(lián)電阻器可與發(fā)射極串聯(lián)排列。
如果需要的話，在說明書中所示的實例的雙極型晶體管可以用單極型晶體管，例如MOS晶體管代替。此時，基極、發(fā)射極和集電極應理解為柵極、源極和漏極。
圖12表示前饋技術的雙極型電路實施能夠使用在采用四個電流鏡的實施例中。兩個NPN晶體管182和184的基極都接到第一信號端1并接收信息信號Ui。兩個另外的NPN晶體管186和188的基極接到第二信號端3并接收反向信息信號NUi。兩個PNP晶體管198和200的基極和PNP晶體管198的集電極都被互連并經第一偏流源26接到負電源端12。同樣，兩個另外的PNP晶體管202和204的基極和PNP晶體管202的集電極都被互連并經第二偏流源208接到負電源端12。該偏流源208提供基本上等于第一偏流源206的偏流的偏流。晶體管182/198，184/200，186/202和188/204分別通過電阻器190，192，194和196互連。第一前饋電容器178接在晶體管178的發(fā)射極和晶體管202的發(fā)射極之間。同樣，第二前饋電容器接在晶體管186的發(fā)射極和晶體管200的發(fā)射極之間。晶體管182和188的集電極接到正電源端10。晶體管184、186、200和202的集電極分別接到第一電流輸入端16、第二電流輸入端24、第三電流輸入端32和第四電流輸入端40，用于對四個電流鏡提供電容補償電流。
圖12的電路是對稱的，僅需要兩個前饋電容器，該電路是浮置的且是信號端1和3的有效緩沖，并且可有利地與圖9電路相結合。信息信號Ui和NUi在前饋電容器178和180兩端建立電壓差2Ui并且控制電容性電流從第一電流輸入端16到第四電流輸入端40或者從第二電流輸入端24到第三電流輸入端32。電阻器190、192、194和196防止信號電流在晶體管的發(fā)射極分成兩部分。
如果需要的話，雙極型晶體管可用單極型晶體管，例如MOS晶體管來代替。此時，基極、發(fā)射極和集電極應理解為柵極、源極和漏極。
除了電容性前饋電流補償技術以外，可使用反饋中和補償來補償寄生電容器的不良影響。圖13中所示的電路基本上與圖1相同。然而，圖2和圖3能以相同方法改進和下面說明中使用的電容值示于圖2。提供了四個附加中和電容器142、144、146和148，其電容值是Cnp，Cnp，Cnn和Cnn。電容器142接在第一電流輸入端16和第二電流輸出端26之間，第二電容器144接在第二電流輸入端24和第一電流輸出端18之間，第三電容器146接在第三電流輸入端32和第四電流輸出端42之間，和第四電容器148接在第四電流輸入端40和第三電流輸出端之間。
當假設四個電流鏡14、22、30和38的電流反射比是M，在寫入端6和寫入端8之間所見的電容值Ch將等于Ch＝(Ccwp+Ccsn+(1+M)(Ccbp+Ccbn)+(1-M)(Cnp+Cnn))/2這可按如下進行說明確定由于接至例如第三電流輸出端34的電容的緣故怎樣的電流將流入該端。如果在第三電流輸出端34的電壓假設為V，在第四電流輸出端42的電壓將為-V。在第三電流輸出端34中的電流i是i＝p*V*Ccsn+p*V*Ccbn+p*V*Cnn+M*{p*V*Ccbn-p*V*Cnn}＝p*V*{Ccsn+(M+1)Ccbn-(M-1)Cnn}通過電容器146的電流具有反向符號并放大到電流反射系數(shù)M。同樣的計算應用到其它電流輸出端。
對于M＝5，CCWPP+Ccsn＝6PF和Ccbp+Ccbn＝4PF，Ch將為15PF而沒有中和，而有中和則為5PF，假設Cnn+Cnn＝5PF。這就得到改善了三分之一。
于是電流鏡和中和電容器提供一個具有極大的輸出起伏的寬帶寫入放大器，該輸出起伏幾乎等于電源電壓。此外，通過把中和電容器做得足夠大，不僅可以中和寫入放大器的寄生電容而且可以中和寄生電容Cp1和Cp2和寫入頭本身的電容(圖13未示出)。此時，當寫入頭2不連接時，寫入放大器4將振蕩。這使它可以通過檢測寫入放大器是否振蕩的檢測電路來檢測在讀出放大器和寫入頭之間的不良接觸。
顯然，中和作用總是用一個中和電容器來得到的。然而，為了保持裝置的對稱性并避免共?？刂齐娐返牟槐匾虞d，優(yōu)選地使用成兩對的中和電容器。
中和電容器根據(jù)反饋原理進行工作并當寄生電容過補償時可產生振鈴或不穩(wěn)定。由于處理公差、溫度變化、負載電容等等，總的寄生電容通常不易確定。為了防止過量振鈴和不穩(wěn)定性，中和技術應較多地欠補償寄生電容。對中和電容器的編程能對該問題起緩和作用，但是，基本范圍必須保持。如果需要的話，可使用上面所討論的前饋補償，結合反饋技術來滿足該范圍而沒有不穩(wěn)定性的危險。
權利要求
1.一種用于把信息信號記錄到磁記錄載體上的裝置，包括用于把信息記錄到記錄載體上的寫入頭(2)和寫入放大器(4)，該寫入放大器(4)包括第一信號端(1)和第二信號端(3)，用于接收表示信息信號的反向信號；第一寫入端(6)和第二寫入端(8)，該兩個端都連接到寫入頭(2)以響應信息信號驅動寫入頭(2)；第一電源端(10)和第二電源端(12)，用于連接寫入放大器(4)的電源電壓；第一電流鏡(14)，它具有第一電流輸入端(16)、連接到第一寫入端(6)的第一電流輸出端(18)、和連接到第一電源端(10)的第一公共電流端(20)；第二電流鏡(22)，它具有第二電流輸入端(24)、連接到第二寫入端(8)的第二電流輸出端(26)、和連接到第一電源端(10)的第二公共電流端(28)；和電流開關裝置(46、48、30、38、150、152、164、166)，對于信息信號的第一值用于使電流經在第一電流輸出端(18)和第二電源端(12)之間的第一電流通路經第一寫入端(6)和第二寫入端(8)流通，和對于信息信號的第二值用于使電流經在第二電流輸出端(26)和第二電源端(12)之間的第二電流通路經第二寫入頭(8)和第一寫入頭(6)流通，其特征在于，寫入放大器(4)還包括至少下列之一第一補償裝置(170)，用于響應于信息信號把其方向對應于在第一電流通路中電流的方向的電容性電流加到第一電流輸入端(16)；和第二補償裝置(172)，用于響應于信息信號把其方向對應于在第二電流通路中電流方向的電容性電流加到第二電流輸入端(24)。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于，第一補償裝置包括插在第一電流輸入端(16)和第二信號端(3)之間的第一前饋電容器(170)和第二補償裝置包括插在第二電流輸入端(24)和第一信號端(1)之間的第二前饋電容器(172)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，電流開關裝置包括第三電流鏡(30)，它具有第三電流輸入端(32)、接到第一寫入端(6)的第三電流輸出端(34)和接到第二電源端(12)的第三公共電流端(36)；第四電流鏡(38)，它具有第四電流輸入端(40)、接到第二寫入端(8)的第四電流輸出端(42)，和接到第二電源端(12)的第四公共電流端(44)；接在第一電流輸入端(16)和第四電流輸入端(40)之間的第一可開關電流源(46)，用于對信息信號的第一值提供第一電流；接在第二電流輸入端(24)和第三電流輸入端(32)之間的第二可開關電流源(48)，用于對信息信號的第二值提供第二電流。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，寫入放大器還包括至少下列之一插在第三電流輸入端(32)和第二信號端(3)之間的第三前饋電容器(174)和插在第四電流端(40)和第一信號端(1)之間的第四前饋電容器(176)。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的裝置，其特征在于，第三電流鏡(30)和第四電流鏡(38)每個包括具有分別接到第三電流輸入端(32)和第四電流輸入端(40)的控制電極和第二主電極、和具有連接到第二電源端(12)的第一主電極的第一導電類型的二極管連接的輸入晶體管(Tin)，和具有連接到相關輸入晶體管(Tin)的控制電極的控制電極、連接到第二電源端(12)的第一主電極、和連接到第三電流輸出端(34)和第四電流輸出端(42)的第二主電極的第一導電類型的輸出晶體管(Ton)，并在于，第一電流鏡(14)和第二電流鏡(22)每個包括具有分別連接到第一電流輸入端(16)和第二電流輸入端(24)的控制電極和第二主電極、和具有連接到第一電源端(10)的第一主電極的第二導電類型的二極管連接的輸入晶體管(Tip)，和具有連接到相關的輸入晶體管(Tip)的控制電極的控制電極、連接到第一電源端(10)的第一主電極、和連接到第一電流輸出端(18)和第二電流輸出端(26)的第二主電極的第二導電類型的輸出晶體管(Top)。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，第一電流鏡(14)和第二電流鏡(22)的輸入晶體管(Tip)和輸出晶體管(Top)的第一主電極經電阻器(Rip、Rop)連接到第一電源端(10)，和第三電流鏡(30)和第四電流鏡(38)的輸入晶體管(Tip)和輸出晶體管(Ton)的第一主電極經電阻器(Rin、Ron)連接到第二電源端(12)。
7.根據(jù)權利要求3、4、5或6所述的裝置，其特征在于，寫入放大器(4)還包括連接在第一寫入端(6)和第一節(jié)點(52)之間的第一電阻器(50)，連接在第一節(jié)點(52)和第二寫入端(8)之間的第二電阻器(54)，連接在第一電源端(10)和第一節(jié)點(52)之間的第三電阻器(56)，和連接在第二電源端(12)和第一節(jié)點(52)之間的第四電阻器(58)。
8.根據(jù)權利要求3、4、5或6所述的裝置，其特征在于，寫入放大器還包括連接在第一寫入端(6)和第一節(jié)點(62)之間的第一電阻器(60)、接在第一節(jié)點(62)和第二寫入端(8)之間的第二電阻器(64)，具有控制電極、連接到第一節(jié)點(62)的第一主電極和連接到第一電源端(10)的第二主電極的第一導電類型的第一晶體管(66)，具有連接到第一晶體管(66)的控制電極的控制電極、第一主電極、和連接到第二晶體管(68)的控制電極的第二主電極的第一導電類型的第二晶體管(68)，連接在第一電源端(10)和第二晶體管(68)的第二主電極的第三電阻器(70)，具有控制電極、連接到第一節(jié)點(62)和連接到第二電源端(12)的第二主電極的第二導電類型的第三晶體管(72)，具有連接到第三晶體管(72)的控制電極的控制電極、連接到第二晶體管(68)的第一主電極的第一主電極和連接到第四晶體管(74)的控制極的第二主電極的第二導電類型的第四晶體管(74)，和連接在第二電源端(12)和第四晶體管(74)的第二主電極之間的第四電阻器(76)。
9.根據(jù)權利要求3、4、5或6所述的裝置，其特征在于，寫入放大器還包括接在第一寫入端(6)和第一節(jié)點(80)之間的第一電阻器(78)，接在第一節(jié)點(80)和第二寫入端(8)之間的第二電阻器(104)，接在第一寫入端(6)和第二節(jié)點(84)之間的第三電阻器(102)，接在第二節(jié)點(84)和第二寫入端(8)之間的第四電阻器(82)，具有控制電極、連接到第一節(jié)點(80)的第一主電極和接到第一電源端(16)的第二主電極的第一導電類型的第一晶體管(86)，具有連接到第一晶體管(86)的控制電極的控制電極、第一主電極和接到第二晶體管(88)的第二主電極的第一導電類型的第二晶體管(88)，接在第一電源端(10)和第二晶體管(88)的第二主電極之間的第五電阻器(90)，具有連接到第一晶體管(86)的控制電極的控制電極、接到第一節(jié)點(84)的第一主電極和接到第二電源端(24)的第二主電極的第一導電類型的第三晶體管(92)，具有控制電極、接到第一節(jié)點(80)的第一主電極和接到第三電流輸入端(32)和第四電流輸入端(40)之一的第二主電極的第二導電類型的第四晶體管(94)，具有連接到第四晶體管(94)的控制電極的控制電極、連接到第二晶體管(88)的第一主電極的第一主電極和連接到第五晶體管(96)的控制電極的第二主電極的第二導電類型的第五晶體管(96)，接在第二電源端(12)和第五晶體管(96)的第二主電極之間的第六電阻器(98)，具有連接到第四晶體管(94)的控制電極的控制電極、連接到第二節(jié)點(84)的第一主電極和連接到第三電流輸入端(32)和第四電流輸入端(40)之另一個的第二主電極的第二導電類型的第六晶體管(100)。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，第二節(jié)點(84)連接到第一節(jié)點(80)。
11.根據(jù)權利要求3、4、5、6、7、8、9或10所述的裝置，其特征在于，第一可開關電流源(46)和第二可開關電流源(48)包括具有接到第三節(jié)點(108)的控制極、第一主電極和接到第一電流輸入端(16)的第二主電極的第一導電類型的第七晶體管(106)，具有接到第七晶體管(106)的控制電極的控制電極、第一主電極、和接到第一電源端(10)的第二主電極的第一導電類型的第八晶體管(110)，具有接到第四節(jié)點(114)的控制電極、接到第七晶體管(106)的第一主電極的第一主電極、和接到第四電流輸入端(40)的第二主電極的第二導電類型的第九晶體管(112)，具有連接到第八晶體管(110)的第一主電極的第一主電極和具有接到第四節(jié)點(114)的第二主電極和控制電極的第二導電類型的二極管連接的第十晶體管(116)，連接到第四節(jié)點(114)的偏流源(118)以把偏流提供到第四節(jié)點(114)，具有連接到第五節(jié)點(122)的控制電極、第一主電極、和接到第二電流輸入端(24)的第二主電極的第一導電類型的第十一晶體管(120)，具有連接到第十一晶體管(120)的控制電極的控制電極、第一主電極和連接到第一電源端(10)的第二主電極的第一導電類型的第十二晶體管(124)，和具有連接到第四節(jié)點(114)的控制電極、連接到晶體管(120)的第一主電極的第一主電極和接到第三電流輸入端(32)的第二主電極的第二導電類型的第十三晶體管(126)。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，第一可開關電流源(46)和第二可開關電流源(48)還包括具有用于接收信息信號的控制電極、連接到第三節(jié)點(108)的第一主電極和連接到第一電源端(10)的第二主電極的第一導電類型的第十四晶體管(132)，具有用于接收信息信號的控制電極、接到第五節(jié)點(122)的第一主電極和接到第一電源端(10)的第二主電極的第一類導電類型的第十五晶體管(134)，具有連接到第八晶體管(110)的控制電極的控制電極、連接到第八晶體管(110)的第一主電極的第一主電極和接到第五節(jié)點(122)的第二主電極的第一導電類型的第十六晶體管(136)，具有連接到第十二晶體管(124)的控制電極的控制電極、連接到第十二晶體管(124)的第一主電極的第一主電極、和接到第三節(jié)點(108)的第二主電極的第一導電類型的第十七晶體管(138)，第八晶體管(110)的第二主電極正接到第三節(jié)點(108)和第十二晶體管(124)的第二主電極正接到第五節(jié)點(122)。
13.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，電流開關裝置包括差動對，該差動對包括第一導電類型的第一差動對晶體管(150)和第一導電類型的第二差動對晶體管(152)，它們的第一電極被連接以從偏流源(154)接收偏流，控制電極都被連接來接收信息信號和它們的第二主電極分別接到第一電流輸入端(16)和第二電流輸入端(24)；接在第二電源端(12)和第二電流鏡(22)的另外第二電流輸出端(158)之間的第一測流電阻器(156)，和接在第二電源端(12)和第一電流鏡(14)的另一個第一電流輸出端(162)之間的第二測流電阻器(160)；具有控制電極和接到第一測流電阻(156)的第一主電極和接到第一電流輸出端(18)的第二主電極的第一導電類型的第一“低”導通管(164)，和具有控制電極和接到第二測流電阻器(160)的第一主電極和接到第二電流輸出端(26)的第二主電極的第一導電類型的第二低導通管(166)。
14.根據(jù)權利要求13所述的裝置，其特征在于，第一電流鏡(14)和第二電流鏡(22)每個包括具有連接到分別第一電流輸入端(16)和第二電流輸入端(24)的控制電極和第二主電極、和連接到第一電源端(10)的第二主電極的第二導電類型的二極管連接的輸入晶體管(Tip)，具有接到各自的輸入晶體管(Tip)的控制電極的控制電極、接到第一電源端(10)的第一主電極、和分別接到第一電流輸出端(18)和第二電流輸出端(26)的第二主電極的第二導電類型的輸出晶體管(Top)，和具有連接到相關的輸入晶體管(Tip)的控制電極的控制電極、連接到第一電源端(10)的第一主電極、和分別接到另一個第一電流輸出端(162)和第二電流輸出端(158)的第二主電極的第二導電類型的另一個輸出晶體管(T’op)。
15.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，寫入放大器(4)還包括第一導電類型的第一(182)、第二(184)、第三(186)和第四(188)驅動晶體管，每個晶體管具有控制電極、第一主電極和第二主電極、第一晶體管(182)和第二晶體管(184)的控制電極接到第一信號端(1)的、第三晶體管(186)和第四晶體管(188)的控制電極接到第二信號端(3)的；第二導電類型的第五(198)、第六(200)、第七(202)、和第八(204)晶體管，每個晶體管具有控制電極、第一主電極和第二主電極；第一(206)和第二(208)偏流源，第五(198)和第六(200)晶體管的控制電極和第五晶體管(198)的第二主電極經第一偏流源(206)被接到第二電源端(12)，和第七(202)和第八(204)晶體管的控制電極和第八晶體管(204)的第二主電極經第二偏流源(208)被接到第二電源端(12)；第一(190)、第二(192)、第三(194)、和第四(196)耦合電阻器分別用于耦合；第一晶體管(182)的第一主電極耦合到第五(198)晶體管的第一主電極、第二(184)晶體管的第一主電極耦合到第六(198)晶體管的第一主電極、第三(186)晶體管的第一主電極耦合到第七(202)晶體管的第一主電極、第四(188)晶體管的第一主電極耦合到第八(204)晶體管的第一主電極；第一電容器(178)，把第二(184)晶體管的第一主電極耦合到第七(202)晶體管的第一主電極；和第二電容器(180)，把第三(186)晶體管的第一主電極耦合到第六(200)晶體管的第一主電極；第一(182)和第四(188)晶體管的第二主電極被耦合到第一電源端(10)；和第二(184)、第三(186)、第六(200)、和第七(202)晶體管分別耦合到第一電流輸入端(16)、第二電流輸入端(24)、第三電流輸入端(32)、和第四電流輸入端(40)。
16.根據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15所述的裝置，其特征在于，寫入放大器包括至少兩個電容器(142、144)之一，其中第一電容器(142)連接在第一電流輸入端(16)和第二電流輸出端(26)之間，第二電容器(144)連接在第二電流輸入端(24)和第一電流輸出端(18)之間。
17.根據(jù)權利要求3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15所述的裝置，其特征在于，寫入放大器包括至少另外兩個電容器(146、148)之一，其中第三電容器(146)連接在第三電流輸入端(32)和第四電流輸出端(42)之間，和第四電容器(148)接在第四電流輸入端(40)和第三電流輸出端(34)之間。
18.一種用于如上述權利要求的任一個所述的裝置中的寫入放大器(4)，用于把信息信號記錄在磁記錄載體上。
全文摘要
寫入放大器(4)包括四個電流鏡(14、22、30和38)，四個電流鏡由在電流鏡的輸入端(16、40、24、32)之間的兩個可開關浮動電流源(46、48)一次接通兩個，以產生通過寫入頭(2)的交變極性的寫入電流。在寫入頭(2)兩端的寄生電容和在寫入端(6、8)的寫入放大器(4)的寄生電容通過前饋電容器(170、172、174、176)來補償。在寫入頭(2)的兩端(6、8)高阻抗使寫入頭(2)兩端的共模電壓通過共模電路能被固定在任一所要求的電壓值上。
文檔編號H03F1/14GK1169200SQ96191537
公開日1997年12月31日 申請日期1996年11月12日 優(yōu)先權日1995年11月21日
發(fā)明者J·N·V·L·拉馬爾霍, E·B·M·F·德斯波尼特斯 申請人:菲利浦電子有限公司