使超磁阻磁头重新初始化的前置放大器偏置模式

本发明总体上涉及用于读取从磁介质(例如磁盘以及磁带)等传递的 磁通的传感器，特别涉及用于把失去初始化后的GMR磁头重新进行初始 化的方法和设备。

传感器通过由磁性材料制作的磁阻元件的电阻变化，检测作为由元件 传感的磁通量的强度和方向的函数的磁场信号。通常的MR传感器根据各 向异性磁阻(AMR)效应进行工作，其中元件电阻分量随着元件中的磁 化方向与传感器的方向或者通过元件的偏置电流之间的角度的余弦平方发 生变化。

MR传感器常应用在磁记录系统中，这是因为当外部磁场从记录磁介 质(信号区)沿着MR读取磁头中的磁化方向上产生变化时能够从磁介质 读取记录的数据。这又反过来产生MR读取磁头中的电阻变化和检测电流 和电压的相应变化。

在多种磁分层结构中人们观察到了不同和更明显的磁阻，这种磁阻称 为超磁阻(GMR)。GMR传感器的主要特征是至少包括用非铁磁金属 层隔开的两个铁磁金属层。这种GMR效应被发现存在于多种体系中，例 如存在于Fe/Cr或Co/Cu这样的显示出铁磁层的强反铁磁耦合的多层 体中，以及存在于固定或牵制了2个铁磁层之一的磁化方向的实际上不耦 合的分层结构中。在所有类型的GMR结构中，其物理起因都是相同的： 使用外部磁场在相邻铁磁层的磁化的相关方向上产生变化。这也反过来产 生传导电子的旋转散射中的变化以及结构的电阻变化。结构电阻随着铁磁 层的磁化的相对校直而变化。

特别实用的GMR效应的应用是由通过1个非磁金属隔离层隔开的2 个仅有弱耦合铁磁层组成的夹层结构，其中，铁磁层中有一层的磁化方向 受到了牵制。这种牵制可以通过在1个反铁磁层例如铁-锰(Fe-Mn) 层上沉积要牵制的铁磁层获得，以产生2个层之间的界面交换耦合。通过 加热到超出反铁磁层的阻塞温度以及在具有预定方向的磁场的存在下进行 冷却，可以沿着(层平面中)所希望的方向调准反铁磁层的旋转结构。

阻塞温度是这样的温度，在该温度下，由于反铁磁层的局部的各向异 性随着温度减小，并变得非常小以致于把反铁磁旋转固定在晶格上，因此 交换各向异性将消失。未受牵制的或者说自由的铁磁层还可以使其外沿(中 部有效传感区的任一个面上的自由层部分)的磁化在垂直于牵制层的方向 上被固定，以致使得只有自由层的中间区域的磁化能够在外部磁场的存在 下转动。自由层的外延部分可以通过纵向较强的偏置或者交换耦合到反铁 磁层上而被固定。但是，如果使用交换耦合，则反铁磁材料不同于被使用 在把牵制层进行牵制的反铁磁材料，典型的是镍-锰(Ni-Mn)，这样 形成的结构称为旋转阀(SV)MR传感器。然而，为清楚起见，在这里 术语“GMR传感器”用于指旋转阀以及GMR传感器。

在GMR传感器中，仅有自由铁磁层能够在外部磁场存在下旋转。转 让给IBM公司的美国专利5759513号公报中揭示了一种GMR传感器，其 中，至少一个铁磁层是钴或钴合金层，而且当不存在外部提供的磁场时， 通过把被牵制的铁磁层交换耦合到反铁磁层上，保持两个铁磁层的方向相 互基本垂直。

同样是转让给IBM的美国专利5206590号公报中也揭示了一种基本的 GMR传感器，其中，自由层是具有中央有效区域和端部区域的连续薄膜。 通过交换耦合到一种反铁磁材料上，把自由层的端部区域进行交换偏置， 而且通过交换耦合到另外一种不同的反铁磁材料上，把被牵制层进行牵 制。

GMR传感器取代了通常的基于AMR效应的MR传感器。它们具有用 作为例如反阻塞制动系统中的外部磁场传感器以及硬磁盘驱动器的磁记录 系统中的读取磁头的潜能。然而，一般通过典型地把一个Fe-Mn反铁磁 层沉积在钴(Co)或者透磁合金(Ni-Fe)的铁磁牵制层上制成的GMR 传感器存在这样的问题，即对于该表面的阻塞温度的范围相对较低，温度 只能从大约130℃扩展到大约160℃。这些温度在磁盘驱动器运行期间就 因某些热效应就可能达到，例如，驱动器内部周围温度的增加，偏置电流 使GMR传感器发热，以及随着磁头承载器接触到磁盘上的粗糙部分而引 起的GMR传感器的迅速发热。另外，在磁盘驱动器的装配中可能通过由 于产生于常被称为电超应力的静电放电的电流而使GMR传感器发热。

如果这些热效应的任何一个引起GMR传感器超过反铁磁的阻塞温 度，则牵制层的磁化在所希望的方向上将不会长期地被牵制。这将导致 GMR传感器的灵敏度对于外部提供磁场的变化，从而产生从磁盘进行数据 回读时发生错误。

而在磁记录中使用的MR以及GMR传感器的高度由机械研磨处理决 定。这种机械处理过程使传感器在高度方面产生很大的公差。典型地，平 均高度为1.5μm的传感器能够从传感器到传感器由0.7μm变化到大约 2.3μm。传感器电阻也表示出从传感器到传感器的大范围公差。如果这样 的传感器使用电流脉冲复位，则在最高电阻即具有最小传感器高度的传感 器中损耗I2R将成为最大，出现在这种传感器中的温度也将最高。

如果不是用电流脉冲而是用电压脉冲复位传感器，则所产生的电流密 度与传感器的高度无关，在所有的传感器中都相同。与脉冲有关的传感器 中的温升能够计算为与电流密度的平方成正比。因而，所有用电压脉冲复 位的传感器都将经历同样的温升而与传感器的高度无关。

因此，可以看出，业界存在着希望使用电压波形而不是电流脉冲把失 去初始化后的GMR磁头进行重新初始化的需求。

另外，还可以看出，业界还存在着对这样一种方法的需求，该方法用 于把多个GMR磁头进行重新初始化使得所有GMR磁头具有相同方向， 从而防止GMR磁头的一半部分从支座向相反的方向翻转。

另外，还可以认为业界存在着对这样一种设备的需求，该设备能够在 制造的不同过程中对GMR磁头重新进行初始化。

为了克服上述现有技术中的限制以及克服读了本申请之后会理解的的 其它限制，本发明揭示了一种用于GMR磁头或者传感器在失去初始化以 后重新进行初始化的方法和设备。

本发明通过提供一种用于使用电压波形而不是电流脉冲在GMR磁头 失去初始化以后重新进行初始化的方法和设备来解决上述问题。而且，根 据本发明的另一方面，一组GMR磁头被重新初始化后可以具有相同的磁 化方向。另外，通过设定电压波形的形状可以实现对GMR磁头重新初始 化的改善。最后，本发明的设备能够在制造过程的不同阶段或者在记录设 备自身上进行GMR磁头进行重新初始化。

对应于本发明原理的方法包括：在第1方向上给GMR传感器施加一 个电压波形，上述电压波形在第1时间结束，并且具有用于把GMR传感 器激励为高于阻塞温度的第1幅度和用于设置GMR传感器磁化方向的第2 幅度。

对应于本发明原理的系统的其它实施例还可以包括可替换的或者可任 选的附加特征。本发明的这些特征之一是波形幅度具有衰减形状。

本发明的另一个方面是波形具有慢于GMR传感器的冷却速率的衰减 速率。

本发明的另一个方面是波形具有倾斜斜面形状。

本发明的另一个方面是波形具有阶跃形状。

本发明的另一个方面是阶跃波形具有与用于把GMR传感器加热到高 于阻塞温度的第1幅度相等的第1阶跃值以及与第2幅度相等的最终定向 阶跃值，该最终定向阶跃值高于标准偏置电平。

本发明的另一个方面是阶跃形状具有与用于把GMR传感器加热到高 于阻塞温度的第1幅度相等的第1阶跃值以及与第2幅度相等的最终定向 阶跃值，该最终定向阶跃值等于标准偏置电平。

本发明的另一个方面是波形为正电压波形，即，沿GMR传感器建立 一个极性与使用传感器进行读取时所需要的标准偏置电流相同的电压。

本发明的另一个方面是波形为负电压波形，即，沿GMR传感器建立 一个极性与使用传感器进行读取时所需要的标准偏置电流相反的电压。

本发明的另一个方面是选择电压波形信号的第1幅度，以便仅仅在多 次沿GMR传感器定向以后产生GMR传感器的磁化方向的复位。

本发明的另一个方面是电压波形的幅度是这样确定的：连续地增加第1 幅度直到GMR传感器不出现错误条件为止。

本发明另一个方面是本发明的方法包括：从一个磁场源把相对于GMR 传感器具有第1取向的第1外部磁场加到GMR传感器上，在第1外部磁 场施加期间使用第1电复位波形把GMR传感器偏置为朝向一个第1方向； 其中，上述第1电复位波形在第1时间结束，在第1时间以后把磁场的极 性翻转，把具有第2取向即相对于GMR传感器相反方向的第2磁场加到 GMR传感器上，在第2磁场施加期间使用第2电复位波形把GMR传感器 偏置为朝向一个第2方向；其中上述第2电复位波形在第2时间结束，并 且在第2时间以后移去第2外部磁场。

本发明的另一个方面是本发明的设备包括：至少一个GMR传感器， 一个连接到至少一个GMR传感器上、用于支撑上述的至少一个GMR传 感器的悬置部件，以及与上述的至少一个GMR传感器相连、用于产生把 至少一个GMR传感器进行复位的复位波形的复位波形发生器。

本发明的另一个方面是本发明还进一步包括读/写模块，其中，读/ 写模块与复位-脉冲发生器对接在一起，以便向至少一个GMR传感器提 供复位脉冲。

为了更好地理解本发明以及通过本发明的使用而得到的其优点和目 的，请阅读构成本发明更深层部分的附图以及详细说明部分。本发明的详 细说明部分中描绘并说明了根据本发明实现的一个设备的具体例子。

下面涉及到参考图，其中相同的参考符号始终表示相同的部分。

图1示出了使用GMR传感器以及再生系统的磁记录磁盘驱动器的简 单框图。

图2是移去了盖的图1的磁盘驱动器的俯视图。

图3是本发明的旋转阀传感器的断面图。

图4描绘出用于确立旋转阀传感器或GMR磁头的预定磁化方向的另 一种技术。

图5A和5b示出了提供可用于重新初始化GMR磁头的复位电压波形 图。

图6A-e示出了本发明的用于重新初始化GMR磁头的复位电压波 形。

图7A-c示出了本发明的GMR传感器能够被复位的装配标准。

图8示出了本发明的外部电气部分的框图。

图9示出本发明的内部电气部分的框图。

图10A-b示出用于产生负复位脉冲的返回电路方案。

图11示出读/写模块中内部电路的电路框图。

图12示出本发明的H-驱动器电路。

图13示出本发明的单端输入带通滤波器的电路图。

图14示出了为了复位GMR传感器或者磁头而实现增加偏压的电路。

图15示出外部/内部电气部分的框图。

在下面的实施例详细描述中，参考了作为本申请文件的一部分的附 图，附图中示出了本发明的一个具体实施例。值得注意的是，在不脱离本 发明的范围的情况下，可以对本发明进行结构上的变化，也可以使用其它 实施形式。

本发明提供了一种用于把失去初始化后的GMR磁头进行再初始化的 方法和设备。本发明使用电压波形而不是电流脉冲对GMR磁头进行再初 始化。另外，根据本发明进一步的方面，还可以把一组GMR磁头再初始 化成具有同样的磁化方向，从而防止对磁头一半部分上的再生信号产生不 利影响。另外，通过设定复位电压波形的形状来改善对GMR磁头的再初 始化。本发明还可以在制造过程中的不同阶段/或在磁盘驱动器中对GMR 磁头进行再初始化。

图1示出了本发明将GMR传感器作为读磁头、并且设有GMR传感 器复位机构的磁记录磁盘驱动器100。该磁盘驱动器包括一个基座110， 上面装有一个磁盘驱动马达112、致动器114以及盖111。基座110和盖 111为磁盘驱动器提供了基本上密封的机壳。典型情况下，在基座110和盖 111之间设置一个垫圈113和一个用来平衡磁盘驱动器内部和外部电路境 之间压力的小通气孔(未图示)。磁记录磁盘116通过轮毂118与驱动马 达112相联连，以便用驱动马达112驱动磁记录磁盘116旋转。在磁盘116 的表面有一层薄的润滑膜150。在载体例如空气轴承滑块120的后端设有 读/写磁头或换能器125。换能器125典型的是与GMR传感器读元件一起 的感应性写元件(图1中未示出)。滑块120通过一个刚性硬臂122和悬 置部件124与致动器114相连接。悬置部件124提供一个偏置力，把滑块 120推到记录磁盘116的表面上。

在磁盘驱动器的运行过程中，驱动器112以固定速度使磁盘116旋转。 致动器114一般是线性或旋转音圈马达(VCM)推动滑块120在磁盘116 的表面大致呈径向移动，以便使读/写磁头能够到达磁盘116上的不同数据 记录道。如在本技术领域内众所周知的那样，读元件不仅读取数据，而且 还读取预先记录在磁盘上的伺服定位信息，这些伺服向定位信息通常情况 下存放在磁盘上以一定角度间隔设置并且处于数据记录道的伺服扇区中。 一个数字控制系统读取并且处理这些伺服信息，从而控制发送到VCM的 电流量。通过这种方式，磁头在读写执行过程中一直保持在记录道上，并 且精确地在记录道之间移动，从而可在全部记录道上进行读写。

图2是去掉盖的磁盘驱动器内部的俯视图200，并且更清楚地说明了 为滑块220提供一个力把其推向磁盘216的悬置部件224。悬置部件可以 是常规类型的悬置部件，例如在IBM的美国专利4,167,765中描述的熟知 的Watrous悬置部件。这种悬置部件还提供了一个装有万向接头的滑块的 附件，使滑块可以依靠空压轴承倾斜以及滚动。通过换能器225从磁盘216 上检测的数据由位于臂222上的集成电路支路电子(AE)模块(称为读/ 写模块或读/写IC)的215中的信号放大器和处理电路处理成数据回读信 号。来自换能器225的信号经软电缆217到达模块215，再通过电缆219 送出其输出信号。

以上结合本发明以及附图1、2对磁记录磁盘驱动器的描述仅是出于 说明本发明的目的而作的限定。磁盘驱动器可以包含多个磁盘和致动器， 而每个致动器又可以支持多个滑块。

图3示出一个可实施本发明的旋转阀传感器300。图3是包含旋转阀 300的基底301的空压轴承表面的平面图。该基底的空气轴承表面通常在气 垫上滑行，从而使之与磁数据储存媒体(如磁盘或磁带)分开。

传感器300包含多个实际上平行的层，包含一个反铁磁层302、一个 被牵制的铁磁层303、一个感应层304和一个自由铁磁层305。传感器300 还包括强偏置层315-316，它们的作用将在后面详细讨论。传感器300 位于一个处在基底301顶端的绝缘体107上。相邻的层相互之间最好处于 直接的原子(atomic)接触状态。

反铁磁层302包含适合在旋转阀中用作牵制层的反铁磁材料的类型和 厚度，如400/NiO层。铁磁牵制层303包含适用于旋转阀中的层的铁磁 材料的类型和厚度，如大约10-40/Co。感应层304包含适用于旋转阀中 层的感应材料的类型和厚度，如大约20-30/Cu。铁磁自由层305包含适 用于旋转阀中用作自由层的铁磁材料的类型和厚度，如大约30- 150/NiFe。强偏置层315-316提供所希望的静止磁化的自由层305。强 偏置层315-316最好含有高矫顽磁性的磁性材料，如CoPtCr。

虽然上面对传感器300进行了详细说明，但除了上面的例子之外，许 多其它的传感器设置也可以运用本发明。例如，通过阅读本发明而获益的 普通技术将清楚地认识到对于上述的特殊材料和厚度还有多种选择。

传感器300示出了一种预定义磁化。传感器300包括铁磁303/305和 反铁磁302的磁化按照本发明进行。传感器300可以在初运行(如制作或 安装过程)之前磁化。或者，在传感器300由于损伤性高温如静电放电而 失去磁化方向时，可以在运行一段时间之后再磁化传感器300。传感器100 的磁化过程将在后面详细讨论。

无论是在传感器300的初运行之前或之后磁化，传感器300的被磁化 部分最终都将给出同样的磁构造。特别地，反铁磁层302具有沿方向310 的磁化取向。为了说明方便，在这里运用了常规的方向标记，一个圆点代 表向纸外的方向(像箭头)，一个带圈的X代表向纸内的方向(像箭尾)。 由于在层302-303之间有反铁磁交换耦合，所以邻近的铁磁牵制层303 有一个被牵制在平行方向311上的磁矩。

与牵制层303不同，自由层305有一个能够自由地响应外部磁场(例 如那些来自磁储存介质的磁场)的磁矩。自由层305通过改变其磁矩对外 界磁场作出响应从而改变旋转阀300的电阻。在没有任何外部磁场时，自 由层305自身定向在与方向310-311成90°的方向313上。这种静止的 磁化方向归因于强偏置层315-316对自由层305的偏置。

传感器300还可以包括各种附件，用来确定通过传感器300的电流和 磁场的方向。例如，可以使一个小而稳定的传感电流被定向为通过传感器 300从而对于基于GMR效用的传感器300的运行提供一个散射电子源。在 其它时间，把一个相对大的电流脉冲或波形被定向为通过传感器300，从 而建立传感器300的磁化方向。图3还示出了与有助于确定穿过传感器300 的电流的各种特征有关的传感器300。

为了便于与感应电流源312间的电子连接，把传感器300附在一对互 补的引导件308-309上。引导件308-309还有利于与脉冲电流源323 的电连接。更好的方案是，引导管308-309包含具有一个50/Cr下层的 500/TA层，或者合适厚度和类型的其它感应材料。将引导件附着于磁阻 传感器和旋转阀是一个众所周知的技术，如同在普通技术中所熟知的那 样。

用于建立旋转阀传感器或者GMR磁头预定磁化方向的技术已经被开 发出来，并在一个未决申请中被揭示，它们都属于美国专利申请 No.08/855,141，这里结合了该技术作为参考。下面将参考图3进行说明该 技术。

通过引导件308-309，脉冲电流源323使一个脉冲电流流过层303- 305。脉冲电流主要用来加热反铁磁层，使其超过其阻塞温度。作为磁化偏 置的一个附加措施，脉冲电流源323可以被设计成为沿适当的方向提供脉 冲电流，从而加强反铁磁层302在方向310上的偏置。脉冲电流从引导管 309流向引导件308。为满足上述目的，电流源323具有一个合适的装置以 便提供一个足够幅度和持续时间的电流脉冲，使反铁磁层302超过其阻塞 温度，因此使得该层以及与其相联的铁磁牵制层303的磁化方向自由化。

除了加热以外，上述电流脉冲还产生一个磁场，从而依据众所周知的 电磁学右手法则来磁化定向反铁磁层302。脉冲电流持续足够长的时间， 以去除反铁磁层302的所有磁化方向，并且由通过电流产生的磁场对这些 层重新定向。

反铁磁层302的磁化方向具有牵制铁磁牵制层303的磁化方向的作 用。这是因为在反铁磁-铁磁对302/302之间的强大的交换耦合而产生的。 更具体地讲，反铁磁层302在与自身方向平行的方向上牵制了铁磁牵制层 303。然后由脉冲电流源323提供一个偏置电流来使铁磁层305的磁场定 向。

图4示出了用于建立旋转阀传感器或GMR磁头的预定磁化方向的另 一种技术，该技术如在目前处于未决状态并且也属于申请人的美国专利申 请08/854,978，该申请于1997年5月13日递交，这里结合了该技术作为 参考。在图4中，磁场源400产生外部磁场，去复位安装好的致动器组件 402中的GMR传感器，安装好的致动器组件402包括多个设置在相关致动 器臂406上的读或读/写头404、405。在反铁磁层被加热到超过其阻塞温 度后，源400开始工作把外部磁场引入到传感器404、405中。

该外部磁场有助于突破上述单独依靠电流脉冲的内部磁场来磁化定向 旋转阀反铁磁层的技术的限制。因而，外部磁场确保了传感器404、405 由足够均匀而且足够大的磁场来定向。

如上述对反铁磁层的大电流加热脉冲的要求，磁场源400最好包含一 个电磁铁或其它足够产生足以定向反铁磁层的磁场源。外部磁场沿同一方 向450偏置每个磁头404。

组件402包括向上的磁头和向下的磁头，朝向通过它们的空压轴承的 朝向也就是磁头是在磁盘的顶面还是底面运行来定义。因此，来自所有向 上或向下的磁头的牵制层磁化方向必须翻转，以便与剩下的磁头的牵制层 极性匹配。

但是，这些用于建立GMR磁头的预定磁化方向的以往技术都有一些 缺点。首先，条纹的电阻会因制造过程的不确定而变化。这些条纹被研磨 到预定的高度。然而，由于研磨过程的公差，条纹的高度会改变，而条纹 电阻和高度成反比关系。因此，提供持续的电流将导致一些磁头过热而损 坏，而同时其它磁头却没有达到超过阻塞温度的温度而无法复位。

其次，在使用以往技术进行再初始化后的多个GMR磁头中向上的磁 头和向下的磁头的磁化取向导致反向排列的磁头，从而引起磁头一半部分 的再生信号的恶化。

因而，需要在静电放电(ESD)或其它电、热或磁超压后能够产生电 子复位波形、把一个或多个GMR磁头复位成初始磁状态的方法和设备。

图5A和5b示出用于再初始化GMR磁头提供的复位电压脉冲510、 512的曲线图500、502。依赖建立在GMR传感器中的磁偏置方向，可以 施加和标准偏置电流有相同电压极性510或相反极性512的复位脉冲。复 位脉冲可以施加到超出时刻t2 520，即标准偏置电平530的起始。因此， 复位脉冲510、512后面可以立即跟随标准偏置530(例如，没有一个零 偏置间隔540(t1=t2))。因此，电压复位脉冲510、512可以用来再初 始化GMR磁头而不危及磁头本身。

下面参考图4进一步论述本发明如何克服把多个GMR磁头中定位成 相反的向上和向下的磁头进行再初始化时出现的问题。如上所述，磁场源 400可以在脉冲信号加热反铁磁层使其超过其阻塞温度后，提供一个外部磁 场使402中的传感器404、405复位。然而，本发明中，通过只是把复位 电压提供给被用磁场源400偏置成产生第1磁场极性450的磁头404，仅 把朝向第1方向的GMR磁头(例如向下的磁头404)进行再初始化。然 后，在将其磁场极性翻转为状态452的外部磁场400的存在下，仅把一个 脉冲提供给例如向上的磁头405这样的朝向第2方向的GMR磁头，并且 进行加热到它们的反铁磁铁层到超过阻塞温度。这样，所有的磁头404、 405都被再初始化成相同磁化方向，从而得以消除磁头404或磁头405的再 生信号的恶化。

从磁头组组件到磁盘驱动器成品的制造过程中都可以应用上述技术。 无论需要与否，都可以始终把本技术提供到所有磁头，或者只在诊断一个 磁头需要复位后再使用本技术。因此既可以只在某个特殊的磁头上使用本 技术，也可以在组中的所有磁头上使用。

在再初始化GMR磁头的过程中，除了阶跃脉冲，也可以得到能够把 反铁磁层加热到阻塞温度之上的充分的脉冲。尖锐的阶跃脉冲难以得到。 另外，最初很大的加热脉冲必须减少到一个较低的电平，或者必须施加标 准偏置信号，以便在反铁磁层温度降低至阻塞温度以下之前一直保持磁性 层的磁化方向。

图6a-e示出了本发明的再初始化GMR磁头的信号波形610,612、 614、616。图6a示出了一个负指数衰减脉冲610。图6a中的脉冲610 有一个初始幅度620和持续时间622，以便GMR传感器的材料和结构一 起被加热到高于阻塞温度。选择合适的复位脉冲610的衰减速度(如斜率)， 以便GMR传感器的材料温度的衰减速度比复位脉冲610的衰减速度快。 在GMR传感器的材料温度降到低于阻塞温度时，复位脉冲610的残余幅 度产生一个足以定向GMR传感器的磁偏置层的磁场。当温度下降更快时， 该磁化方向就被“冻住”。

复位脉冲形状可以是如图6a中所示的负指数衰减脉冲610或者如图6b 所示的斜坡状脉冲形状612，或者是如图6c和6d所示的阶跃状脉冲形状 614、616。图6c的阶跃状脉冲提供了加热GMR传感器的材料到高于阻 塞温度的第1阶跃值630和高于标准偏置电平634的最终定向阶跃值632。 图6d的阶梯状脉冲提供了等于标准偏置电平644的最终定向阶跃值。

图6e示出具有峰值幅度650的波形，该峰值幅度通过连续增加652的 幅度直到达到阻塞温度而使GMR传感器不显示回读错误条件为止来确 定。然后，波形656降到第2电平658，第2电平658可以等于标准偏置 电平654。

本技术领域中的熟练人员将容易地辨别出提供给如图6A-e所示的所 有正向复位脉冲或负向复位脉冲(未示出)的复位脉冲波形，其中，正向 复位脉冲的电压极性与标准偏置电流产生的电压极性相同而负向复位脉冲 与标准偏置电流产生的电压极性相反。另外，本技术领域中的熟练人员还 将发现可以选择图6a-e所示的波形幅度以便仅在(该波形)被定向为多次 穿过GMR传感器后进行GMR传感器磁化方向的复位。

图7a-c示出了装配标准710,712,714，这其中可按照本发明来复 位GMR传感器。图7a示出了一个致动器装配标准。图7A中，GMR传 感器720由位于致动器臂524上的悬置部件722所保持。为处理由软电缆 727传送的读写信号，提供了一个读/写模块726。音圈728用于控制GMR 传感器720在记录介质(在图7A未示出)上的位置。

在图7a的致动器装配标准中，可以把本发明的复位脉冲从外部提供给 所有GMR传感器720(大范围复位)，或者仅提供给那些被认定需要复 位的例如表示出不良回读信号幅度的GMR传感器720(选择性复位)。 对于后一种情况，读/写模块726未激活(即，该方案实施外部复位)。 读/写模块726还包括附加的电子封装部分(如连接线和密封件)。

图7b示出了另一个装配标准，即磁盘封入标准712。图7b中，由读 /写模块726通过与磁盘封入连接器730连接的软电缆728在磁盘封入729 中对GMR传感器720进行外部或内部复位。图7b示出了位于磁盘732上 的GMR传感器720。

图7c示出了一个已完成了的磁盘驱动器装配标准714，在这里只能通 过读/写模块对GMR传感器进行内部复位。完整的磁盘驱动器组件包括 用来密封内部的一个硬磁盘驱动电路的磁盘密封件729。该硬磁盘驱动电 路产生内部复位并且还可以用于磁场中复位。另外，当读/写模块与GMR 传感器连接时，可以混合进行内部和外部复位。为控制磁盘驱动器，提供 了一个系统接口740。

图7A-c示出了外部和内部复位的两个电气实施部分。更进一步，可 以把这些电子实施部分混合成一个外部/内部复位实施部分。

图8示出了本发明的外部电气部分的框图800。外部电气部分包括支 撑GMR传感器812的支架810、便于与GMR传感器812连接的机械固 定件820、复位脉冲发生器822以及从函数发生器到GMR传感器812的 电连接器824。以上描述的方法可以分别或者共同使用于所有GMR传感 器812。用与电连接器串联的多路复用器830可以选择性地控制与所有 GMR传感器812的连接。作为一种选择性复位，可以根据执行测试的结果 决定是否复位GMR传感器812。

可以通过分析回读幅度、监视数据错误率、检测是否出现硬件错误或 者用似稳GMR传感器反应试验来检测错误条件。似稳GMR传感器反应 试验是通过读取在GMR传感器敏感的方向上缓慢增强的磁场，然后测量 GMR传感器的电阻或者作为磁场的函数的前置放大器的输出。

复位脉冲发生器822既可以是程序控制的也可以设计成提供用于复位 GMR传感器812所需的复位脉冲。另外，复位脉冲发生器822可以是具有 与标准操作过程中使用的标准偏置相同或相反的极性的电压型或电流型。 电连接器824可以是测试电极，其测试脚与连接GMR传感器812的连接 垫相连。

图9示出了本发明的内部电气部分的框图900。内部电气部分使用位 于读/写电路952上的即附加的复位脉冲电路950作为电连接器。复位脉 冲电路950的复杂程度取决于附加在读/写电路952上的GMR传感器912 的数量。无论是模拟960还是数字962的输入/输出线都可以用来控制复 位脉冲电路950。另外，所有内部电气部分都可以和单端或者不同设计的 读/写模块952一起使用。

因为读写模块952可以使用单个或两个电源供电，而GMR传感器912 需要正向复位脉冲，所以复位脉冲电路950用供电电源电压964为电流或 电压复位脉冲生成所需的特性。

相似地，因为读/写模块952使用双电源供电，而GMR传感器912 需要负向复位脉冲，所以复位脉冲电路950用电源供电电压964为电流或 电压复位脉冲生成所需的特性。

另外，当要求负向复位脉冲时，可以与读/写模块952共同使用具有 不同放大器的单电源供电。根据该构造，可以把GMR传感器912的电位 控制在地电位和电源供电电压之间。

图10A-b示出了用于产生负向复位脉冲的返回电路的电路图1000、 1010。这里读/写模块只用了单电源供电，并有一个端子接地。在这种情 况下，可以由设计为返回并使用了电源供电电压1012、开关1014、1016 及反应元件1020、1022构成的附加电路得到负向复位脉冲，并且调节该 负向复位脉冲。可以使用两种返回拓扑：一种用电感器1020，另一种用电 容器1022。图10A用电感器1020产生负向复位脉冲。图10b用电容器1022 产生负向复位脉冲。

图10A-b所示的电路诱发返回电压或电流，以产生低于地电位的电 位。然后使用返回电流或电压提供产生复位脉冲所需的偏置。另一种情况 是返回电流或电压可以利用自身来产生复位脉冲。

在图10A-b中，通过闭合第1开关1014、断开第2开关1016来诱 发电流1024或电压1026。到复位时刻(t2)，断开第1开关1014并闭 合第2开关1016，并且利用返回电流或电压产生GMR复位所需的复位脉 冲。可以用标准有源硅器件例如双极型、CMOS、JFE T及MOSFE T 晶体管构成开关1014、1016。图10A-b所示的二极管D1 1032和nx D1 1030也可以用开关型有源硅器件代替。如图11所示，返回电路的输出 Iout1040或Vout1042与整形电路相连。

图11示出了读写模块的内部电路的框图1100。图11示出整形电路 1110、返回电路1112和I/O控制电路1114的设置。在图11中，整形 电路1110把复位脉冲变形为用于复位GMR传感器所需要的特征的复位脉 冲。使用了已存在的电连接器1120、1122。复位脉冲电路的复杂程度取 决于GMR传感器的数量，需要的整形特征以及需要的是正向还是负向的 复位脉冲。图11包括用于产生负向复位脉冲的返回电路。在读/写模块中 包括标准偏置和信号放大电路1140。

另外，对于翻转偏置方法而言，可以用与写驱动器中对于感性珠 (inductive bead)使用的构造类似的H-驱动器构造。图12示出了H- 驱动器电路1200。H-驱动器构造具有作为负载的GMR传感器。通过H -驱动器输入的逻辑状态控制提供给GMR传感器1210的复位电压VR的 极性。

例如，通过闭合开关1220、1222以及断开开关1230、1232可以正 向偏置GMR传感器1210。通过断开开关1220、1222以及闭合开关 1230、1232可以翻转对于GMR传感器1210的极性。翻转偏置的持续时 间可以由连接到H-驱动器开关上的定时电路或者脉冲控制线路控制。用 于翻转偏置方法的H-驱动器的另一个实施例可以包括例如晶体管这样的 有源器件，而不是开关1220、1222、1230、1232。

增强偏置方法是另一种用于复位GMR传感器的复位脉冲电路。增强 偏置方法使用已有的标准偏置电路为复位提供短暂增强的偏置。图13示出 单端输入前置放大器1300的电路图。图13中的单端放大器1300使用了单 个电源供电1310与用于复位GMR传感器1330的增强偏置1320。

图14是用于进行复位GMR传感器或磁头的增强偏置的电路1400。 一旦决定复位GMR传感器1410，则选择一个参考磁头1412。把参考磁 头1412的电阻值选择为高于GMR磁头1410的电阻。然后前置放大器控 制偏置电流流过参考磁头1412，以便与标准偏置电流1422的大小相等。

现在，使用开关1430选择为电路1400接通复位GMR磁头1410以便 进行复位。包括运行传导放大器1420的偏置控制电路初始把一个与提供给 参考磁头1412相同的电压提供给该GMR磁头。这通过图14中偏置控制 环中的电容器C11440实现。只有在一定的(控制环的)反应时间之后，偏 置才等于通过GMR磁头1410的标称偏置电流。

从参考磁头1412到复位的GMR磁头1410的转换导致最初通过GMR 磁头1410的电压脉冲比标准偏置电压大。这个电压的大小是：

Rref×IbiAs

其中Rref是参考位置上的电阻，IbiAs为稳态偏置电流，这个电流在所 有磁头上都相同。参考磁头位置1412可以是单一模式选择器，在这里电阻 可以是由一系列或平行的混合器定义的程控电阻或者是可以用选择电路选 择的电阻网络。

图15示出外部/内部电气部分的框图1500。该外部/内部电实施部 分包括支架1510、GMR传感器1512、便于与GMR传感器1512电连接 的机械固定件1520、复位脉冲发生器1522、从复位脉冲发生器1522到 GMR传感器1512的电连接件1524及读/写模块1550。在该实施方案中， 读/写模块1550提供了与GMR传感器1512的电连接，并且使用模拟I /Os 1524连接到复位脉冲发生器1522。模拟I/O连接器(s)1524 既可以各自访问一个GMR传感器1512也可以用平行的访问这些GMR传 感器。复位脉冲发生器1522与以上外部实施部分的描述一样使用。

为了进行说明和描述本发明对于本发明的典型实施形态，进行了上面 的说明。然而，该实施形态并不是完全的，而且也不是要把本发明严格限 制在所述的形态。上述技术中可以有许多修改和变形。也就是说本发明的 范围并不受限于该详细描述，而由附加的权利要求所定义。