磁电阻磁头结构设计与计算机仿真三辊机IPTV铝焊丝防水墙均衡器
磁电阻磁头结构设计与计算机仿真*
The Structure Design and Computer Simulation
for Magnetoresist过滤芯ance(MR) Magnetic Head
Luo Gan,Zhang Shenghua,Wang Yuehuan
Department of Computer Science and Technology,Huazhong University
of Science and Technology,Wuhan 430074干燥器 ABSTRACT In this paper,the structural parameters design and computer simulation foEMS-GRIVORY又开发了全新的、超高耐热性和稳定性的聚酰胺GriovryHT2VS-HH系列r MR magnetic head are discussed.MR head can be used in high-density magnetic recording technology to raise SNR of the readout signals.It is also of great importance in realizing higher track and bit density,as well as miniaturization,for magnetic disks.
KEY WORDS MR magnetic head, computer simulation, recording density1 前言
随着磁盘驱动器容量的不断提高和磁道愈来愈窄,磁头结构参数的选择也很关键,存储系统采用的磁头种类很多,如铁氧体磁头、组合铁氧体磁头、金属气隙(MIG)磁头、薄膜读写磁头等,但目前研究的MR磁头应用于高道密度光刻伺服磁盘中,却有可观的读出信噪比,因此对MR磁头结构参数进一步研天量M2被清算的时刻行将来到究具有重要意义。MR磁头不同于常规感应式磁头,它是检测磁场的大小,不是检测磁场的变化,磁盘转速的变化不会影响读出信号的大小,利用MR头可以补偿由于位密度的提高而对电路及机械结构的进一步要求,不影响读出电压的大小。在研究磁电阻磁头结构优化设计、制造和应用实验过程中,采用放大模型法研究磁电阻磁头结构,利用计算机仿真来研究MR磁头各参数间的关系。2 MR磁头模型结构设计
最简单的磁电阻磁头是非屏蔽的(unshielded MRH),介质磁化产生的磁力线可全高度进入MR元件,早期应用于磁带机燃烧中。由于MR元件分辨率低,位间干扰严重,随着磁盘道密度和位密度的不断提高,采用屏蔽式磁电阻磁头(Shielded MRH)作读出传感器,以减小道间及位间串扰,提高磁头读出分辨率。屏蔽式MR磁头放大结构原理如图1所示:图1a为屏蔽式MR磁头放大结构原理图,图1b为MR元件层计算坐标图。图1 (a)刀板屏蔽式MR磁头放大结构原理图(b)MR元件层计算坐标图 屏蔽式MR磁头结构通过磁电阻变化来测出磁场信号,其输出电压由提供的励磁电流控制,若将MR薄膜放置在两个软磁屏蔽层之间,则可另外用于位密度很高的磁记录系统中[1,2],信号磁通主要进入到MR元件的下端,再进入屏蔽层,可将MR元件夹在软磁磁通导向块之间,如图2所示。由于MR元件的ρ~H特性是非线性的,采用偏磁场法及倾斜电流偏磁法可使信号响应线性化[3]。为了优化磁头设计,读数据的方法与铁氧体及薄膜磁头类似,并允许执行宽写入窄读出方法。采用坡莫合金材料作MR薄膜材料,将MR元件的结构模型做成细片状,以增大电阻值,如图3所示。图2 MR元件软磁磁通导向块结构图3 MR元件结构尺寸图 电阻率变化规律由ρ=ρ0+Δρmaxcos2θ描述;式中ρ0为无外加磁场时材料本身的各向同性电阻率;Δρ为有外加磁场时的电阻率变化率;θ为磁化强度矢量与外加电流密度矢量之间的夹角。3 计算机仿真
根据图1所示的MR头结构形式,采用矢量磁势函数A来描述磁场分布,设Hb为MR元件中的偏磁场,I1、I2分别为偏磁导体层中电流,g1、g2分别为MR元件层左右侧距屏蔽层距离,t1为MR元件层厚度,t2为屏蔽层厚度,t3为偏磁导体层厚度,t为MR元件层与偏磁导体层间距,d为MR头底面至介质表面的距离。
将偏磁导体中分别通以电流I1、I2可求出MR元件中的偏磁场Hb,改变导体中的电流大小可使MR元件得到不同的偏磁场。这里采用有限元法计算磁场,可以使结构设计更精确。
矢量磁位A应满足泊松方程[4] 下面在S区域内用有限元法求磁位A,磁位A的分量Az是决定有效偏磁场Hb的磁位分量,磁场能U作为磁位Az(x,y)的泛函,(2)式在边界Az|q=0的约束下满足极值条
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