Các đầu trở từ

Các đầu trở từ đôi khi cùng được gọi là các đầu AMR (Anisotropic magneto-resistant), có khả năng tăng mật độ lên gấp bốn lần hay lớn hơn so với các đầu từ chỉ cần ứng trước đó. IBM giới thiệu ổ đĩa thương mại đầu tiên với các đầu từ MR năm 1991. Trong mô hình 1GB 3 vi và các nhà sản xuất nhanh chóng bắt chước.

Các đầu trở từ

Tất cả các đầu từ là máy dò tìm: đó là chúng được thiết kế để tìm kiếm các chuyển đổi thông lượng trong đĩa và biến đổi chúng ngược về các tín hiệu điện mà có thể được biên dịch như là dữ liệu. Một vấn đề cho ghi từ là mong muốn gia tăng chưa từng có về mật độ đang đưa vào ngày càng nhiều thông tin (các chuyển đổi thông lượng) trong khoáng cách ngày càng nhỏ. Khi các miền từ trên một đĩa càng nhỏ. Tín hiệu từ các đầu từ trong suốt quá trình đọc trở nên yếu hơn; phân biệt tín hiệu thật từ tiếng ồn ngẫu nhiên hay từ trường lạc ngày càng khó. Đầu từ đọc càng hiệu quả chính là cách hiệu quả hơn trong dò tìm những chuyển đổi này trên đĩa, do đó là cần thiết.

Hiệu ứng từ khác cũng được nhiều người biết đến hiện nay được sử dụng trong các ổ đĩa hiện đại. Khi một dây dẫn kim loại đi qua một từ trường, không chỉ dây đó tạo ra một dòng điện nhỏ mà điện trở của dây cũng thay đổi. Các đầu từ chuẩn sử dụng đầu từ như một máy phát điện bé xíu, dựa trên thực tế là các đầu từ sẽ tạo ra một dòng kiểu xung khi đi qua các chuyển đổi thông lượng.

Hơn là sử dụng đầu từ để tạo ra các dòng điện nhỏ, kế tiếp phải được lọc, khuếch tán và giài mã. Đầu trở từ sử dụng đầu như một cái điện trở. Một mạch điện chuyên một điện áp qua đầu từ và chở cho điện áp này thay đổi sẽ xảy ra khi điện trở của đầu thay đổi khi đi qua sự đảo chiều thông lượng trên đĩa. Cơ cấu này cho đầu từ có kết quả tín hiệu trên đĩa mạnh hơn và rõ ràng hơn và cho phép mật độ được tăng lên.

Các đầu từ MR dựa trên thực tế là điện trở của một dây dẫn thay đổi nhỏ khi một từ trường bên ngoài tồn tại. Hơn là sản xuất ra một điện áp bằng cách đi qua cơ cấu đảo chiều thông lượng từ trường — như một đầu từ thông thường sẽ thực hiện — đầu từ MR cảm nhận đảo chiều thông lượng và làm thay đổi điện trở. Một dòng điện nhỏ qua các đầu, dòng cảm nhận này đo lường sự thay đổi điện trở. Thiết kế này cung cấp một sản lượng mạnh gấp 3 lần hoặc nhiều hơn một đầu từ TF trong suốt quá trình đọc. Trong thực tế, đầu từ MR là đầu từ năng suất đọc hoạt động giống như cái cam biến hơn là máy phát điện.

Các đầu từ MR thì khá mắc và phức tạp để sản xuất hơn là các đầu từ phim mỏng cũ bởi vì sự thểm vào những thành phần và các bước sản xuất được đòi hỏi:

• Các dây thểm vào phài chạy vào và ra đầu từ để mang dòng cảm ứng.
• Thêm vào từ bốn đến sáu bước lọc được đòi hỏi.
• Bởi vì các đầu từ MR thì rất nhạy cảm, chúng rất dễ bị ảnh hường bởi các từ trường lạc và đòi hỏi thểm tấm chắn

Do nguyên tắc MR chỉ có thể đọc dữ liệu và không được sử dụng cho việc ghi, các đầu từ MR thật sự có hai đầu trong một đầu. Lắp ráp này bao gồm một đầu từ TF cảm ứng tiêu chuẩn cho việc ghi dữ liệu và một đầu từ MR cho việc đọc. Bởi vì hai đầu từ tách biệt được lắp vào một bộ phận, mỗi đầu được tối ưu cho nhiệm vụ của nó. Các đầu từ Ferrite, M1G và TF được biết đến như là các đầu từ kẽ hở đơn (Single-gap head) bởi vì cùng khoảng cách được sử dụng cho cả hai việc đọc và ghi trong khi đầu từ MR sử dụng một kẽ hở riêng biệt cho từng hoạt động.

Vấn đề của đầu từ kẽ hở đơn là độ dài kẽ hở luôn luôn là một thỏa hiệp giữa cái nào là tốt nhất cho việc đọc và cái nào tốt nhất cho việc ghi. Chức năng đọc cần một kẽ hở nhỏ hơn cho độ phân giải cao hơn: chức năng ghi cần có ké hở rộng hơn cho sự thâm nhập thông lượng sâu hơn để chuyển sang đĩa. Trong một đầu từ MR hai kẽ hở. các kẽ hở đọc và ghi được tối ưu cho hai chức năng độc lập. Kẽ hở ghi (TF) ghi một một rãnh rộng hơn là kẽ hở đọc (MR). Do đó, đầu từ đọc ít có khả năng thu nhận thông tin từ tính lạc từ các rãnh liền kề.

Đầu từ MR được thiết kế bởi IBM thông dụng cho thấy một lắp ráp đầu và con truợt MR hoàn chỉnh tại điểm cuối của một thiết bị truyền động (actuator arm). Đây là phần bạn có thể thấy nếu mở ổ đĩa ra. Con trượt chính là cái thiết bị khối tại phần cuối của cánh tay có hình tam giác nâng đầu từ. Đầu từ thật sự là mảnh rất nhỏ được thể hiện phóng to tại phần cuối của con trượt, kế tiếp là bộ cảm ứng đọc MR trong đầu từ được thể hiện phóng đại.

Yếu tố đọc, là bộ cảm ứng trở từ thật sự, bao gồm một phim ferrite kền (NiFe) được tách biệt bởi một miếng đệm (spacer) thòi lớp mỏng từ tính. Lớp phim NiFe thay đổi điện trở hiện hữu trong một từ trường. Các lớp tấm chấn bảo vệ yếu tố đọc bộ cảm ứng MR khỏi bị nhiễu bởi những từ trường lạc hay liền kề. Trong rất nhiều thiết kế, tấm chắn thứ hai cũng có chức năng như một cực của yếu tố ghi, dẫn đến cái được gọi là một đầu từ MR hợp nhất (Merged MR head). Yếu tố ghi không phải là thiết kế của MR nhưng thay vào đó là một đầu từ cảm ứng phim mỏng.

Thiết kế đầu từ MR của IBM sử dụng một kiến trúc SAL mỏng (Soft Adjacent Layer), bao gồm phim NiFe MR, cũng như một lớp hợp kim mỏng từ tính được tách biệt bởi một phim điện trở cao. Trong thiết kế này, một thay đổi điện trở xảy ra trong lớp NiFe như bộ cảm ứng MR đi qua một từ trường.

Khi các mật độ vùng tăng lên, các đầu từ được thiết kế với những yếu tố MR hẹp hơn và mỏng hơn. Nhiều thiết kế gần đây nhất đã giảm độ rộng phim giữa các tiếp xúc bên khoảng nửa micron hay ít hơn.

Tìm hiểu thêm thông tin về màn hình và máy tính!