用二极管保护电子器件的系统和方法技术方案

根据本发明专利技术的一个实施例的一种系统，用于保护电子器件使其免于电故障，如，静电放电和其他干扰事件，该系统包括第一和第二用于传递电流通过电子器件的导线，耦合到该导线的第一二极管保护机构，使得当导线耦合到电子器件时，第一二极管保护机构与电子器件并联，还包括第二二极管保护机构，当所述导线耦合到电子器件时，第二二极管保护机构与电子器件串联耦合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计。
技术介绍
基于磁头的系统作为一种有成本效益的数据存储形式在计算机产业中被广泛接受。磁阻(MR)传感器作为磁头(传感器)中的读取元件特 别有用，用于读取高数据记录密度的数据存储产业的磁存储数据。用于存 储产业的MR材料的三个实例为各向异性磁阻(AMR )，巨磁阻(GMR) 和隧道结》兹阻(TMR)。 MR和GMR传感器作为小而薄的多层薄膜电阻 器沉积在结构基底上。薄膜电阻器可以通过接触与薄膜电阻器电连接的金 属垫耦合到外部设备。MR传感器在感应读取磁头的情况下提供不直接与 磁头速度有关的高输出信号。为实现数据存储产业所需的高气体密度，传感器4皮制造成具有相当小 的尺寸。尺寸越小，薄膜电阻器更容易被杂散电流或电压尖峰损坏。在制造、处理MR薄膜电阻器以及把MR薄膜电阻器用作磁记录传感 器的过程中遇到的主要问题是在磁头的各个元件或者与传感器，特别是薄 膜类的传感器接触的其他物体上建立静电记录，以及由此产生的静电 (ESD)伴随乱真放电。静电可以外部产生并且在人体或者用于进行磁头 制造或测试过程的仪器上聚积。可以通过灵敏传感器的磁致过度加热释放 这些静电，导致传感器的物理或磁损坏。如上所述，当磁头暴露在比正常操作条件下规定的电压或电流更大的 输入电压或电流下时，将损坏磁头的传感器或其他部件。这种电损坏的敏 感性对MR磁头传感器特别严重，因为其物理尺寸特别小。例如， 一个用 于高记录密度磁带介质(25Mbytes/cm2量级)的MR传感器被构造成为MR的电阻薄膜及附带材料，将具有几百埃量级的传感薄膜组合厚度、宽度1 ~IO微米、高度l微米量级。未来的产品将使用更小的尺寸。磁盘存储产业 已经使用具有0.2微米或更小的条紋高度和磁轨宽度的磁头。几十毫安的 放电电流通过这么小的电阻器会导致MR传感器的严重损坏或彻底毁灭。 MR传感器可能经历的损坏种类各种各样，包括传感器经熔化和蒸发、金 属在栽磁表面(TBS)的氧化、电击穿产生短路而彻底毁灭，以及降低磁 头性能的轻孩i的磁或物理损坏。引起传感器严重损坏的短时电流或电压脉 冲被称作静电放电(ESD)脉冲。在先的ESD保护解决方案可以归纳为两种方法1)通过使用二极管 (diode); 2)通过短路传感器元件。这两种方法都有很显著的缺陷。通过 短路传感器连接到外部设备的两端来短路MR传感器提供了最佳的可行 ESD保护。但是，迄今为止提出的方法需要半固定的短路，例如，可去除 的焊接或特殊且昂贵的可去除元件。此外， 一旦去除短路，MR传感器容 易受到ESD损坏的影响。在使用二极管的方法中，在系统正常操作的过程中二极管要与传感元 件保持平行。简言之，当通过二极管的电压给定电压(Vcrit)时，二极管 通过分流ESD电流穿过二极管而不是MR (薄膜电阻器)而起作用。使用 二极管的方法存在的潜在问题是1)泄漏在正常操作下的电流将降低传感 器的性能，2) 二极管封装的超重影响磁头的机械运动，3)增加多个二极 管的额外成本，4)按自然法则可能在一根电缆上安装多个二极管，以及5)在小磁带驱动器内空间受限。另一个问M，当通过二极管的电压(Vdi。de) 超过临界电压Verit并且应当给电子器件四处分流时，二极管的电阻可以是IO欧姆量级的。对于一个100欧姆电阻的设备来说，该设备将分流电流的 10 % 。如果通过二极管的电流为200mA，那么，通过设备的电流将为20mA。 对于具有薄膜层和小条紋高度的灵敏GMR传感器来说，20mA量级的电 流可以毁坏设备。另外，通过ED的电压将(近似)临界电压加上二极管 电流乘以i殳备的电阻。对上述实例来说，由欧姆定律给出的通过ED的电 压将为2V。对于很多用于数据存储产亚的灵敏ED，例如，TMR传感器来说，由于介质击穿低至0.5V 1V的电压将损坏部件。因此，存在为电子器件，例如，磁头提餘床护的需要。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例的一种用于保护电子器件使其免于电故障 (electrical event )，如，静电放电和其他乱真事例的系统，包括用于传递 电流通过电子器件的第一和第二导线， 一个当所述导线耦合到电子器件时 与电子器件串联耦合的第二二极管保护机构，和一个耦合到所述导线的第 一二极管保护机构，使得当所述导线耦合到电子器件时，第一二极管保护 机构与该电子器件和第二二极管保护机构并联。根据本专利技术的其他方面的一种用于保护电子器件使其免于电故障的 系统，该系统可以用于要保护的电子器件连接到导线、电线或电缆(在上 文称作导线)的情况，该导线、电线或电缆在连接到电子器件的一端(近 侧)与连接到外部电子器件的一端(远侧)之间显示出电感性阻抗。才艮据 一个实施例的系统包括用于传递电流通过电子器件的第一和第二导线，一 个耦合到所述导线的第一二极管保护机构，当导线在近侧耦合到电子器件 时，第一二极管保护机构与电子器件并联；和一个耦合到所述导线的第二 二极管保护机构，使得第二二极管与电子器件并联，并且位于比在远侧的 第一二极管保护机构离电子器件更远的位置。第二二极管保护机构的一个用途是为了减小电故障的脉沖宽度。根据本专利技术的另一实施例的一种用于保护电子器件使其免于电故障 的系统，包括用于传递电流通过电子器件的第一和第二导线， 一个耦合到 所述导线的第一二极管保护机构，使得当导线耦合到电子器件时，第一二 极管保护机构与电子器件并联，和一个与电子器件串联耦合的电阻器机 构。根据一个实施例的一种用于选择保护电子器件使其免于电故障的二 极管保护机构的方法，包括，选择与电子器件并联的第一二极管保护机构， 以及选择与电子器件串联连接的第二二极管保护机构，其中，选择二极管保护机构，使得当在工作范围内的电流或电压(中心电流)施加到电子器件的导线上时，更多电流通过电子器件和笫二二极管保护机构；并且，当 比工作范围更高的电流或电压施加到电子器件的导线上时，更多的电流通 过第一二极管保护机构。通过结合附图以例举本专利技术的原理的方式阐述的下述详细说明，本发 明的其他方面和优点将更加清楚。附图说明为全面理解本专利技术的本质和优点，以及优选实施方式，将结合附图进 行下述详细说明。图1为根据本专利技术的一个实施例的一种用于保护电子器件使其免于电 故障的系统的图示；图2为根据本专利技术的一个实施例的一种用于保护电子器件使其免于电 故障的系统的图示；图3为根据本专利技术的一个实施例的一种用于保护电子器件使其免于电 故障的系统的图示；图4为根据本专利技术的一个实施例的一种用于保护电子器件使其免于电 故障的系统的图示；图5为根据本专利技术的一个实施例的一种用于保护电子器件使其免于电 故障的系统的图示；图6为根据本专利技术的一个实施例的一种用于保护电子器件使其免于电 故障的系统的图示；图7为根据本专利技术的一个实施例的一种用于保护电子器件使其免于电 故障的系统的图示；图8为根据本专利技术的 一个实施例的 一种用于保护电子器件使其免于电 故障的系统的图示；图9为根据本专利技术的一个实施例的一种选择用于保护电子器件使其免 于电故障的二极管保护机构的方法的流程图10为具有nl个带有串联电阻器的理想二极管，并且全部并联连接 的系统的示意图IIA为1个和并联连接IO个二极管的电阻-电压(RV)曲线图； 图IIB为1个和并联连接10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保护电子器件使其免于电故障的系统，包括第一和第二导线，用于传递电流通过电子器件；第二二极管保护机构，当所述导线耦合到所述电子器件时该第二二极管保护机构与该电子器件串联耦合；和耦合到所述导线的第一二极管保护机构，当所述导线耦合到该电子器件时，该第一二极管保护机构与所述电子器件和第二二极管保护机构并联。

【技术特征摘要】
US 2006-12-20 11/614,0031.一种用于保护电子器件使其免于电故障的系统，包括第一和第二导线，用于传递电流通过电子器件；第二二极管保护机构，当所述导线耦合到所述电子器件时该第二二极管保护机构与该电子器件串联耦合；和耦合到所述导线的第一二极管保护机构，当所述导线耦合到该电子器件时，该第一二极管保护机构与所述电子器件和第二二极管保护机构并联。2. 如权利要求l所述的系统，其中，至少一个所述二极管保护机构 包括交叉的二极管。3. 如权利要求l所述的系统，其中，至少一个所述二极管保护机构 包括彼此并联设置的多组二极管。4. 如权利要求l所述的系统，其中，所述二极管保护机构具有额定 的相同的电流-电压特性。5. 如权利要求l所述的系统，其中，第二二极管保护机构具有与第 一二极管保护机构不同的电流-电压特性。6. 如权利要求l所述的系统，其中，第一二极管保护机构的二极管 数量与第二二极管保护机构的二极管数量不同。7. 如权利要求l所述的系统，其中，所述二极管保护机构的特性为 当工作范围的电流或电压通过所述导线时，使更多电流通过所述电子器件 和第二二极管保护机构，当高于工作范围的电流或电压通过该导线时，使更多电流通过第一二极管保护机构。8. 如权利要求l所述的系统，其中，该电子器件为从由磁阻传感器、 巨磁阻传感器和磁隧道结传感器组成的组中选择的磁传感器。9. 如权利要求l所述的系统，还包括多組笫一和第二二极管保护机 构，每組与多个电子器件中的一个相联。10. 如权利要求l所述的系统，其中，该系统在电缆和与所述电子器 件共用的基底中的至少一个上实施。11. 一种用于保护电子器件使其免于电故障的系统，包括 第一和第二导线，用于传递电流通过电子器件；耦合到所述导线的第一二极管保护机构，当所述导线耦合到该电 子器件时，第一二极管保护机构与所述电子器件并联，和；耦合到所述导线的第二二极管保...

【专利技术属性】
技术研发人员：IET伊本，SW恰尔内斯基，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]