[发明专利]包括被漏电流偏置的差分放大器的电流传感器

说明书

技术领域

背景技术

电流传感器在各种应用中使用，诸如光传感器、温度传感器、气体传感器、磁传感器、运动传感器、接近传感器等。电流感测电路通常包括对外部激励做出响应的适当的换能器，诸如对改变的光做出响应的光电二极管、对改变的磁通量做出响应的磁阻传感器、或者对元件的接近做出响应的隧穿电流接近探针，诸如盘驱动器中的头部对盘的接近。通常，响应于外部激励，电流感测换能器的电阻改变，从而当偏置电压被施加到换能器时，由外部激励的改变引起的电阻的改变导致经过换能器的电流的对应改变。因此，电流传感器通常被用来检测电流的改变，并且因而检测外部激励的改变。

特定的电流感测换能器，诸如前述的隧穿电流接近传感器（tunneling current proximity sensor），随着激励的改变呈现出电阻的极小改变，并且因此所述换能器转换极小的电流（例如，毫微安培）。因此，需要一种能够准确地检测由特定电流感测换能器产生的极小电流的极灵敏的电流传感器。

发明内容

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的电流传感器，包括具有被第一漏电流偏置的第一节点和被第二漏电流偏置的第二节点的差分放大器。

图2示出了根据本发明的一个实施例的电流传感器，其中差分放大器包括第一场效应晶体管（FET）和第二场效应晶体管（FET）。

图3示出了根据本发明的一个实施例的多个差分放大器FET中的一个的扩散图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的半导体电阻器，其连接到多个差分放大器FET中的一个的栅极并且包括多晶硅电阻器、基于P的电阻器（P-base resistor）和基于N的电阻器（N-base resistor）。

图5示出了根据本发明的一个实施例的基于P的半导体电阻器的扩散图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的基于N的半导体电阻器的扩散图。

图7A示出了本发明的一个实施例，其中半导体电阻器提供静电放电（ESD）保护。

图7B示出了本发明的一个实施例，其中利用额外的二极管进行ESD保护。

图8A示出了根据本发明的一个实施例的盘驱动器，包括在盘的上方致动的头部，其中电流传感器感测飞行高度换能器产生的电流。

图8B示出了根据本发明的一个实施例的包括读取元件和飞行高度换能器的头部。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的电流传感器，包括差分放大器2，该差分放大器2包括第一节点4A、第二节点4B和输出端6。电流传感器还包括具有耦合到第一节点4A的第一端部和用于耦合到换能器10的第二端部的第一电阻器8A、以及具有第二端部和耦合到第二节点4B的第一端部的第二电阻器8B。当第二电阻器8B的第二端部未被连接并且差分放大器2被供电电压12驱动时，第一节点4A被第一漏电流14A偏置，并且第二电极4B被第二漏电流14B偏置，使得输出端6代表流经换能器10的电流。

在一个实施例中，差分放大器2被制造成使得第一漏电流14A大致与第二漏电流14B匹配（例如，通过匹配部件）。当换能器10抽取电流时，其耗尽使第一节点4A偏置的第一漏电流14A，因而改变第一节点4A处的电压，使得差分放大器2的输出端6代表流经换能器10的电流。按此方式，本发明所述的电流传感器能够检测流经换能器10的非常小的电流，该电流具有第一漏电流14A的分数的数量级。例如，当第一漏电流14A是毫微安培时，电流传感器可以检测到毫微安培的分数那样小的换能器电流（例如，0.01毫微安培）。