Переключатель цилиндрических магнитных доменов

 

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены параллельно входной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов из С- и Т-образных пермаллоевых аппликаций, выходной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов из С-образных пермаллоевых аппликаций и токопроводящая шина, выполненная в одном слое с пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения цилиндрических магн1 ных доменов и размещенная между ними, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, он содержит в выходном канале продвижения цилиндрических магнитных доменов дополнительную Т-образную пермаллоевую аппликацию, расположенную зеркально по отношению к Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов, и дополнительную токопроводящую шину, расположенную между каналами продвижения цилиндрических магнитных доменов параллельно токопроводящей шине, причем токопроводящая и дополнительная токопроводящая шины гальванически связаны с прилежащими краями верхней и соответствующей боковой перемычек соответственно Т-образной пермаллоевой S аппликации входного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов и до (Л полнительной Т-образной пермаллоевой аппликации выходного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов. оо оо ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

G 11 С 11114

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /;:К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3530325/18-24 (22) 29. 12.82 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) В. И. Сергеев и А. И. Холопкин (53) 681.327.66 (088.8) (56) 1. IEEE Trans. Magn., V. MAG — 14, № 2, 1978, р. 46 — 49.

2. IEEE Trans. Magn., V. MAG — 14, № 5, 1978, р. 312 (прототип). (54) (57) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, содержащий магнитоодноосную пленку, на кото.рой расположены параллельно входной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов из С- и Т-образных пермаллоевых аппликаций, выходной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов из

С-образных пермаллоевых аппликаций и то- копроводящая шина, выполненная в одном слое с пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения цилиндрических магнитных доменов и размещенная между ними, отлиÄÄSUÄÄ 1083230 А чающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, он содержит в выходном канале продвижения цилиндрических магнитных доменов дополнительную Т-образную пермаллоевую аппликацию, расположенную зеркально по отношению к Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов, и дополнительную токопроводящую шину, расположенную между каналами продвижения цилиндрических магнитных доменов параллельно токопроводящей шине, причем токопроводящая и дополнительная токопроводящая шины гальванически связаны с прилежащими краями верхней и соответствующей боковой перемычек соответственно Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов и дополнительной Т-образной пермаллоевой аппликации выходного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов.

1083230

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) .

Известен переключатель ЦМД, содержащий входной и выходной каналы продвижения доменов, образованные из пермаллоевых аппликаций Т-, У- и J-образной формы, и. токопроводящую шину, выполненную в одном слое с пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения ЦМД. Причем токопроводящая шина пересекает У-образную аппликацию входного канала, образуя над шиной пермаллоевый выступ, магнитосвязанный с аппликациями входного канала.

Продвижение ЦМД по У-образной аппликации входного канала осуществляется при наличии в управляющей шине импульса тока такой полярности, при которой в шине, со стороны пермаллоевого выступа, создается магнитное поле, отталкивающее домен. Это поле нейтрализует притягивающий полюс выступа и препятствует продвижению домена на вершину этого выступа. Продвижение

ЦМД по входному каналу осуществляется только при подаче в управляющую шцну импульса тока длительностью не менее половины периода управляющего поля Н у (1) .

Недостатками данного устройства являются узкая область устойчивой работы, связанная с критичностью функциональных зазоров между Т-,J - и У-образными аппликациями и трудностью технологического выполнения пермаллоевого выступа У-образной аппликации в устроиствах с диаметром менее

2 мкм; ограниченность функциональных возможностей переключателя (возможна только операция переключения ЦМД без реплицирования); отсутствие возможности использования переключателя в доменных накопителях с повышенной плотностью записи информации в связи с ограниченностью размеров поперечного сечения управляющей шины, связанной с электромиграционной стойкостью материала шины; повышенное энергопотребление, связанное с высоким электрическим сопротивлением управляющей шины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является переключатель ЦМД, содержащщий магнитоодноосную пленку, на которой расположены входной канал продвижения ЦМД, образованный С- и Т-образными пермаллоевыми аппликациями, выходной канал продвижения

ЦМД, содержащий С-образные пермаллоевые аппликации, и токопроводящая шина, выполненная в одном слое с аппликациями каналов продвижения ЦМД. Токопроводящая шина выполняет функции растяжения, переключения и реплицирования информационных доменов. Переключение или реплицирование ЦМД проводится с помощью предварительного растяжения доменов на Т-образной аппликации входного канала при поПроходящие по управляющей шине импульсы тока высокой амплитуды, создающие требуемое магнитное поле для растяжения, переключения и реплицирования ЦМД, ограничивают (в сторону уменьшения) реальные размеры сечения управляющей шины. Этот недостаток снижает надежность устройств с малыми размерами ЦМД, в которых сечение управляющей шины не обеспечивает прохождение импульсов тока требуемой плотности. Необходимость использования управляющих импульсов тока высокой

40 амплитуды в области повышенных полей смещения при растяжении, переключении и реплицировании ЦМД приводит к значительному повышению потребляемой мощности переключателяля-репл икатора.

Цель изобретения — снижение мощнос45 ти, потребляемой переключателем ЦМД.

Поставленная цель достигается тем, что переключатель ЦМД, содержащий магнитаодноосную пленку, на которой расположены параллельно входной канал продвижения

50 ЦМД из С- и Т-образных пермаллоевых аппликаций, выходной канал продвижения

ЦМД из С-образных пермаллоевых аппликаций и токопроводящая шина, выполненная в одном слое с пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения ЦМД и раз55 мещенная между ними, содержит в выходном канале продвижения ЦМД дополнительную Т-образную пермаллоевую аппликацию, расположенную зеркально по отношению к даче в управляющую шину импульса тока такой полярности, при которой созданное в зоне переключения магнитное поле растягивает домен (2).

Однако известный переключатель ЦМД обладает недостатком, связанным с малой областью устойчивой работы в режиме переключения ЦМД. Переключение ЦМД возможно только при низких полях смещения

Н ч. При больших полях Н«для переключения ЦМД требуется подавать в управляющую шину импульс тока высокой амплитуды, так как наводимый внешним полем управления Н< притягивающий домен магнитный полюс на С-образной аппликации недостаточен, чтобы захватить и растянуть домен с Т-образной аппликации на С-аппликацию. В результате этого даже при выборе оптимального расстояния между С- и Т-образными аппликациями при повышенном поле Н,„и, соответственно, повышенной амgp плитуде тока в шине ЦМД не переключается в выходной канал, а коллапсирует в зоне переключения. Этот недостаток является существенным при работе переключателя совместно с другими функциональными узлами доменного накопителя, поскольку общая об 5 ласть устойчивой работы накопителя в об. ласти высоких полей смещения резко снижается (почти на 50 /о.,по сравнению с генератором и датчиком считывания ЦМД) .

1083230

Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения ЦМД, и дополнительную токопроводяшую шину, расположенную между каналами продвижения ЦМД параллельно токопроводящей шине, причем токопроводящая и дополнительная токопроводяшая шины гальванически связаны с прилежащими краями верхней и соответствующей боковой перемычки соответственно Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения ЦМД и дополнительной Т-образной пермаллоевой аппликации выходного канала продвижения ЦМД.

На фиг. 1 изображена конструкция переключателя ЦМД; на фиг. 2 и 3 — последовательные стадии перехода ЦМД из входного в выходной канал продвижения ЦМД.

Устройство содержит магнитоодноосную пленку 1, на которой расположены параллельно выходной 2 и входной 3 каналы продвижения ЦМД из С-образных 4, Т-образной 5 и дополнительной Т-образной 5 пермаллоевых аппликаций, токопроводящая 6 и дополнительная токопроводящая 7 шины, гальванически связанные с аппликациями 5 и 5 соответственно.

Вектор управляющего поля Н„ 8 вращается в плоскости пленки 1 по часовой стрелке.

Переключатель ЦМД работает в следующих режимах.

Режим реплицирования ЦМД.

На фиг. 2 а-д показано расположение информационных ЦМД во входном и выходном каналах продвижения ЦМД. При положении вектора управляющего поля Н, показанном на фиг. 2а и б, информационный домен

Д, движется по Т-образной аппликации 5 входного канала 3. При незначительном дальнейшем повороте вектора поля Н „(фиг. 2в) в токопроводящие шины подаются короткие (0,1 — 0,2 мкс) импульсы тока i, и iz с равной амплитудой (40 — 45 мА) и такой полярности, при которой между двумя шинами создается магнитное поле, растягивающее домен.Д,. Растянутый домен Д одним концом захватывается притягивающим полюсом

Т-образной аппликации 5 выходного канала, а другим концом жестко фиксируется притягивающим полюсом Т-образной аппликации 5 входного канала. Причем притягивающие ЦМД магнитные полюса Т-образных аппликаций обоих каналов значительно усиливаются за счет гальванической связи этих аппликаций токопроводящими шинами, расположенными параллельно направлению вектора управляющего поля (фиг. 2в). Такая взаимосвязь токопроводя- ших шин и аппликаций, позволяющая сблизить между собой шины и усилить притягивающие полюса аппликаций, значительно облегчает режим растяжения доменов между каналами и обеспечивает надежное фиксирование растянутого домена на аналогичных аппликациях обоих каналов.

При незначительном повороте вектора поля Н«от направления, показанного на

5 фиг. 2г, в управляющие шины подаются короткие (50 — 100 нс) импульсы тока обратной полярности, при которой растянутый домен Д< реплицируется (разрезается) на два домена: Д< и Д . При дальнейшем повороте вектора поля Н > (фиг. 2д) домен Д дви1О жется по аппликациям. входного канала 3, а домен Д вЂ” по аппликациям выходного канала 2. Следует отметить, что созданные пазы между вершинами Т-образных аппликаций и токопроводящими шинами обоих каналов обеспечивают надежное продвижение доменов через токопроводящие шины, гальванически связанные с Т-образными аппликациями.

На фиг. 2е показана фазовая диаграмма импульсов тока i< и i>, проходящих по управляющим шинам в режиме растяжения

ЦМД и реплицирования растянутого домена.

Режим переключения ЦМД.

На фиг. За-г показано расположение информационных доменов во входном и выходном каналах продвижения ЦМД. При положении вектора управляющего поля H

Д растягивается по вершине и выступу

Т-образной аппликации входного канала.

При направлении вектора Н„„, показанном на фиг. Зб и в, в управляющие шины подаются длинные (равные почти половине периода вращения поля Н„ ) импульсы тока

i и i, с одинаковой амплитудой (20 мА) и такой полярности, при которой домен Д растягивается между шинами и притягивается к полюсу Т-образной аппликации 5 выходного канала. При дальнейшем вращении вектора поля Н„„домен Д переключается на Т-образную аппликацию 5 выходного канала (фиг. Зв), так как продвижению домена Д< по Т-образной аппликации 5 входного канала препятствует магнитное поле с внешней стороны шины, а затем продолжает продвигаться по Т-образной аппликации 5 выходного канала (фиг. Зг).

На фиг. Зд показана фазовая диаграмма импульсов тока 1, и i, проходящих по управляющим шинам в режиме переключения ЦМД из входного в выходной канал.

Величины управляющих импульсов тока, приводимые выше, соответствуют устройствам, выполненным на магнитоодноосной пленке кальций-германиевОго граната с

ЦМД диаметром 1 мкм, полем коллапса Но=

300 — 320Э и намагниченностью насыщения

4КМ>.— 640 — 680 Гс.

Снижение потребляемой мощности предлагаемого переключателя ЦМД осуществляется, во-первых, уменьшением в 2 раза по сравнению с прототипом амплитуды управляющих импульсов тока, необходимых для

1083230

5 создания требуемого магнитного поля растяжения, реплицирования и переключения

ЦМД, за счет введения в устройство дополнительной шины, во-вторых, при прочих равных условиях, увеличением в 3 раза магнитного поля от двух шин в зоне переключения

ЦМД за счет введения новой связи между токопроводящими шинами и Т-образными аппликациями обоих каналов, которая позволила уменьшить в 3 раза расстояние между шинами; в-третьих, уменьшением в 1,5 раза амплитуды импульса тока, необходимого для растяжения ЦМД, за счет значительного усиления магнитных полюсов Т-образных аппликаций каналов при параллельном расположении токопроводящих шин относительно направления вектора поля Н,, при котором производится растяжение домена; в-четвертых; уменьшением амплитуды импульса тока, необходимого для реплицирования растянутого домена, за счет сильного отталкивающего домен магнитного поля на Т-образной аппликации входного канала.

Предлагаемый переключатель ЦМД вы1О полнен в одном слое пермаллоя, не требующем сложной технологической операции совмещения и может быть применен в доменных накопителях большой емкости с ЦМД диаметром 1 мкм и менее.

76

red

Состав11тель Ю. Розенталь

Редактор Е. Кривина Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ I 76 I /45 Тираж 575 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

1 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 . филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4