Реплицирующий генератор цилиндрических магнитных доменов

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при создании запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах. Цель - повышение надежности реплицирующего генератора и упрощение управлением микросборкой. Для этого реплицирующий генератор, содержащий магнитоодноосную пленку, над которой расположены основная магнитомягкая аппликация для удержания зародышевого домена, магнитомягкие аппликации для вывода цилиндрических магнитных доменов, и токопроводящую петлеобразную шину для расщепления зародышевого домена и вывода отщепленного домена, содержит по крайней мере одну дополнительную магнитомягкую аппликацию для удержания зародышевого домена, расположенную в одном ряду с основной аппликацией, причем одна из сторон каждой аппликации и минимальный зазор между ними лежат вдоль одной вертикальной плоскости. 3 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при создании запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).

Известен реплицирующий генератор ЦМД, содержащий магнитоодноосную пленку, над которой расположены основная магнитомягкая аппликация для удержания зародышевого домена, магнитомягкие аппликации для вывода цилиндрических магнитных доменов и токопроводящая петлеобразная шина для расщепления зародышевого домена и вывода отщепленного домена [1].

Недостатком данного генератора является низкая надежность работы, обусловленная потерей зародышевого домена. Исчезновение зародышевого домена приводит генератор полностью в неработоспособное состояние. Как правило, исчезновение зародышевого домена вызвано прохождением случайных импульсов тока через токопроводящую шину генератора, например, при его включении и выключении. При этом зародышевый домен не реплицируется, а целиком выводится из-под основной магнитомягкой аппликации. Вероятность отказа составляет ≈ 10^-6. Кроме того, недостатком генератора является сложность управления микросборкой, обусловленная тем, что для восстановления зародышевого домена необходимо создавать дополнительное электронное устройство, обеспечивающее подачу в токопроводящую петлю импульса тока обратной полярности для восстановления зародышевого домена, что, в свою очередь, вызывает необходимость использования дополнительного источника питания.

Известен реплицирующий генератор, содержащий магнитоодноосную пленку, над которой расположены основная магнитомягкая аппликация для удержания зародышевого домена, магнитомягкие аппликации для вывода ЦМД и токопроводящая петлеобразная шина для расщепления зародышевого домена и вывода отщепленного домена, а также дополнительный зарождающий генератор, соединенный с основным гальванически и каналом продвижения ЦМД и обеспечивающий восстановление зародышевого домена под основной магнитомягкой аппликацией [2].

Недостатками данного генератора являются недостаточная надежность работы, обусловленная сильной зависимостью тока зарождения ЦМД от температуры, в связи с чем восстановления зародышевого домена, например, при эксплуатации генератора при низких температурах может не происходить, вероятность отказа составляет при этом ≈ 10^-6; сложность управления микросборкой, обусловленная необходимостью изменять параметры управляющих импульсов при изменении температуры окружающей среды.

Целью изобретения является повышение надежности работы реплицирующего генератора и упрощение управлением микросборкой.

Цель достигается тем, что реплицирующий генератор, содержащий магнитоодноосную пленку, над которой расположены основная магнитомягкая аппликация для удержания зародышевого домена, магнитомягкие аппликации для вывода ЦМД, и токопроводящую петлеобразную шину для расщепления зародышевого домена и вывода отщепленного домена, содержит по крайней мере одну дополнительную магнитомягкую аппликацию для удержания зародышевого домена, расположенную в одном ряду с основной аппликацией, причем одна из сторон каждой аппликации и минимальный зазор между ними лежат вдоль одной вертикальной плоскости.

На фиг.1 представлен реплицирующий генератор, общий вид; на фиг.2 и 3 - тот же генератор, вертикальный разрез.

Реплицирующий генератор содержит магнитоодносную пленку 1, над которой расположены основная магнитомягкая аппликация 2 для удержания зародышевого домена 3, магнитомягкие аппликации 4 для вывода ЦМД, токопроводящую петлеобразную шину 5 для расщепления зародышевого домена 3 и вывода отщепленного домена, дополнительную магнитомягкую аппликацию 6 для удержания зародышевого домена 7, расположенную в одном ряду с основной 2, с зазором в проекции на плоскость магнитоодноосной пленки, причем одна из сторон 8 каждой аппликации и минимальный зазор между ними лежат вдоль вертикальной плоскости.

В реплицирующем генераторе наряду с первой дополнительной аппликацией 6 для удержания зародышевого домена может содержаться вторая дополнительная магнитомягкая аппликация 9, расположенная на другом уровне относительно поверхности магнитоодноосной пленки и конгруэнтная с первой дополнительной 6 в проекции на плоскость магнитоодноосной пленки (фиг.3).

Сущность изобретения состоит в том, что утерянный зародышевый домен под основной аппликацией восстанавливается в течение одного периода вращения управляющего поля посредством процесса пассивной репликации второго зародышевого домена, находящегося под дополнительной магнитомягкой аппликацией. При этом надежность хранения зародышевого домена под дополнительной аппликацией практически абсолютна, так как дополнительная аппликация свободна от воздействия любых случайных токовых импульсов. Процесс репликации (в отличие от процесса зарождения) устойчиво происходит в широком температурном диапазоне, и при этом не требуется никаких специальных электронных устройств для восстановления зародышевого домена под основной аппликацией, в связи с чем существенно упрощается управление микросборкой.

Надежность хранения зародышевого домена и область работоспособности пассивной репликации могут быть увеличены приближением дополнительной аппликации 6 к поверхности магнитоодноосной пленки. При этом возрастает как глубина магнитостатической ловушки, в которой хранится запасной зародышевый домен, так и высота барьера, производящего пассивную репликацию этого домена в случае утраты основного зародышевого домена. Дополнительная магнитомягкая аппликация может быть изготовлена в двух (и более) слоях. Например, в стандартном технологическом процессе одна дополнительная аппликация формуется в одном слое с тонкопленочным датчиком, а другая, совпадающая с первой по форме и расположению в проекции на плоскость одноосной пленки, формируется в одном слое с основной магнитомягкой аппликацией (фиг.3).

Расположение дополнительной аппликации в одном ряду с основной таким образом, что одна из сторон каждой аппликации и минимальный зазор между ними лежат вдоль одной вертикальной плоскости, выбирается из условия эффективного растяжения домена между аппликациями. Если ширина зазора превышает величину 2 d, где d - диаметр ЦМД, то верхняя граница процесса растяжения запасного зародышевого домена по полю смещения в малых полях управления снижается ниже верхней границы области работоспособности реплицирующего генератора, что приводит к снижению надежности работы.

Генератор работает следующим образом.

Зародышевые домены 3 и 7 под основной и дополнительной аппликациями 2 и 6 соответственно вращаются независимо друг от друга в управляющем магнитном поле. При этом основная магнитомягкая аппликация 2 с токовой петлей 5 работает как обычный реплицирующий генератор. В результате случайного импульса (или случайного отсутствия реплицирующего импульса) тока, прошедшего через токовую петлю, зародышевый домен 3 под основной магнитомягкой аппликацией исчезает. Тогда зародышевый домен 7 из-под дополнительной магнитомягкой аппликации растягивается через зазор и на основную аппликацию в общей магнитостатической ловушке, располагающейся вдоль общей для двух сторон аппликаций прямой. При последующем повороте управляющего поля на 90^o на стороне дополнительной аппликации 6, обращенной к основной аппликации 2, образуется магнитостатический баpьеp, разрезающий растянутый домен на два, располагающиеся каждый под своей аппликацией. В последующих периодах вращения управляющего поля растяжения доменов в общей магнитостатической ловушке не происходит из-за их взаимного отталкивания. Ввиду большой массы обеих аппликаций процесс пассивной репликации устойчиво осуществляется в широкой области в координатах Н_упр., Нсм, полностью перекрывающей область работоспособности обычного реплицирующего генератора. При этом вероятность отказа составляет не более 10^-12.

Предложенная конструкция генератора может функционировать и без импульса репликации. В этом случае основной зародышевый домен выводится импульсом переноса в канал ввода целиком, а затем регенерируется под основной магнитомягкой аппликацией описанным выше способом. При этом упрощается управление микросборкой в связи с отсутствием необходимости в реплицирующем импульсе.

Использование предлагаемого реплицирующего генератора ЦМД по сравнению с прототипом обеспечивает повышение надежности функционирования за счет восстановления зародышевого домена в течение одного периода вращения управляющего поля, вероятность отказа составляет не более 10^-12 и не превышает вероятность информационных сбоев; упрощение управления микросборкой за счет автоматического восстановления работоспособности реплицирующего генератора без использования специальных электронных устройств или изменения внешних условий.

Формула изобретения

РЕПЛИЦИРУЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, содержащий пленку магнитоодноосного материала с расположенными над ней аппликациями магнитомягкого материала для удержания первого зародышевого домена, для вывода цилиндрических магнитных доменов и петлеобразной аппликацией токопроводящего материала для расщепления первого зародышевого домена и вывода отщепленного домена, отличающийся тем, что он содержит аппликацию магнитомягкого материала для пассивной репликации второго зародышевого домена, расположенную в одном ряду с аппликацией магнитомягкого материала для удержания первого зародышевого домена, при этом их стороны, вдоль которых происходит растяжение второго зародышевого домена для пассивной репликации, расположены на одной прямой, а примыкающие к ним стороны каждой аппликации расположены с зазором перпендикулярно сторонам, вдоль которых происходит растяжение зародышевого домена для пассивной репликации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3