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Vorrichtung mit einem als Speicherelement wirksamen Transistor
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ein- und Ablesen eines. als Speicherelement wirksamen Transistors der stromverstärkenden Art mittels zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode zugeführter Einleseimpulse, wodurch ein freier Ladungsinhalt (storage) in der Basiszone erzeugt wird, so dass der Transistor als Speicherelement wirksam ist und weiterhin mittels nach den Einlese-Impulsen auftretender, als Kollektorspeisespannung wirksamer Ableseimpulse. Die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung zu schaffen, bei der kurz nach dem Ablesen des Transistors der noch vorhandene freie Ladungsinhalt gelöscht wird, so dass anschliessend der Transistor wieder bereit ist, gegebenenfalls von neuem eingelesen zu werden.
Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, sofort nach Beendigung der Ableseimpulse einen Löschimpuls über einen Trenngleichrichter der Basiselelektrode des Transistors mit einem der Basis-Emitter-Durchlassrichtung entgegengesetzten Vorzeichen zuzuführen. Die Erfindung schafft Mittel, durch welche diese Quelle der Löschimpulse und gegebenenfalls sogar die Trenngleichrichter in Fortfall kommen können. Sie weist das Kennzeichen auf, dass der Transistor mit einem positiven Rückkopplungskreis einer an sich bekannten Art verbunden ist, wobei während des Auftretens der Ableseimpuls an der Basiselektrode eine erhöhte Vorwärtsspannung erzeugt wird, auf die unmittelbar eine Gegenspannung folgt, welche den noch in der Basiszone vorhandenen freien Ladungsinhalt grösstenteils beseitigt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine kapazitive Impedanz im Emitterkreis liegt, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine induktive Impedanz im Basiskreis liegt und Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine kapazitive Impedanz im Kollektorkreis liegt.
Der in Fig. 1 dargestellte Transistor 1 ist als Speicherelement wirksam, indem Einleseimpulse, die durch Umkehrung der remanenten Magnetisierung eines Speicherkernes 2 durch Taktimpulse K, an einer Eingangswicklung 3 erzeugt werden, über einen Trenngleichrichter 4 die Basiselektrode des Transistor 1 erreichen und somit in seiner Basiszone einen freien Ladungsinhalt erzeugen. Um zu prüfen, ob dieser freie Ladungsinhalt vorhanden ist oder nicht, d. h. ob die Magnetisierung des Kernes 2 umgekehrt wurde oder nicht, wird nach Ablauf jedes Impulses K, ein Ablesetaktimpuls oder Fragimpuls K2 der Kollektorelektrode des Transistors 1 zugeführt, durch den somit bei Vorhandensein eines freien Ladungsinhalts ein Strom fliesst und bei Abwesenheit eines freien Ladungsinhalts kein Strom fliesst.
Dieser Strom kann zur Steuerung der Magnetisierung eines nächstfolgenden Speicherkernes 5 dienen, wobei dann die Vorrichtung als Verschiebungsein- heit, z. B. für Rechenmaschinenzwecke, dienen
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Der Transistor 1 ist von stromverstärkender Art, d. h. sein Emitter-Kollektorstrom-Verstärkungsfaktor ce ist grösser als 1. Beispiele solcher Transistoren findet man unter den Spitzenkontakttransistoren und auch bei Grenzschichttransistoren der pnpn- oder npnpArt. Diese stromverstärkende Eigenschaft ist in der Zeichnung durch einen Punkt beim üb- hlichen Transistorsymbol angedeutet.
Diese Eigenschaft bringt bekanntlich mit sich, dass ein im Basiskreis liegender Widerstand 6 als positiver Rückkopplungswiderstand wirksam ist, so dass während des Auftretens des Ablesetaktimpulses K2 an der Basiselektrode des Transistors 1 eine erhöhte Vorwärts- spannung gegenüber der Emitterelektrode erzeugt wird und ein stärkerer Strom durch den Transistor 1 fliesst. Dieser Strom veranlasst an einem Emitterwiderstand 7 einen Spannungabfall, so dass der verhältnismässig kleine Emitterkondensator 8 nach kurzer Zeit aufgeladen ist. Die Spannung zwischen der Emitterelektrode und der Kollektorelektrode nimmt dann bis auf einen so geringen Wert ab, dass die Stromverstärkung des Transistors bis 1
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herabsinkt.
Dadurch verschwindet die positive Rückkopplung, so dass die Basiselektrode des Transistors 1 wieder Brdpotential erhält, während seine Emitterelektrode infolge des Vorhandenseins des Kondensators 8 noch negatives Potential aufweist. Folglich wird sofort nach der erwähnten erhöhten Vorwärtsspannung eine Gegenspannung zwischen der Basiselektrode und der Emitterelektrode erzeugt, welche den verbleibenden freien Ladungsinhalt der Basiszone beseitigt.
Hiezu sei bemerkt, dass die Anwendung eines aus einem Basiswiderstand und einem Emitterwiderstand mit Parallelkondensator bestehenden Rückkopplungskreises bei durch Tickerimpulse gesteuerten, stromverstärkenden Transistoren mit fester Kollektorspeisespannung an sich bekannt ist. Die Erfindung benutzt einen solchen bekannten Rück- kopplungskreis bei einem durch seinen freien Ladungsinhalt als Speicherelement wirksamen, mit Kollektor-Ableseimpulsen gespeisten Transistor, um den nach der Ablesung zurückbleibenden unerwünschten freien Ladungsinhalt zu beseitigen.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde ein Transistor 1 mit einem Stromverstärkungsfaktor a = 3, 5 verwendet. Der Widerstand 6 betrug dabei 150 S, der Widerstand 7=470 R, der Kondensator 8 = 2200 pF und der Kollektorwiderstand 11 = 600 Q.
Die Taktimpulse K, und K2 hatten eine Dauer von 1 bzw. 3 V. Sek., das Zeitintervall zwischen den Impulsen K, und K2 betrug 1/2 ! 1 Sek. Die Amplitude von K2 betrug 30 V, die des über der Wicklung 3 erzeugten Impulses 1 V.
Um den Kondensator 8 schnell entladen zu können, wurde ein Trockengleichrichter 9 angeordnet, der erst bei einer Vorwärtsspannung grösser als etwa 0, 2 V stromführend wurde ; diese Spannung ergab sich als hinreichend. um den freien Ladungsinhalt der Basiszone des Transistors. 1 völlig zu beseitigen. Der Emitter-Kollektorwiderstand während der Stromführung des Transistors war dabei nur noch 10 Q. Um eine unerwünschte Stromführung bei Abwesenheit eines freien Ladungsinhaltes zu vermeiden, wurde noch eine Schwellenspannungsquelle 10 von 1, 4 V vorgesehen.
Bei der obenangegebenen Einstellung, bei welcher der Widerstand 7 grösser als (x-l) Mal der Widerstand 6 ist, kehrt der Transistor 1, ungeachtet der Dauer des Taktimpulses , immer in seinen Sperrzustand zurück. Man kann auch einen kleineren Wert für den Widerstand 7 wählen, so dass der Transistor 1 erst durch Beendigung des Taktimpulses K2 gesperrt wird und der freie Ladungsinhalt durch die dann noch am Kondensator 8 vorhandene Spannung beseitigt wird.
Eine solche Schaltung könnte auch mit nicht-stromverstärkenden Transistoren aufgebaut werden, jedoch würde das Vorhandensein des Widerstandes 7 und des Kondensators 8 dann den Nachteil mit sich bringen, dass die während des Taktimpulses K2 wirksame Emitter-Basisspannung und somit der erzeugte Kollektorstrom eine allmähliche Abnahme aufweisen würden, während zur Aussteuerung von Speicherkernen vorzugsweise rechteckige Stromimpulse angewendet werden.
Fig. 2 zeigt einen anderen, bei Transistortickern an sich bekannten Rückkopplungskreis, der aus einer Basisinduktivität 12, gegebenenfalls in Reihe mit einem Widerstand 13 und einem Emitterwiderstand 14 besteht.
Während der Ablesetaktimpulse K2 wird an der Induktivität 12 eine negative Spannung erzeugt, die jedoch, sobald der Stromverstärkungsfaktor er. infolge zu geringer EmitterKollektorspannung bis auf 1 herabsinkt, in einen positiven Spannungsimpuls übergeht, der den noch verbleibenden freien Ladungsinhalt beseitigt.
Dieser Impuls fliesst gleichzeitig über den Gleichrichter 4 durch die Wicklung 3 und veranlasst somit wieder eine Rückstellung in den ursprünglichen Magnetisierungszustand des Kernes 2. Bei geeigneter Bemessung der Schaltung und/oder durch Anbringung eines Quergleichrichters 9', ähnlich dem Gleichrichter 9 von Fig. 1, lässt sich dieser Effekt gegebenenfalls vermeiden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein Widerstand 6 verwendet, der grösser als 0 : -1) Mal der Widerstand 7 ist ; weiterhin liegt im Kollektorkreis des Transistors 1 ein grosser, von einem kleinen Kondensator 18 überbrückter Widerstand 17. Bei Vorhandensein eines freien Ladungsinhaltes in der Basiszone des Transistors 1 fliesst beim Auftreten des Taktimpulses K. 2 ein Strom durch die Widerstände 6,7 und 17, so dass zunächst eine erhöhte Vorwärtsspannung zwischen der Basiselektrode und der Emitterelektrode erzeugt wird, worauf jedoch, sobald der Kondensator 18 hinreichend aufge. laden ist, die Emitter-Kollektorspannung dermassen abnimmt, dass der Transistor 1 in seinen gesperrten Stromzustand zurückkehren will.
Dadurch wird zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode eine Gegenspannung wirksam, welche den verbleibenden freien Ladungsinhalt beseitigt. Die am Kondensator 18 erzeugte Spannung wird bei Beendigung des Impulses K2 über einen Gleichrichter 19, gegebenenfalls mit geringer Vorspannung aus einer Quelle 20, abgeleitet.
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