CH379565A - Method for generating short-term electrical pulses and device for carrying out the method - Google Patents

Method for generating short-term electrical pulses and device for carrying out the method

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CH379565A
CH379565A CH866760A CH866760A CH379565A CH 379565 A CH379565 A CH 379565A CH 866760 A CH866760 A CH 866760A CH 866760 A CH866760 A CH 866760A CH 379565 A CH379565 A CH 379565A
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Description

  

  Verfahren zur Erzeugung kurzzeitiger elektrischer Impulse und Einrichtung  zur Durchführung des Verfahrens    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren  zur Erzeugung kurzzeitiger elektrischer Impulse mit  grosser Flankensteilheit sowie eine Einrichtung zur  Durchführung des Verfahrens.  



  Es ist bekannt, mittels Elektronenröhren- oder  Halbleiterstromkreisen, z. B. unter Verwendung von  Transistoren relativ kurzzeitige Impulse in der  Grössenordnung von Mikrosekunden (1     ,cis    = 10-6 s)  zu erzeugen. Allerdings bedarf es bei diesen Verfahren  eines verhältnismässig grossen schaltungstechnischen  Aufwands. Ein anderes bekanntes Verfahren zur  Erzeugung kurzer und steiler Impulse besteht z. B.  darin, ein Leiterstück eines Koaxialkabels über einen  Widerstand aufzuladen und über ein koaxial angeord  netes     Hg-Relais    zu entladen. Man erzielt auf diese  Weise Impulse, deren Dauer Bruchteile von Mikro  sekunden beträgt. Impulserzeuger der letztgenannten  Art besitzen aber je nach Ausbildung des Relais       Repetitionsfrequenzen    bis höchstens 100 Hz.

   Es ist  deshalb mit solchen Vorrichtungen nicht möglich,  kurzzeitige Impulse in einer für viele Steuerzwecke  erwünschten raschen Aufeinanderfolge von z. B. eini  gen Kilohertz oder Megahertz zu erzeugen.  



  Bei der vorliegenden Erfindung wird von den  Schalteigenschaften dünner magnetischer Schichtele  mente mit uniaxialer     Anisotropie,    d. h. einachsiger  Vorzugsrichtung für die     Magnetisierung    Gebrauch  gemacht.  



  Es ist bekannt, dass dünne Schichten aus     magne-          tisierbarem    Material, deren Dicke grössenordnungs  mässig weniger als etwa 30 000 A (1 A = 10-S cm)  beträgt, mit einer uniaxialen magnetischen     Anisotropie,     d. h. mit einer einachsigen Vorzugsrichtung der       Magnetisierung    hergestellt werden können. Bei diesen  Schichten hat die     Magnetisierung    die Tendenz, bei  Nichtvorhandensein eines äusseren Magnetfeldes sich    parallel zu einer bestimmten Vorzugsrichtung, der  sogenannten  leichten Richtung  einzustellen. Die in  der Schichtebene senkrecht zur leichten Richtung lie  gende Richtung bezeichnet man üblicherweise als   harte Richtung .  



  Für die     Magnetisierung    einer dünnen magneti  schen Schicht mit uniaxialer     Anisotropie    gibt es ohne  äusseres Magnetfeld grundsätzlich zwei stabile Gleich  gewichts- oder Ausgangslagen, nämlich -die von 0   und die von 180  bezüglich der leichten Richtung.  



  Wird eine dünne magnetische Schicht mit uniaxia  ler     Anisotropie    einem äusseren Magnetfeld ausgesetzt,  dessen Kraftlinien nicht parallel zur leichten Richtung  verlaufen und dessen Amplitude grösser ist als eine  gewisse kritische Feldstärke, so dreht sich die     Magne-          tisierung    der Schicht in einem grösstenteils kohärent  erfolgenden     Umschaltprozess    aus der leichten Rich  tung heraus. Allgemein wird diese Art des Umschal  tens der     Magnetisierung    in dünnen magnetischen  Schichten auch mit      Rotationsschalten         (rotational          switching)    bezeichnet.

   Wird das äussere Magnetfeld  wieder abgeschaltet, so dreht sich die vorher     ausgelenk-          te        Magnetisierung    von selbst wieder in die nächst be  nachbarte Lage (0 oder 180 ) parallel zur leichten  Richtung zurück. Das     Rotationsschalten    der     Magneti-          sierung    einer dünnen Schicht beim Anlegen eines  äusseren Magnetfeldes erfolgt ausserordentlich rasch  mit Schaltzeiten in der Grössenordnung von     Nano-          sekunden    oder Bruchteilen hiervon.  



  Es ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, ein  Verfahren zur Erzeugung kurzzeitiger elektrischer  Impulse     anzugeben,    wobei die Dauer der Impulse  einige     Nanosekunden    (1     ns    = 10-9 s) beträgt.  



  Es ist ein weiterer Zweck dieser Erfindung, Fol  gen kurzzeitiger Impulse mit einer hohen     Repetitions-          frequenz    zu erzeugen.           Ferner    wird mit dieser Erfindung bezweckt, Im  pulse oder Potentialänderungen mit ausserordentlich  grosser Flankensteilheit zu erzielen.  



  Weiterhin ist es ein Zweck dieser Erfindung, eine  Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä  ssen Verfahrens anzugeben, die einfach und billig  herzustellen und mit geringem schaltungstechnischem  Aufwand zu realisieren ist.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich  nun dadurch aus, dass die     Magnetisierung    einer dün  nen magnetischen Schicht mit uniaxialer     Anisotropie     einem zeitlich veränderlichen, äusseren Magnetfeld  mit parallel zur Schichtebene und spitzwinklig zur  Achse der leichten Richtung der Schicht verlaufenden  Kraftlinien und einer Amplitude, die grösser ist als  die zu dem betreffenden spitzen Winkel gehörende  kritische Feldstärke für     Rotationsschalten,    ausgesetzt  wird, welches Magnetfeld eine solche Polarität auf  weist, dass eine Umschaltung der     Magnetisierung    um  mehr als 90      zustandekommt,

      und dass die durch das  Umschalten der     Magnetisierung    bedingte Änderung  des magnetischen Flusses durch einen Signaldetektor  erfasst wird.  



  Die ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfin  dung bildende Einrichtung zur Durchführung des  erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch  aus, dass ein aus einer dünnen magnetischen Schicht  bestehendes Schaltelement mit uniaxialer     Anisotropie     vorgesehen ist, welches mit ersten Mitteln zur Er  zeugung eines zeitlich veränderlichen magnetischen  Feldes in Wirkungsverbindung steht, wobei diese  Mittel so angeordnet sind, dass die Kraftlinien des  magnetischen Feldes parallel zur Schichtebene und  spitzwinklig zur Achse der leichten Richtung des  Schichtelements verlaufen, und dass zweite Mittel  vorgesehen sind, welche in der Lage sind, die durch  das Umschalten der     Magnetisierung    des Schicht  elements bedingte Änderung des magnetischen Flusses  in der Art eines Signaldetektors zu erfassen.  



  Die in der beschriebenen Weise erhaltenen Im  pulse lassen sich mit besonderem Vorteil zur Steue  rung von und auch zum Informationsauslesen aus  durch dünne magnetische Schichtkörper gebildeten  Schalt- und Speicherelementen verwenden. Um von  solchen, dem Fachmann bekannten magnetischen  Schalt- und Speicherelementen genügend starke Aus  gangssignale zu erhalten, muss das zur Signalgabe bzw.  Speicherung angewendete Umschalten der     Magneti-          sierung    in die oder aus der harten Richtung in der  kürzest möglichen Zeit erfolgen.

   Die für diese  Schaltzwecke, insbesondere zur Erzeugung der     Treib-          felder,    erforderlichen kurzzeitigen Impulse lassen  sich     vorteilhafterweise    mittels des erfindungsgemässen  Verfahrens erzeugen.  



  Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Er  findung werden in der nachfolgenden Beschreibung  anhand der beigefügten Zeichnung weiter ausgeführt  und erläutert, wobei jedoch darauf hingewiesen sei,  dass die gezeigte Ausführungsform lediglich der Ver  anschaulichung des allgemeinen Erfindungsgedan-         kens    dient, und dass natürlich noch andere Ausfüh  rungsformen und Anwendungsbeispiele dieser Erfin  dung möglich sind und konzipiert werden können,  die auf demselben Grundgedanken beruhen.  



  Es zeigen:       Fig.    1 eine  kritische Kurve , durch welche das  Schaltverhalten von     Magnetschichtelementen,    wie  sie in der Erfindung benutzt werden, gekennzeichnet    ist;       Fig.    2 schematisch ein Beispiel einer Einrichtung  zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens  zur Erzeugung kurzzeitiger elektrischer Impulse;       Fig.3a    und 36 Diagramme eines durch einen  Treiberstrom erzeugten äusseren Wechselfeldes und  der in der     Signaldetektorleitung    erhaltenen kurzzei  tigen Impulse;       Fig.4    eine Ausführungsform einer Einrichtung  zur Erzeugung kurzzeitiger elektrischer Impulse ge  mäss der Erfindung;

         Fig.    5 schematisch die Anwendung des erfindungs  gemässen Verfahrens zur Erzeugung impulsförmiger  Treibfelder für die Steuerung von magnetischen  Schalt- und Speicherelementen und       Fig.    6 eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung  der in der     Signaldetektorleitung    erhaltenen     impuls-          förmigen    Spannungsstösse.  



  Es wird nun auf die     Fig.    1 Bezug genommen,  in welcher eine sogenannte kritische Kurve 11 einer  dünnen magnetischen Schicht mit uniaxialer magne  tischer     Anisotropie    dargestellt ist. Die kritische Kurve  begrenzt denjenigen     Feldstärkebereich,    in dem Rota  tionsschalten erfolgt gegenüber dem Bereich, in dem  kein Umschalten der     Magnetisierung    bzw. wesent  lich langsamer verlaufende sogenannte     Wandschalt-          prozesse    auftreten, welch letztere in diesem Zusam  menhang ohne Interesse sind.

   Die durch die kritische  Kurve definierte Feldstärke heisst kritische Feldstärke  für     Rotationsschalten.    Bekanntlich kann man mit  Hilfe der aus der Literatur bekannten kritischen  Kurve die     Auslenkungsrichtung    ermitteln, in die sich  die     Magnetisierung    oder der     Magnetisierungsvektor     M der Schicht bei Anlegen eines äusseren Magnet  feldes H einstellt. Wie bereits erwähnt, wird diejenige  Richtung, zu welcher sich der     Magnetisierungsvektor     M der Schicht bei Nichtvorhandensein eines äusseren  Feldes parallel stellt, als leichte Richtung 12 und die  dazu senkrechte Richtung als harte Richtung 13 be  zeichnet.

   Die Achsen der kritischen Kurve, die eine       Asteroide    darstellt, fallen mit der leichten bzw. har  ten Richtung     (H_,-    bzw.<I>H,:</I> Achse) zusammen. Aus  Gründen der Eindeutigkeit der Darstellung soll eine  Winkelzählung eingeführt werden, wonach die     0 -Lage     der     Magnetisierung    der +H,- und die     180 -Lage     der     Magnetisierung    der     -H,-Achse    entsprechen. Ohne  äusseres Magnetfeld gibt es somit für den     Magneti-          sierungsvektor    M die beiden stabilen     Gleichgewichts-          oder    Ausgangslagen von 0 und l80 .

    



  Wenn jedoch in der Schichtebene ein äusseres  Magnetfeld H vorhanden ist, das um einen Winkel  <B>0</B> von der leichten Richtung abweicht, so wird -      wie bereits erwähnt - der     Magnetisierungsvektor    aus  seiner leichten     Richtung    herausgedreht oder     ausge-          lenkt.    Die     Auslenkungsrichtung    des     Magnetisierungs-          vektors    M für ein beliebiges äusseres Magnetfeld H  kann - wie dem Fachmann bekannt ist und wie sich  durch mathematisch-physikalische Überlegungen zei  gen lässt - aus der     kritischen    Kurve allgemein ermit  telt werden,

   indem man den     H-Vektor    vom     Koordi-          natenursprung    aus aufträgt und von der Spitze des       H-Vektors    die Tangente bzw. Tangenten an die  jenigen Teile der kritischen Kurve zeichnet, die in  derselben Halbebene (obere bzw. untere) liegen wie  die Spitze des     H-Vektors.    Durch Betrachten der in       Fig.    1 dargestellten kritischen Kurve 11 erkennt man,  dass in Abhängigkeit von der Lage der Spitze eines       H-Vektors    in bezug auf die kritische Kurve eine oder  zwei energetisch stabile     Auslenkungs-    oder Gleich  gewichtslagen für M vorhanden sind.

   Liegt die Spitze  14 eines     H-Vektors    innerhalb der kritischen Kurve,  z. B. in der oberen Halbebene, so lassen sich zwei,  ein solches energetisch stabiles Gleichgewicht für M  kennzeichnende Tangenten 15 und 16 an die in der  oberen Halbebene verlaufende kritische Kurve zeich  nen, und es gibt also für den     Magnetisierungsvektor     M zwei, durch die     Tangentenrichtungen    angezeigte,  stabile Gleichgewichtslagen M 15 und M 16.

   Liegt  die Spitze 17 eines     H-Vektors    ausserhalb der kriti  schen Kurve (in der oberen Halbebene), so lässt sich  nur eine, ein energetisch stabiles Gleichgewicht für  M kennzeichnende Tangente 18 an die kritische  Kurve in der oberen Halbebene zeichnen, und es gibt  für M nur eine     einzige,    durch die entsprechende       Tangentenrichtung    angezeigte, stabile Gleichgewichts  lage M 18. überschreitet die Spitze eines     H-Vektors     bei entsprechender Vergrösserung des äusseren Ma  gnetfeldes H die kritische Kurve in einem kritischen  Punkt 19, d.

   h., wird das äussere Feld grösser als  die zu dem betreffenden Winkel 0 gehörende kri  tische Feldstärke     Hi"it.    für     Rotationsschalten,    so ver  schwindet eine der vorher bestehenden zwei Gleich  gewichtslagen für den     Magnetisierungsvektor    M, was  gegebenenfalls verbunden ist mit einer sprunghaften  Umschaltung von M in die neue Lage, in dem gezeig  ten Beispiel nämlich dann, wenn die Ausgangslage  für M die     180 -Lage    war und somit ein     übergang     von<I>M</I> 15 nach<I>M</I> 18 erfolgen muss.  



  Dieser ausserordentlich rasch erfolgende Dreh  schaltprozess wird erfindungsgemäss zur Erzeugung  kurzzeitiger Impulse ausgenützt.  



  Zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfah  rens wird auf     Fig.    2 verwiesen, wo in schematischer  Darstellung eine Ausführungsform zur Durchführung  des Verfahrens gezeigt ist. Es ist eine dünne magne  tische Schicht 21 mit uniaxialer magnetischer     Aniso-          tropie    vorhanden, deren leichte Richtung durch einen  Doppelpfeil angegeben ist.

   Die Windungen einer  Spule 22 symbolisieren die Mittel zur Erzeugung  eines äusseren, parallel zur Ebene der Schicht 21  verlaufenden Magnetfeldes H, dessen Kraftlinien 23  unter einem Winkel<B>0</B> in bezug auf die leichte Rich-         tung    verlaufen, und zwar möge der Winkel O spitz  winklig sein in bezug auf die     0 -Lage    oder     +H     Achse (vgl.     Fig.    1).

   Der Winkel O ist     nicht    kritisch:  Man wird ihn     vorteilhafterweise    jedoch so     wählen,     dass eine möglichst grosse     Änderung    des magnetischen  Flusses beim sprunghaften Umschalten des     Magneti-          sierungsvektors    in die neue Lage auftritt. Es ist  günstig, wenn man den Winkel 0 zwischen 10 und  45  wählt.

   Die durch das Umschalten der     Magnetisie-          rung    bedingte     Änderung    des magnetischen Flusses  wird durch einen geeigneten Signaldetektor, der in       Fig.    2 symbolisch durch die Windungen     einer    zweiten  Spule 24 repräsentiert wird, erfasst. Die Achsen der  beiden Spulen 22 und 24 können     miteinander    einen  beliebigen Winkel bilden. Falls ihre Achsen senk  recht zueinander verlaufen, besteht zwischen den  beiden Spulen eine optimale magnetische     Entkopp-          lung.     



  Die Spule 22 ist über einen Schalter 25 an ein       Stromerzeugungsmittel    26, z. B. einen Wechselstrom  generator, angeschlossen,     während    die Spule 24 über  die     Klemmen    61, 62 mit einem Spannungsanzeiger,  einem Verbraucher oder Verstärker 27 verbunden ist.  Es sei angenommen, dass sich der     Magnetisierungs-          vektor    des     Magnetschichtelements    ursprünglich in  der     180 -Ausgangslage    befindet, dargestellt durch  den Vektor M 28.

   Wenn beim Schliessen des Schalters  25 der Wechselstromgenerator 26 beispielsweise eine  positive Halbwelle erzeugt, so entsteht     infolge    des  Stromflusses durch die Spule 22 in bezug auf das       Magnetschichtelement    21 ein äusseres Magnetfeld H,  welches den     Magnetisierungsvektor    aus seiner     180 -          Ausgangslage    M 28 im Uhrzeigersinn     auslenkt,    so  dass er durch die durch die Richtung von M 15 (vgl.       Fig.    1) gekennzeichnete Lage geht.

   Mit zunehmendem  Strom nimmt natürlich auch die Feldstärke des äusse  ren Magnetfeldes zu, bis schliesslich die kritische  Feldstärke für     Rotationsschalten,    d. h. der in     Fig.    1  gezeichnete kritische Punkt 19 überschritten wird. In  diesem Augenblick schaltet der     Magnetisierungsvektor     M sprungartig in die neue,     angenähert    durch die  Richtung von M 18 (vgl.     Fig.    1) gekennzeichnete  Gleichgewichtslage um, was mit einer rasch erfolgen  den, beträchtlichen, zeitlichen Änderung des magneti  schen Flusses     d@    in der     Detektorspule    24 ver  bunden ist.

   Dies wiederum bedingt das Induzieren  eines Spannungsimpulses in der Spule 24, welcher  durch den Spannungsmesser 27 angezeigt oder dem  Verbraucher zugeführt wird. Beim Abklingen der  positiven Halbwelle des Wechselstromes geht der       Magnetisierungsvektor    M schliesslich in die     0 -Gleich-          gewichtslage    M 29 über. Beim Auftreten der negativen  Halbwelle wird der     Magnetisierungsvektor    aus der       0 -Lage    M 29 im Uhrzeigersinn     ausgelenkt,    so dass  er durch die durch die     Richtung    von M 35 (vgl.       Fig.    1) gekennzeichnete Lage geht.

   Mit zunehmen  dem negativem Strom wird schliesslich ebenfalls wie  der die kritische Feldstärke     Hkr;t.    überschritten (jetzt  natürlich mit entgegengesetzter Polarität als vorhin),      wobei ein     sprungartiges    Umschalten des     Magnetisie-          rungsvektors    M in die neue, etwa durch die Richtung  von M 3 8 (vgl.     Fig.    1)     gekennzeichnete    Gleichge  wichtslage erfolgt.

   Dies ist wieder mit einer rasch  erfolgenden, beträchtlichen, zeitlichen     Änderung    des  magnetischen Flusses (grosses
EMI0004.0007  
   ) in bezug auf  die     Detektorspule    24 verbunden, was erneut das  Induzieren eines (jetzt negativen) Spannungsimpul  ses in der Spule 24 zur Folge hat. Beim Abklingen  der negativen Halbwelle des Wechselstromes geht  der     Magnetisierungsvektor    schliesslich in die     180 -          Gleichgewichtslage    M 28 über, von der in der obigen  Betrachtung ausgegangen wurde, und es wiederholt  sich die bereits beschriebene Wirkungsweise.  



  Der zeitliche Verlauf des durch den Treiberstrom  in der Spule 22 auf das     Magnetschichtelement    wirk  samen äusseren magnetischen Wechselfeldes ist in       Fig.3a    dargestellt. Der Wert der kritischen Feld  stärke     HI";,.    sei hier wenigstens grössenordnungs  mässig angegeben; er beträgt bei heute gebräuchlichen  Magnetschichten einige, etwa 2 bis 8     Örsted.    HI";,.

    ist in dem Diagramm eingezeichnet.     Fig.    3b zeigt die  in die     Detektorspule    24 jeweils beim Überschreiten  der kritischen Feldstärke     Hhr;c.    durch das äussere  Wechselfeld, infolge des     Umschaltens    des     Magnetisie-          rungsvektors    in eine neue Richtung, induzierten,     im-          pulsförmigen    Spannungsstösse, wie es weiter oben  unter Bezugnahme auf     Fig.2    ausführlich erläutert  wurde.

   Die auf diese Weise erhaltenen,     steilflankigen     Spannungsstösse haben eine Dauer in der Grössenord  nung von     Nanosekunden    oder darunter. Sie wieder  holen sich mit einer     Repetitionsfrequenz,    die gleich  ist der Frequenz des äusseren Wechselfeldes. Es ist  nach diesem Verfahren möglich,     Repetitionsfrequen-          zen    bis hinauf zu 100 MHz und darüber zu erhalten.  Eine untere     Frequenzgrenze    gibt es nicht; man kann  mit diesem Verfahren selbstverständlich auch Einzel  impulse erzeugen.  



  Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass  es bei Beginn des     Impulserzeugungsprozesses    nicht  unbedingt notwendig ist, dass sich der     Magnetisie-          rungsvektor    M in einer bestimmten Ausgangslage  befindet, z. B. wie oben angenommen, in der     180 -          Lage    M 28 beim Beginn der positiven Halbwelle des  Treiberstromes.

   Wenn sich der     Magnetisierungsvektor     zu Beginn der positiven Halbwelle in der     0 -Aus-          gangslage    M 29 befindet, so bekommt man zwar nicht  den ersten Spannungsimpuls, da in diesem Fall nur  ein Übergang von M 16 nach Ml 8 (vgl.

       Fig.    1) statt  findet, wobei keine wesentliche Änderung des magne  tischen Flusses in bezug auf die     Detektorspule    24       zustandekommt.    Beim Abklingen der positiven Halb  welle kehrt der     Magnetisierungsvektor    jedoch wieder  in die     0 -Lage    M 29 zurück, welche - wie aus obiger  Beschreibung hervorgeht - die erwünschte Ausgangs  lage für den     Beginn    der negativen Halbwelle dar  stellt. Von nun an geht der     Impulserzeugungsprozess     in der oben erläuterten Weise vonstatten.    Der Treiberstrom zur Erzeugung des äusseren Ma  gnetfeldes braucht keineswegs - wie bisher angenom  men wurde - ein z.

   B.     sinusförmiger    Wechselstrom  zu sein. Man kann die     Impulserzeugungsvorrichtung     auch mit     impulsförmigen    Treiberströmen betreiben.  Solange die Anstiegszeit der Treibimpulse länger  dauert als das     Rotationsschalten    des     Magnetisierungs-          vektors    des Schichtelements, kann man jedenfalls mit  Hilfe des     erfindungsgemässen        Verfahrens    eine wün  schenswerte     Impulsformung    im Hinblick auf kürzere  Impulsdauer und grössere Flankensteilheit erzielen.  



  Es wird nun auf     Fig.    4 Bezug genommen, wo ein  praktisches Ausführungsbeispiel einer     Impulserzeu-          gungseinrichtung    gemäss der vorliegenden Erfindung  dargestellt ist. Das als Impulsgenerator wirkende  magnetische Schichtelement besteht aus einer dünnen  magnetischen Schicht 41, die durch einen     Aufdampf-          prozess    oder ein     Elektroplattierungsverfahren    auf  einen Träger 43 aufgebracht ist. Die Dicke der Ma  gnetschicht 41 kann einige 100 oder 1000 A betra  gen, wird im allgemeinen jedoch nicht über 30 000 A  hinausgehen.

   Die Schicht weist eine uniaxiale     Aniso-          tropie    auf; die leichte Richtung ist durch einen Pfeil  45 bezeichnet. Der Träger 43 besteht aus einem dün  nen Glasplättchen von einigen Zehntel Millimetern  Dicke. Man kann jedoch auch anderes Trägermate  rial verwenden, z. B. Kunststoff oder     Tantal.    In dem  Beispiel von     Fig.    4 wurde für das Schichtelement eine  annähernd quadratische Form gewählt; die Kanten  länge kann einige Millimeter bis etwa einen Zenti  meter oder auch darüber betragen. Selbstverständlich  sind auch andere Formen, z. B. runde, für das Schicht  element zulässig.

   Das Schichtelement ist von zwei,  parallel zur Schichtebene angebrachten,     schleifenför-          migen    und bandartigen Windungen, sogenannten  Bandleitungen oder      striplines     umgeben. Die Band  leitung 42 wirkt als Treiberleitung zur Aufbringung  des äusseren Magnetfeldes; in ihrer Funktion ent  spricht sie somit der Spule 22 in     Fig.    2. Die Band  leitung 44 wirkt als     Signaldetektormittel,    in welcher  die kurzzeitigen Impulse induziert werden; in ihrer  Funktion entspricht sie somit der Spule 24 in     Fig.    2.

    Die Achse der Bandleitung 42 bildet mit der leichten  Richtung 45 der Magnetschicht einen Winkel von  90 -     HO.    Dieser Winkel ist nicht kritisch. Er beträgt  im Ausführungsbeispiel etwa 45 bis 80  unter Zu  grundelegung des weiter oben als günstig bezeichne  ten Winkels     OH    zwischen 10 und 45 . Es ist zur  Erzielung eines guten Wirkungsgrads     vorteilhaft,    wenn  die Bandleitungen das Schichtelement in seiner gan  zen Kantenlänge umfassen und vollständig über  decken.

   Die Bandleitungen können auf dem Schicht  element durch ein     Aufdampfungs-    oder     Elektroplat-          tierungsverfahren    angebracht werden, um die Ab  stände zwischen diesen Teilen auf ein Minimum  zu beschränken und somit den Leistungsgrad auf ein  Maximum zu bringen. Geeignete elektrische Isolie  rungen, z. B.     Siliziumoxydschichten,    müssen selbst  verständlich zwischen Bandleitern 42, 44 und der  Magnetschicht 41 vorgesehen werden.      Das erfindungsgemässe     Impulserzeugungsverfah-          ren    hat ein weites Feld von Anwendungsmöglichkei  ten.

   Von besonderem Interesse ist hierbei die Impuls  steuerung von durch dünne magnetische Schichten  gebildeten Schalt- und Speicherelementen, die von  ähnlicher Beschaffenheit sein mögen wie das zur  Impulserzeugung verwendete     Magnetschichtelement.     Eine entsprechende Anordnung ist in     Fig.    5 schema  tisch dargestellt. Mittels eines Stromgenerators 51  wird über eine Bandleitung 52 einem als Impuls  erzeuger wirkenden, dünnen magnetischen Schicht  element 53 mit uniaxialer     Anisotropie    ein äusseres  Magnetfeld überlagert, dessen Kraftlinien - wie  bereits     erwähnt    - in der Ebene des Schichtelements  unter einem spitzen Winkel von z. B. 10 bis 45   zur leichten Richtung 55 des Schichtelements ver  laufen.

   Die Amplitude des äusseren Magnetfeldes  übersteigt dabei den durch die kritische Kurve fest  gelegten Wert     Hl;rit.,    so dass jeder Stromstoss des  Generators 51 im Schichtelement ein Rotationsschal  ten der     Magnetisierung        hervorruft,    wodurch in der  Bandleitung 54 ein extrem kurzer Spannungsimpuls  verhältnismässig hoher Amplitude erzeugt wird. Die  zu steuernden Schalt- oder Speicherelemente 56 sind  kleine, dünne, magnetische Schichtelemente.

   Die  Achse der Bandleitung 54 verläuft parallel zur leich  ten Richtung der Schichtelemente 56, so dass ein  Impuls in der Leitung 54 die     Magnetisierung    der  Elemente 56 in die harte Richtung     auslenkt.    Die  Impulse in der Leitung 54 dienen somit zur Erzeu  gung kurzzeitig wirksamer, magnetischer Treibfelder  in bezug auf die zu steuernden Schalt- bzw. Speicher  elemente 56.  



  Das erfindungsgemässe     Impulserzeugungsverfah-          ren    kann auch vorteilhaft zum     Informationauslesen     aus dünnen     Magnetschichtspeicherelementen    benutzt  werden. Wie vorhin erwähnt wurde, tritt ein Span  nungsstoss auf, wenn sich der     Magnetisierungsvektor     M in der einen, z. B. in der     180 -Ausgangslage,    und  es tritt kein Spannungsstoss auf, wenn er sich in der  anderen, also z. B. der     0 -Ausgangslage,    befindet.  Der Spannungsstoss oder Ausleseimpuls, der in der       Signaldetektorwicklung    auftritt, ist von hoher Ampli  tude und kurzer Dauer.

   Im allgemeinen ist es not  wendig, ein Auslesesignal zur Weiterverarbeitung,  z. B. in einem Rechenautomaten, zu verstärken; an  statt an die     Signaldetektorwicklung    einen Lesever  stärker direkt anzuschliessen, der den scharfen Lese  impuls nur verflachen und somit in seiner Wirksam  keit beeinträchtigen würde, ist es     zweckmässig,    die  Schaltung nach     Fig.    6 zu verwenden; diese wird an  die beiden Anschlüsse 61, 62 am Ausgang der       Signaldetektorwicklung    24     (Fig.2),    angeschlossen.  Mittels einer     Hochfrequenzdiode    63, die z.

   B. vom       Avalanche-Typ    sein kann, wird eine Spitzengleich  richtung durchgeführt und eine Kapazität 64 aufge  laden. Man erhält auf diese Weise eine sehr     steil-          flankige    Potentialerhöhung an der Kapazität, und  eine unerwünschte     Verflachung    des von der Signal  detektorwicklung erhaltenen scharfen Impulses wird    vermieden. Die an der Kapazität 64 erhaltene Span  nung kann dann ohne weitere Schwierigkeiten durch  eine gewöhnliche elektronische     Verstärkereinrichtung     65 weiter verstärkt und an den Ausgangsklemmen  66, 67 des Verstärkers abgenommen werden.

   Die  Kapazität 64 hat im allgemeinen einen kleinen Wert  und ist praktisch gegeben durch die Eingangskapazität  eines     hochohmigen    Verstärkers.  



  Obgleich die grundsätzlichen und neuen Merk  male der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme  auf bevorzugte     Ausführungs-    und Anwendungsformen  eines neuen     Impulserzeugungsverfahrens    dargestellt  und beschrieben wurden, können mannigfaltige Ände  rungen in der Form und in Einzelheiten der hier  dargestellten     Ausführungs-    und Anwendungsbeispiele  sowie auch deren Wirkungsweise vorgenommen wer  den, ohne dadurch den nachfolgend beanspruchten  Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen.



  Method for generating short-term electrical pulses and a device for carrying out the method The present invention relates to a method for generating short-term electrical pulses with a steep edge as well as a device for carrying out the method.



  It is known to use electron tube or semiconductor circuits, e.g. B. using transistors to generate relatively short-term pulses in the order of magnitude of microseconds (1, cis = 10-6 s). However, these methods require a relatively large amount of circuitry. Another known method of generating short and steep pulses is e.g. B. in charging a conductor piece of a coaxial cable through a resistor and discharging it through a coaxially angeord netes Hg relay. In this way, pulses are obtained whose duration is fractions of microseconds. However, pulse generators of the last-mentioned type have repetition frequencies up to a maximum of 100 Hz, depending on the design of the relay.

   It is therefore not possible with such devices to generate short-term pulses in a rapid succession of e.g. B. to generate some kilohertz or megahertz conditions.



  In the present invention, the switching properties of thin magnetic film elements having uniaxial anisotropy, i.e. H. uniaxial preferred direction made use of for the magnetization.



  It is known that thin layers of magnetizable material, the thickness of which is on the order of magnitude less than about 30,000 Å (1 A = 10-S cm), have a uniaxial magnetic anisotropy, ie. H. can be produced with a uniaxial preferred direction of magnetization. In the case of these layers, the magnetization has the tendency, in the absence of an external magnetic field, to set itself parallel to a certain preferred direction, the so-called easy direction. The direction perpendicular to the easy direction in the layer plane is usually referred to as the hard direction.



  For the magnetization of a thin magnetic layer with uniaxial anisotropy, there are basically two stable equilibrium or starting positions without an external magnetic field, namely the one of 0 and that of 180 with respect to the easy direction.



  If a thin magnetic layer with uniaxial anisotropy is exposed to an external magnetic field whose lines of force do not run parallel to the easy direction and whose amplitude is greater than a certain critical field strength, the magnetization of the layer rotates in a largely coherent switching process easy direction out. In general, this type of switching over of the magnetization in thin magnetic layers is also referred to as rotational switching.

   If the external magnetic field is switched off again, the previously deflected magnetization automatically turns back into the next adjacent position (0 or 180) parallel to the easy direction. The rotational switching of the magnetization of a thin layer when an external magnetic field is applied takes place extremely quickly with switching times in the order of magnitude of nanoseconds or fractions thereof.



  It is an aim of the present invention to provide a method for generating short-term electrical pulses, the duration of the pulses being a few nanoseconds (1 ns = 10-9 s).



  It is a further purpose of this invention to generate sequences of short-term pulses with a high repetition frequency. Furthermore, the purpose of this invention is to achieve pulses or potential changes with an extraordinarily large edge steepness.



  Furthermore, it is a purpose of this invention to specify a device for carrying out the method according to the invention, which is simple and cheap to manufacture and can be implemented with little complexity in terms of circuitry.



  The method according to the invention is characterized in that the magnetization of a thin magnetic layer with uniaxial anisotropy has a time-variable, external magnetic field with lines of force running parallel to the plane of the layer and at an acute angle to the axis of the easy direction of the layer and an amplitude that is greater than the the critical field strength for rotary switching belonging to the acute angle in question is exposed, which magnetic field has such a polarity that the magnetization is switched by more than 90,

      and that the change in the magnetic flux caused by the switching of the magnetization is detected by a signal detector.



  The device for carrying out the method according to the invention, which is also the subject of the present invention, is characterized in that a switching element consisting of a thin magnetic layer with uniaxial anisotropy is provided, which is operatively connected to first means for generating a temporally variable magnetic field, These means are arranged so that the lines of force of the magnetic field run parallel to the plane of the layer and at an acute angle to the axis of the easy direction of the layer element, and that second means are provided which are capable of switching over the magnetization of the layer element Detect changes in the magnetic flux in the manner of a signal detector.



  The pulses obtained in the manner described can be used with particular advantage for controlling and also for reading out information from switching and storage elements formed by thin magnetic layers. In order to obtain sufficiently strong output signals from such magnetic switching and storage elements known to those skilled in the art, the switching of the magnetization into or out of the hard direction used for signaling or storage must take place in the shortest possible time.

   The brief pulses required for these switching purposes, in particular for generating the driving fields, can advantageously be generated by means of the method according to the invention.



  Further objectives and advantages of the present invention are further elaborated and explained in the following description with reference to the accompanying drawings, it being pointed out, however, that the embodiment shown only serves to illustrate the general inventive concept and that of course other embodiments and examples of use of this invention are possible and can be designed based on the same basic idea.



  1 shows a critical curve which characterizes the switching behavior of magnetic layer elements as used in the invention; 2 schematically shows an example of a device for carrying out the method according to the invention for generating short-term electrical pulses; 3a and 36 diagrams of an external alternating field generated by a driver current and the short-term pulses obtained in the signal detector line; 4 shows an embodiment of a device for generating brief electrical pulses according to the invention;

         5 schematically shows the application of the method according to the invention for generating pulse-shaped driving fields for the control of magnetic switching and storage elements, and FIG. 6 shows a circuit arrangement for amplifying the pulse-shaped voltage surges obtained in the signal detector line.



  Reference is now made to FIG. 1, in which a so-called critical curve 11 of a thin magnetic layer with uniaxial magnetic anisotropy is shown. The critical curve limits the field strength range in which rotary switching takes place compared to the range in which no switching of the magnetization or significantly slower so-called wall switching processes occur, which the latter are of no interest in this context.

   The field strength defined by the critical curve is called the critical field strength for rotary switching. As is known, the critical curve known from the literature can be used to determine the direction of deflection in which the magnetization or the magnetization vector M of the layer is established when an external magnetic field H is applied. As already mentioned, the direction to which the magnetization vector M of the layer is parallel in the absence of an external field is designated as the easy direction 12 and the direction perpendicular thereto as the hard direction 13.

   The axes of the critical curve, which represents an asteroid, coincide with the easy or hard direction (H _, - or <I> H ,: </I> axis). For the sake of clarity of the illustration, an angle counting should be introduced, according to which the 0 position corresponds to the magnetization of the + H, axis and the 180 position corresponds to the magnetization of the -H, axis. Without an external magnetic field, the two stable equilibrium or initial positions of 0 and 180 exist for the magnetization vector M.

    



  If, however, an external magnetic field H is present in the layer plane which deviates from the easy direction by an angle <B> 0 </B>, then - as already mentioned - the magnetization vector is rotated or deflected from its easy direction. The direction of deflection of the magnetization vector M for any external magnetic field H can - as is known to the person skilled in the art and as can be shown by mathematical-physical considerations - be generally determined from the critical curve,

   by plotting the H vector from the origin of the coordinates and drawing the tangent or tangents from the tip of the H vector to those parts of the critical curve that lie in the same half-plane (upper or lower) as the tip of the H -Vector. By looking at the critical curve 11 shown in FIG. 1, it can be seen that, depending on the position of the tip of an H vector with respect to the critical curve, one or two energetically stable deflection or equilibrium positions are present for M.

   If the tip 14 of an H-vector lies within the critical curve, e.g. B. in the upper half-plane, two, such an energetically stable equilibrium for M characterizing tangents 15 and 16 to the critical curve running in the upper half-plane draw NEN, and there are so for the magnetization vector M two, indicated by the tangent directions , stable equilibrium positions M 15 and M 16.

   If the tip 17 of an H vector lies outside the critical curve (in the upper half-plane), only one tangent 18, which characterizes an energetically stable equilibrium for M, can be drawn to the critical curve in the upper half-plane, and there is for M only a single stable equilibrium position M 18, indicated by the corresponding tangent direction, exceeds the tip of an H vector with a corresponding increase in the external magnetic field H, the critical curve at a critical point 19, i.e.

   That is, if the external field becomes greater than the critical field strength Hi "it. belonging to the relevant angle 0 for rotary switching, one of the previously existing two equilibrium positions for the magnetization vector M disappears, which is possibly associated with a sudden switch from M into the new position, namely in the example shown when the starting position for M was the 180 position and thus a transition from <I> M </I> 15 to <I> M </I> 18 must take place .



  According to the invention, this extremely rapid rotary switching process is used to generate brief pulses.



  To explain the method according to the invention, reference is made to FIG. 2, where an embodiment for carrying out the method is shown in a schematic representation. There is a thin magnetic layer 21 with uniaxial magnetic anisotropy, the easy direction of which is indicated by a double arrow.

   The turns of a coil 22 symbolize the means for generating an external magnetic field H running parallel to the plane of the layer 21, the lines of force 23 of which run at an angle <B> 0 </B> with respect to the easy direction, namely may the angle O be at an acute angle with respect to the 0 position or + H axis (see. Fig. 1).

   The angle O is not critical: however, it will advantageously be chosen so that the greatest possible change in the magnetic flux occurs when the magnetization vector suddenly switches to the new position. It is beneficial to choose angle 0 between 10 and 45.

   The change in the magnetic flux caused by switching the magnetization is detected by a suitable signal detector, which is symbolically represented in FIG. 2 by the turns of a second coil 24. The axes of the two coils 22 and 24 can form any angle with one another. If their axes are perpendicular to each other, there is an optimal magnetic decoupling between the two coils.



  The coil 22 is via a switch 25 to a power generating means 26, for. B. an alternating current generator, while the coil 24 is connected to a voltage indicator, a consumer or amplifier 27 via the terminals 61, 62. It is assumed that the magnetization vector of the magnetic layer element is originally in the 180 ° starting position, represented by the vector M 28.

   If, when the switch 25 is closed, the alternating current generator 26 generates a positive half-wave, for example, an external magnetic field H arises as a result of the current flow through the coil 22 with respect to the magnetic layer element 21, which deflects the magnetization vector from its 180 - starting position M 28 clockwise, see above that it goes through the position indicated by the direction of M 15 (see. Fig. 1).

   With increasing current, of course, the field strength of the external magnetic field also increases, until finally the critical field strength for rotary switching, i.e. H. the critical point 19 drawn in FIG. 1 is exceeded. At this moment, the magnetization vector M switches abruptly into the new, approximately by the direction of M 18 (see. Fig. 1) characterized equilibrium position, which takes place quickly, the considerable, temporal change in the magnetic flux d @ in the detector coil 24 is connected.

   This in turn causes the induction of a voltage pulse in the coil 24, which is indicated by the voltmeter 27 or fed to the consumer. When the positive half-wave of the alternating current subsides, the magnetization vector M finally changes into the 0 equilibrium position M 29. When the negative half-wave occurs, the magnetization vector is deflected clockwise from the 0 position M 29, so that it passes through the position indicated by the direction of M 35 (cf. FIG. 1).

   As the negative current increases, the critical field strength Hkr; t also finally becomes like that. exceeded (now, of course, with opposite polarity than before), with a sudden switchover of the magnetization vector M into the new equilibrium position characterized approximately by the direction of M 3 8 (see FIG. 1).

   This is again with a rapid, considerable change in the magnetic flux over time (large
EMI0004.0007
   ) connected with respect to the detector coil 24, which again induces a (now negative) voltage pulse in the coil 24 results. When the negative half-wave of the alternating current subsides, the magnetization vector finally changes to the 180 - equilibrium position M 28, which was assumed in the above consideration, and the mode of operation already described is repeated.



  The time course of the external alternating magnetic field acting on the magnetic layer element due to the driver current in the coil 22 is shown in FIG. The value of the critical field strength HI ";,. Is given here at least in the order of magnitude; it is a few, about 2 to 8 Örsted. HI";,.

    is shown in the diagram. Fig. 3b shows the in the detector coil 24 when the critical field strength Hhr is exceeded; c. pulsed voltage surges induced by the external alternating field as a result of the switching of the magnetization vector in a new direction, as was explained in detail above with reference to FIG.

   The steep-edged voltage surges obtained in this way have a duration in the order of magnitude of nanoseconds or less. They pick themselves up again with a repetition frequency that is the same as the frequency of the external alternating field. With this method it is possible to obtain repetition frequencies of up to 100 MHz and above. There is no lower frequency limit; this process can of course also be used to generate individual pulses.



  One advantage of this method is that at the beginning of the pulse generation process it is not absolutely necessary for the magnetization vector M to be in a certain starting position, e.g. B. as assumed above, in the 180 - position M 28 at the beginning of the positive half-wave of the driver current.

   If the magnetization vector is in the 0 starting position M 29 at the beginning of the positive half-wave, the first voltage pulse is not received, since in this case only a transition from M 16 to Ml 8 (cf.

       Fig. 1) takes place, with no significant change in the magnetic flow tables with respect to the detector coil 24 comes about. When the positive half-wave subsides, however, the magnetization vector returns to the 0 position M 29, which - as can be seen from the above description - represents the desired starting position for the start of the negative half-wave. From now on, the pulse generation process proceeds as explained above. The driver current to generate the external Ma gnetfeldes by no means - as previously assumed men - a z.

   B. to be sinusoidal alternating current. The pulse generating device can also be operated with pulse-shaped drive currents. As long as the rise time of the drive pulses lasts longer than the rotational switching of the magnetization vector of the layer element, the method according to the invention can be used to achieve a desirable pulse shaping with regard to shorter pulse duration and greater edge steepness.



  Reference is now made to FIG. 4, which shows a practical embodiment of a pulse generating device according to the present invention. The magnetic layer element acting as a pulse generator consists of a thin magnetic layer 41 which is applied to a carrier 43 by a vapor deposition process or an electroplating process. The thickness of the magnetic layer 41 can be a few 100 or 1000 Å, but will generally not exceed 30,000 Å.

   The layer has a uniaxial anisotropy; the easy direction is indicated by an arrow 45. The carrier 43 consists of a thin glass plate a few tenths of a millimeter thick. However, you can also use other carrier mate rial, for. B. plastic or tantalum. In the example of FIG. 4, an approximately square shape was chosen for the layer element; the edge length can be a few millimeters to about a centimeter or more. Of course, other forms are also possible, e.g. B. round, allowed for the layer element.

   The layer element is surrounded by two loop-shaped and ribbon-like windings, so-called ribbon conductors or striplines, attached parallel to the layer plane. The ribbon line 42 acts as a driver line for applying the external magnetic field; in its function it thus corresponds to the coil 22 in Fig. 2. The tape line 44 acts as a signal detector means in which the short-term pulses are induced; in its function it thus corresponds to the coil 24 in FIG. 2.

    The axis of the ribbon line 42 forms an angle of 90 - HO with the easy direction 45 of the magnetic layer. This angle is not critical. In the exemplary embodiment, it is approximately 45 to 80 based on the angle OH between 10 and 45 which was described above as being favorable. To achieve good efficiency, it is advantageous if the strip lines encompass the layer element in its entire edge length and completely cover it.

   The ribbon cables can be attached to the layer element by a vapor deposition or electroplating process in order to limit the distances between these parts to a minimum and thus to maximize the level of performance. Suitable electrical Isolie ments, z. B. silicon oxide layers must of course be provided between strip conductors 42, 44 and the magnetic layer 41. The pulse generation method according to the invention has a wide range of possible uses.

   Of particular interest here is the pulse control of switching and storage elements formed by thin magnetic layers, which may be of a similar nature to the magnetic layer element used for pulse generation. A corresponding arrangement is shown schematically in FIG. 5. By means of a current generator 51 an external magnetic field is superimposed over a ribbon line 52 acting as a pulse generator, thin magnetic layer element 53 with uniaxial anisotropy, the lines of force - as already mentioned - in the plane of the layer element at an acute angle of z. B. 10 to 45 to the easy direction 55 of the layer element run ver.

   The amplitude of the external magnetic field exceeds the value Hl; rit determined by the critical curve, so that every current surge of the generator 51 in the layer element causes a rotational switching of the magnetization, whereby an extremely short voltage pulse of relatively high amplitude is generated in the ribbon line 54 . The switching or memory elements 56 to be controlled are small, thin, magnetic layer elements.

   The axis of the ribbon line 54 runs parallel to the easy direction of the layer elements 56, so that a pulse in the line 54 deflects the magnetization of the elements 56 in the hard direction. The pulses in the line 54 thus serve to generate briefly effective magnetic driving fields with respect to the switching or storage elements 56 to be controlled.



  The pulse generation method according to the invention can also be used advantageously for reading out information from thin magnetic layer storage elements. As mentioned earlier, a voltage surge occurs when the magnetization vector M in the one, z. B. in the 180 starting position, and there is no voltage surge when he is in the other, so z. B. the 0 starting position is located. The voltage surge or readout pulse that occurs in the signal detector winding is of high amplitude and short duration.

   In general, it is not agile, a read signal for further processing, z. B. in a computer to amplify; instead of directly connecting a reader to the signal detector winding, which would only flatten the sharp read pulse and thus impair its effectiveness, it is useful to use the circuit according to FIG. 6; this is connected to the two connections 61, 62 at the output of the signal detector winding 24 (FIG. 2). By means of a high frequency diode 63, the z.

   B. may be of the avalanche type, a peak rectification is carried out and a capacity 64 load up. In this way, a very steep-edged increase in potential at the capacitance is obtained, and an undesirable flattening of the sharp pulse received from the signal detector winding is avoided. The voltage obtained at the capacitance 64 can then be further amplified without further difficulties by an ordinary electronic amplifier device 65 and taken from the output terminals 66, 67 of the amplifier.

   The capacitance 64 generally has a small value and is practically given by the input capacitance of a high-impedance amplifier.



  Although the basic and new features of the present invention with reference to preferred embodiments and application forms of a new pulse generation method have been shown and described, various changes in the form and details of the embodiments and application examples shown here as well as their mode of action can be made to who without thereby leaving the scope of the invention claimed below.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Erzeugung kurzzeitiger elektri scher Impulse, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierung einer dünnen magnetischen Schicht mit uniaxialer Anisotropie einem zeitlich veränder lichen, äusseren Magnetfeld mit parallel zur Schicht ebene und spitzwinklig zur Achse der leichten Rich tung der Schicht verlaufenden Kraftlinien und einer Amplitude, die grösser ist als die zu dem betreffenden spitzen Winkel gehörende kritische Feldstärke für Rotationsschalten, ausgesetzt wird, welches Magnet feld eine solche Polarität aufweist, PATENT CLAIMS I. A method for generating brief electrical pulses, characterized in that the magnetization of a thin magnetic layer with uniaxial anisotropy is a temporally variable, external magnetic field with lines of force parallel to the layer and at an acute angle to the axis of the easy direction of the layer and a Amplitude which is greater than the critical field strength for rotary switching belonging to the acute angle in question is exposed, which magnetic field has such a polarity, dass eine Um schaltung der Magnetisierung um mehr als 90 zu stande kommt und dass die durch das Umschalten der Magnetisierung bedingte Änderung des magneti schen Flusses durch einen Signaldetektor erfasst wird. that a switchover of the magnetization by more than 90 occurs and that the change in the magnetic flux caused by the switchover of the magnetization is detected by a signal detector. 1I. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einer dünnen magnetischen Schicht beste hendes Schaltelement mit uniaxialer Anisotropie vor gesehen ist, welches mit ersten Mitteln zur Erzeugung eines zeitlich veränderlichen, magnetischen Feldes in Wirkungsverbindung steht, wobei diese Mittel so an geordnet sind, dass die Kraftlinien des magnetischen Feldes parallel zur Schichtebene und spitzwinklig zur Achse der leichten Richtung des Schichtelements verlaufen, und dass zweite Mittel vorgesehen sind, welche in der Lage sind, die durch das Umschalten der Magnetisierung des Schichtelements bedingte Än derung des magnetischen Flusses in der Art eines Signaldetektors zu erfassen. 1I. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a switching element consisting of a thin magnetic layer with uniaxial anisotropy is seen, which is in operative connection with first means for generating a time-variable magnetic field, these means being on are arranged so that the lines of force of the magnetic field run parallel to the plane of the layer and at an acute angle to the axis of the easy direction of the layer element, and that second means are provided which are able to change the magnetic flux caused by switching the magnetization of the layer element in the manner of a signal detector. III. Anwendung des Verfahrens nach Patent anspruch I, zur Steuerung von durch dünne magne tische Schichtkörper gebildeten Schalt- und Speicher elementen. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Magnetfeld durch hochfrequenten Wechselstrom erzeugt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Magnetfeld durch impulsförmigen Strom erzeugt wird. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Magnetfeld durch einen seine Polarität wechselnden impulsförmigen Strom erzeugt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das äussere Magnetfeld mit unter einem Winkel zwischen 1 und 70 zu leichten Rich tung der Magnetschicht verlaufenden Kraftlinien er zeugt wird. III. Application of the method according to patent claim I, for the control of switching and storage elements formed by thin magnetic layers. SUBClaims 1. The method according to claim I, characterized in that the external magnetic field is generated by high-frequency alternating current. 2. The method according to claim I, characterized in that the external magnetic field is generated by pulsed current. 3. The method according to dependent claim 2, characterized in that the external magnetic field is generated by a pulse-shaped current changing its polarity. 4. The method according to claim I, characterized in that the external magnetic field with lines of force running at an angle between 1 and 70 to the light direction of the magnetic layer it is generated. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der genannte Winkel zwischen 5 und 60 beträgt. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der genannte Winkel zwischen 10 und 45 beträgt. 7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Mittel aus Bandleitern bestehen. B. 5. The method according to dependent claim 4, characterized in that said angle is between 5 and 60. 6. The method according to dependent claim 5, characterized in that said angle is between 10 and 45. 7. Device according to claim II, characterized in that the first and second means consist of ribbon conductors. B. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaldetektorwirkung der zweiten Mittel in bezug auf eine Änderung des magnetischen Flusses in dem Magnetschichtelement einen Maximalwert aufweist in einer Richtung, die parallel zur Kraftlinienrichtung des äusseren Magnet feldes verläuft. 9. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaldetektorwirkung der zweiten Mittel einen Maximalwert aufweist in einer Richtung, die senkrecht zur Kraftlinienrichtung des äusseren Magnetfeldes verläuft. 10. Device according to claim II, characterized in that the signal detector effect of the second means with respect to a change in the magnetic flux in the magnetic layer element has a maximum value in a direction which runs parallel to the direction of the line of force of the external magnetic field. 9. Device according to claim 1I, characterized in that the signal detector effect of the second means has a maximum value in a direction which is perpendicular to the direction of the line of force of the external magnetic field. 10. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaldetektorwirkung der zweiten Mittel einen Maximalwert aufweist in einer Richtung, die mit der Kraftlinienrichtung des äusseren Magnetfeldes einen Winkel bildet, der zwischen 0 und 90 beträgt. 11. Einrichtung nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne magnetische Schicht des Schaltelements eine Dicke aufweist, die zwischen 100 und 30 000 A liegt. 12. Einrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke zwischen 300 und 3000 A beträgt. 13. Device according to Patent Claim 1I, characterized in that the signal detector effect of the second means has a maximum value in a direction which forms an angle between 0 and 90 with the direction of the line of force of the external magnetic field. 11. Device according to claim II, characterized in that the thin magnetic layer of the switching element has a thickness which is between 100 and 30,000 Å. 12. Device according to dependent claim 11, characterized in that the layer thickness is between 300 and 3000 Å. 13th Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne magnetische Schicht des Schaltelements eine Flächenausdehnung aufweist, die zwischen 1 mm2 und 4 cm2 beträgt. 14. Einrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtelement von annä hernd quadratischer Form ist. 15. Einrichtung nach Patentanspruch I1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtelement von annä hernd runder Form ist. 16. Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandleiter das Schichtelement vollständig überdecken. 17. Device according to Patent Claim 1I, characterized in that the thin magnetic layer of the switching element has a surface area which is between 1 mm2 and 4 cm2. 14. Device according to claim 11, characterized in that the layer element is approximately square in shape. 15. Device according to claim I1, characterized in that the layer element is approximately round in shape. 16. Device according to dependent claim 7, characterized in that the strip conductors completely cover the layer element. 17th Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass an die als Signaldetektor wir kenden zweiten Mittel eine Hochfrequenzdiode ange schlossen ist, über welche die in dem Signaldetektor mittel erzeugten kurzzeitigen Impulse einer Kapazität zugeführt werden. 18. Einrichtung nach Unteranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung über der Kapazität mittels einer elektronischen Verstärkervorrichtung verstärkt wird. 19. Anwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse zur Erzeugung kurz zeitig wirksamer magnetischer Treibfelder in bezug auf die zu steuernden Schalt- bzw. Speicherelemente dienen. 20. Device according to claim 1I, characterized in that a high-frequency diode is connected to the second means acting as a signal detector, via which the short-term pulses generated in the signal detector means are fed to a capacitance. 18. Device according to dependent claim 17, characterized in that the voltage across the capacitance is amplified by means of an electronic amplifier device. 19. Application according to claim III, characterized in that the pulses are used to generate briefly effective magnetic driving fields with respect to the switching or storage elements to be controlled. 20th Anwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse zum Auslesen von Information aus aus dünnen magnetischen Schichten bestehenden Speicherelementen verwendet werden. Application according to claim III, characterized in that the pulses are used to read out information from memory elements consisting of thin magnetic layers.
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