DE1146107B - Verfahren und Einrichtung zur Abfuehlung des bistabilen Zustandes eines Magnetschichtelementes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abfühlung und Übertragung der binär gespeicherten Information eines Magnetschichtelementes, das eine Vorzugslage bistabiler Magnetisierung aufweist, die durch die Einwirkung eines vorzugsweise senkrecht zur Vorzugslage gerichteten Magnetfeldes in eine Lage instabiler Magnetisierung auslenkbar ist.

Es wurde ein Verfahren dieser Art vorgeschlagen, bei dem zum Zweck der Abfühlung einer binär gespeicherten Information der Vektor der remanenten Magnetisierung eines Magnetschichtelementes aus einer Richtung der Vorzugslage in die Gegenrichtung umgekehrt wird. Die Umkehr der Magnetisierung erfolgt durch ein steuerndes, parallel zur Vorzugslage wirkendes Magnetfeld. Durch ein treibendes, senkrecht zur Vorzugslage wirkendes Magnetfeld kann die Umkehrsteuerung des Elementes unterstützt werden. Das treibende Magnetfeld bewirkt die Herabsetzung des Schwellwertes des steuernden Magnetfeldes, der für die Umkehr der Magnetisierungsrichtung in der Vorzugslage notwendig ist. Die Umkehr der Magnetisierungsrichtung induziert in einer Abfühlwicklung des Elementes ein Ausgangssignal.

Ein Verfahren dieser Art hat den Nachteil, daß der Binärzustand des Elementes durch den Vorgang der Abfühlung geändert wird. Die Abfühlung des gleichen Informationsinhalts ist daher nicht wiederholbar. Ferner ist zur Umsteuerung des Elementes ein Impuls hoher Feldstärke erforderlich, wodurch Streufelder begünstigt werden. Falls ein steuerndes und ein treibendes Magnetfeld gleichzeitig benutzt werden, so ist ein höherer Aufwand einerseits für die Kopplung der Magnetfelder und andererseits für die Einhaltung der Impulskoinzidenz erforderlich.

Nachteile dieser Art werden vermieden, indem erfindungsgemäß der Vektor der Magnetisierung durch einen Impuls hoher Flankensteilheit aus der Vorzugslage in den bis senkrecht zur Vorzugslage sich erstreckenden Winkelbereich ausgelenkt und mit Mitteln zur Abfühlung der Information gekoppelt wird.

Diese Maßnahme bietet den Vorteil, daß der Binärzustand eines Magnetschichtelementes durch den Vorgang der Abfühlung nicht geändert wird. Ferner besteht die Möglichkeit, das Element durch Impulse geringer Feldstärke abzufühlen. In den Mitteln der Abfühlung werden dadurch Signale gebildet, deren Spannung ausreicht, um den bistabilen Zustand des abgefühlten Elementes auf ein nachgeordnetes Element zu übertragen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Verfahren und Einrichtung zur Abfühlung

des bistabilen Zustandes
eines Magnetschichtelementes

Anmelder:
International Business Machines Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt, Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 6. März 1959 (Nr. 70 474)

Dr. Walter Erich Proebster, Chappaqua, N. Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 1 die Darstellung eines bistabilen Magnetschichtelementes mit den Mitteln, welche die Magnetfelder innerhalb des Bereiches der dünnen Magnetschicht erzeugen,

Fig. 2 die in dem bistabilen Magnetschichtelement der Fig. 1 auftretenden Magnetisierungen in Vektordarstellung,

Fig. 3 die Anordnung eines aus bistabilen Magnetschichtelementen bestehenden Schiebespeichers,

Fig. 4 das Diagramm der Treib-, Steuer- und Abfühlimpulse, die an den Magnetschichtelementen der Fig. 3 wirksam sind,

Fig. 5 eine Anordnung der bistabilen Magnetschichtelemente zur Darstellung von binären Zahlen,

Fig. 6 das Diagramm der Signale, welche in der Anordnung nach Fig. 5 verwendet werden,

Fig. 7 eine Anordnung zur Rückstellung der Magnetisierungszustände der bistabilen Magnetschichtelemente,

Fig. 8 und 9 die konstruktive Ausbildung der verwendeten bistabilen Magnetschichtelemente.

Fig. 1 zeigt ein Magnetschichtelement 1, dessen dünne ferromagnetische Schicht an einer nicht dargestellten Unterlage angeordnet ist. Die Treibspule 2 erzeugt ein Magnetfeld in der Richtung 4, welche in dem dargestellten Beispiel als die »harte Achse« der

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lage nach rechts. Der Binärzustand dieses Elementes soll auf das Element 12 übertragen werden, d. h., der Magnetisierungsvektor des Elementes 12 soll die Magnetisierungsrichtung des Elementes 11 annehmen. 5 Die Mittel der Übertragung beeinflussen den Magnetisierungsvektor des Elementes 12 so, daß er abhängig von seiner nach rechts oder nach links zeigenden Ruhelage entweder umgekehrt wird oder seine Ruhelage behält. Es sei angenommen, daß das Element 12

Schwellwert kann erniedrigt werden durch ein Magnetfeld der Treibspule 2, das zur »harten Achse« der Magnetisierung parallel ausgerichtet ist.
In Fig. 2 ist die Ruhelage des Vektors der Magne-

Magnetisierung angenommen wird. Die Steuerspule 3 erzeugt ein Magnetfeld parallel zur Achse des Pfeilers 5, welche in dem dargestellten Beispiel als die »Vorzugsachse« der Magnetisierung angenommen wird.

Die ferromagnetische Schicht .des Elementes 1 ist so hergestellt, daß der Vektor der Magnetisierung im Ruhestand, d. h. ohne die Einwirkung von äußeren Magnetfeldern in der »Vorzugsachse« entweder nach

rechts oder nach links zeigt. Ein Magnetfeld der io den Binärzustand »Null« hat, d. h., sein nicht dar-Steuerspule 3, das zum Vektor 5 parallel, bezüglich gestellter Magnetisierungsvektor zeigt in der Ruhedessen Polarität jedoch gegensinnig ausgerichtet ist, lage nach links.

kann den Vektor 5 umkehren. Diese Umkehr erfolgt Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, wird der

nur dann, wenn das Magnetfeld der Steuerspule 3 Treiberspule 15 des Elementes 12 während der Zeit einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Der 15 t_x-t_i der vorrnagnetisierende Treiberimpuls 31 zugeführt. Dieser bewirkt eine Auslenkung der Magnetisierung aus der 180°-Lage in die Lage des in Fig. 2 dargestellten Vektors 9. Während der Zeit t₂-t_s ist in der Treiberspule 14 des Elementes 11 der Impuls 34

tisierung durch die 0°- oder die 180°-Lage darge- 20 wirksam. Dieser bewirkt eine Auslenkung des Mastellt. Ein Magnetfeld der Treibspule 2 kann den gnetisierungsvektors 5 des Elementes 11 aus O°-Lage Vektor je nach Polarität des treibenden Feldes ent- in die Lage des dargestellten Vektors 8 und läßt ihn weder in die 90°- oder in die 270°-Lage steuern. Die nach kurzer Dauer in die O°-Lage zurückkehren. Die 90°- oder die 270°-Lage wird nur erreicht, wenn das kurzzeitige Veränderung der Magnetisierung des EIe-Treibfeld einen bestimmten Grenzwert überschreitet. 25 mentes 11 induziert in der Abfühlwicklung 18 das Die Überschreitung des Grenzwertes bewirkt eine sinusförmige Signal 37'. Dieses Signal ist auch in der Löschung der Magnetisierung, d. h. nach Unterbre- Steuerspule 19 wirksam. Es induziert am Element 12 chung des treibenden Feldes ist in der »Vorzugs- ein Magnetfeld, das dem treibenden Magnetfeld des achse« der Magnetisierung weder ein nach rechts Impulses 31 überlagert wird. Das in der Steuerspule noch ein nach links gerichteter Vektor vorhanden. 30 19 induzierte Magnetfeld steuert im Element 12 den Die Magnetisierung des Schichtelementes wird daher resultierenden Vektor der Magnetisierung aus der in durch begrenzte Treibfelder nur gegen die 90°- bzw. der Fig. 2 dargestellten instabilen Lage 9 in die in-270°-Lage ausgelenkt, so daß die Vektoren der Ma- stabile Lage 8. Dieser Vorgang wird bestimmt durch gnetisierung unter dem Einfluß eines treibenden FeI- die vor dem Abklingen des Signals 37 auftretende des entweder die Lage 8 oder 9 bzw. bei entgegen- 35 zweite Halbwelle des Signals 37'. Zur Zeit t_i vergesetzter Polarität des treibendes Feldes die Lage 6 schwindet auch der vormagnetisierende Impuls 31, oder 7 annehmen. Hat der Vektor die Lage 9 oder 7,
so kehrt er nach Unterbrechung des treibenden Feldes in die 180°-Lage zurück. Hat er die Lage 6
oder 8, so kehrt er in die O°-Lage zurück. Die Ma- 40
gnetisierung des Schichtelementes hat nach Betrag
und Richtung vor und nach der Auslenkung den
gleichen Wert.

Wenn der Vektor der Magnetisierung durch ein

treibendes Magnetfeld der Spule 2 in die Lage 8 aus- 45 die Lage 9, so kehrt er in die 180°-Lage zurück. Hat gelenkt ist, kann durch die Steuerspule 3 ein begrenz- er dagegen die Lage 8, so wird er die 0°-Lage antes Magnetfeld an das Magnetschichtelement 1 ge- nehmen.

legt werden, dessen Polarität in die 3 80°-Lage der An den Magnetschichtelementen 11 bis 13 sind die

»Vorzugsachse« gerichtet ist. Dieses Steuer-Magnet- Treiberspulen 14 bis 16 so angeordnet, daß ihre Mafeld lenkt den Vektor in die Lage 9. Nach Unter- 50 gnetfelder zu den »harten Richtungen« der Mkgnebrechung des treibenden Magnetfeldes der Spule 2 tisierung, entsprechend der in Fig. 2 dargestellten dreht sich der Vektor der Magnetisierung in die 90°- bzw. 270°-Lage, parallel ausgerichtet sind. Die 180°-Lage. Magnetfelder der Steuer- und Abfühlspulen 17 bis 22

Der Binärzustand eines Elementes wird auf das sind dagegen zu den »Vorzugsrichtungen« der Manachgeordnete Element in folgender Weise übertra- 55 gnetisierung, entsprechend der in Fig. 2 dargestellten gen. 0°- bzw. 180°-Lage, parallel ausgerichtet.

Das in Fig. 4 dargestellte Diagramm der Treiber-, Die Abfühl- und Steuerspulen 18,19 bzw. 20, 21

Steuer- und Abfühlimpulse zeigt die zu bestimmten sind so verbunden, daß der Maximalwert der zweiten Zeiten erfolgende Erregung der Spulen. Das Dia- Halbwelle des Steuersignals 37' am gesteuerten EIegramm I ist die Darstellung der Impulse 33, 34, die 60 ment ein Magnetfeld erzeugt, das die gleiche Phasenin der Treiberspule 14 des Elementes 11 auftreten. lage aufweist wie die Magnetisierung des steuernden Die Diagramme II und III entsprechen den Impulsen Elementes in der Ruhelage.

in den Treiberspulen 15 und 16 der Elemente 12 und Gemäß der beschriebenen Vorgänge kann der

13. Unterhalb des Diagramms III sind die Signale Binärzustand des Elementes 11 durch die Steuerung 37' und 37" dargestellt, die in den Abfühl- und 65 der Treiberimpulse 31, 34 zum Element 12 und in Steuerspulen 18,19 bzw. 20, 21 auftreten. entsprechender Weise von diesem zum Element 13

Das Element 11 hat den Binärzustand »Eins«, übertragen werden. Die Speicherelemente 11,12 und d. h., sein Magnetisierungsvektor 5 zeigt in der Ruhe- 13 bilden somit einen Schiebespeicher, in dem eine

so daß der Magnetisierungsvektor des Elementes 12 seine stabile Ruhelage in der nach Flg. 2 dargestellten 0°-Richtong einnimmt.

Das Erreichen einer stabilen Ruhelage — 0° oder 180° — des Magnetisierungsvektors hängt davon ab, in welcher seiner instabilen Lagen 9 oder 8 der Vektor von den beeinflussenden Magnetfeldern freigegeben wird. Hat der Vektor im Zeitpunkt der Fredgabe

gespeicherte einstellige Binärinformation schrittweise von links nach rechts übertragen wird. Die Auslenkung der Magnetisierungsvektoren der Speicherelemente ist dabei abhängig von der Polarität der Treiberimpulse. Wenn diese zu den Impulsen 31, 34 der Fig. 4 gegenphasig ausgerichtet sind, werden die Magnetisierungsvektoren der Elemente entsprechend zu den erläuterten Vorgängen aus dem stabilen Zustand der O⁰- oder 180°-Lage in die instabilen Zustände der in Fig. 2 dargestellten Vektorlagen 6 und 7 ausgelenkt. Dadurch wird die im Element 11 gespeicherte Information ebenso zu den nachgeordneten Elementen 12 und 13 übertragen, wie dies zuvor erläutert wurde.

Die Ruhelage des Vektors der Magnetisierung wurde somit durch den Einfluß eines treibenden Magnetfeldes der Spule 2 und der gleichzeitigen Einwirkung eines steuernden Magnetfeldes der Spule 3 aus der O°-Lage in die 180°-Lage gedreht.

Der Vektor der Magnetisierung kann durch ein Magnetfeld gegensinniger Polarität ebenso aus der 180°-Lage in die O°-Lage gedreht werden, wenn gleichzeitig durch die Spule 2 ein treibendes Magnetfeld in Richtung der 90°-Lage an das Magnetschichtelement 1 gelegt wird. Wird das treibende Magnetfeld in Richtung der 270°-Lage angelegt, so erfolgt eine Drehung des Vektors der Magnetisierung in entsprechender Weise über die Lagen 6 bzw. 7.

Der Vektor der Magnetisierung des Magnetschichtelementes 1 hat zwei Ruhelagen. Jede Ruhelage bezeichnet einen Binärzustand. Der Binärzustand eines Elementes kann durch den Einfluß von steuernden und treibenden Magnetfeldern auf ein weiteres Element übertragen werden. Gemäß Fig. 5 ergeben mehrere hintereinander angeordnete Elemente 11,12,13 einen Schiebespeicher, in dem eine Binärinformation schrittweise von einem Element zu nachgeordneten Elementen weitergeleitet wird.

Die Fig. 5 zeigt einen Schiebespeicher zur schrittweise erfolgenden Verschiebung einer mehrstelligen Binärinformation. Es sei angenommen, daß diese Information dreistellig sei, und die einzelnen Binärwerte LOL enthalte. Diese sind in den Magnetschichtelementen 41, 42 und 43 gespeichert, was in den Elementen 41 und 43 durch die nach rechts zeigenden Pfeile und im Element 42 durch den nach links zeigenden Pfeil ausgedrückt wird. Die Magnetschichtelemente der einzelnen Zeilen sind zu den Gruppen I, II und III zusammengefaßt. Die in den Elementen 41 bis 43 gespeicherte Information wird schrittweise von den Elementen der Gruppe I zu den Elementen der Gruppen II und III übertragen. Die Übertragung der Information erfolgt durch die Erregung von Treiber-, Steuer- und Abfühlspulen, die an den Elementen in gleicher Weise angeordnet sind, wie dies an Hand des Schiebespeichers zur Verschiebung einer einstelligen Binärinformation in Fig. 3 dargestellt wurde.

An den Elementen 41 bis 44 der Gruppe I sind die Treiberspulen 53 bis 56 angeordnet in der Weise, daß ihre Magnetfelder zur »harten Achse« der Magnetisierung parallel ausgerichtet sind. Diese Treiberspulen sind parallel geschaltet und werden zur Übertragung der mehrstelligen Information durch Anlegen der Treiberimpulse an die Klemme 95 gemeinsam erregt. An den Elementen 41 bis 44 der Gruppe I sind femer die Steuerspulen 85 bis 88 und die Abfühlspulen 65 bis 68 angeordnet.

Die Treiber-, Steuer- und Abfühlspulen sind an den Elementen der Gruppen II und III entsprechend der Anordnung der Gruppe I dargestellt. Die Abfühlspulen 65 bis 68 der Gruppe I sind jeweils mit den Steuerspulen 69 bis 72 der nachgeordneten Gruppe II verbunden. In gleicher Weise sind Abfüfal- und Steuerspulen der Gruppen II und III verbunden. Die Abfühlspulen 81 bis 83 der Elemente 49 bis 52 der Gruppe III haben jeweils eine Verbindung zu den

ίο Steuerspulen 86 bis 88 der Elemente 42 bis 44 der Gruppe I. Die in den Elementen 41 bis 43 gespeicherte Binärinformation LOL wird dadurch nach drei Übertragungsvorgängen in den Elementen 42 bis 44 der Gruppe I gespeichert, so daß die Information in den Elementen der Gruppe I um eine Stelle nach rechts verschoben wurde. Die Elemente der Gruppe I bilden somit den Schiebespeicher, und die Elemente der Gruppen II und III dienen zur Zwischenspeicherung der Information. Diese Zwischenspeicherung

ao ist bei einem Schiebespeicher zur Übertragung einer mehrstelligen Information notwendig, da drei Stellen gleichzeitig zu übertragen sind und somit nebeneinander angeordnete Elemente, z. B. 41, 42, 43 des Schiebespeichers während eines Übertragungsvorganges zur Abfühlung der Information zu steuern sind und daher nicht gleichzeitig zur Aufnahme der Information gesteuert werden können.

Die Fig. 6 zeigt das Diagramm der zu bestimmten Zeiten auftretenden Treiber-, Steuer- und Abfühlimpulse. Die in den Elementen der einzelnen Gruppen auftretenden Impulse sind durch die Ziffern I, II, III bezeichnet. Die Übertragung der Binärinformation LOL von den Elementen 41 bis 43 der Gruppe I zu den Elementen 45 bis 47 der Gruppe II erfolgt dadurch, daß den parallel geschalteten Treiberspulen 53 bis 55 der Impuls 101 und den parallel geschalteten Treiberspulen 61 bis 63 der Impuls 103,105 zugeführt wird. Dieser bewirkt in den Elementen 45 bis 47 eine Auslenkung des Vektors der Magnetisierung aus der »Vorzugsachse« annähernd zur »harten Achse«. Gleichzeitig bewirkt der Impuls 101 in den Elementen 41 bis 43 ebenfalls eine Auslenkung des Vektors der Magnetisierung aus der »Vorzugsachse« annähernd zur »harten Achse«, und zwar abhängig von der Information eines Elementes entweder mit einer Links- oder einer Rechtsabweichung von der 90°-Lage. Diese Drehung erfolgt sehr rasch durch die steile Vorderflanke des Impulses 101. In den Abfühlspulen 65 bis 67 wird dadurch bei der Abfühlung des einen Binärzustandes das Signal 102' oder bei der Abfühlung des anderen Binärzustandes das Signal 102" erzeugt. Durch die Verbindung der parallel zur »Vorzugsachse« angeordneten Abfühlspulen 65 bis 67 mit den ebenfalls parallel zur Vorzugsachse angeordneten Steuerspulen 69 bis 71 werden parallel zu den Vorzugsachsen der Elemente 45 bis 47 entsprechend den Signalen 102', 102" Magnetfelder erzeugt, deren Polarität 102' oder 102" von der Information der abgefühlten Elemente 41 bis 43 abhängig ist.

Nach Abklingen des Impulses 103,105 werden daher die Vektoren der Magnetisierung in den Elementen 41 bis 43 eine Ruhelage annehmen, die den Binärzuständen der Elemente 41 bis 43 entspricht.

In dem Diagramm der Fig. 6 ist jedem Übertragungsvorgang zwischen den Elementen zweier Gruppen eine Spalte zugeordnet. So bezeichnen die Impulse der linken Spalte die Übertragung von Gruppe I nach Gruppe II, die mittlere Spalte die

Übertragung von Gruppe II nach. Gruppe III und die rechte Spalte die Übertragung von Gruppe III nach Gruppe I. Die Richtung der Übertragung zwischen den einzelnen Elementen ist im unteren Teil der Spalten angegeben.

Den Fig. 5 und 6 ist zu entnehmen, daß die Information LOL durch die Steuerung der Treiberimpulse 101 und 103,105 schrittweise von den Elementen 41 bis 43 zu den Elementen 45 bis 47, von diesen zu

eines wirksamen Signals in der Steuerwicklung 69 nicht ausreicht.

Ferner können schädliche Kopplungen der genannten Art dadurch vermieden werden, daß die Magnetisierung eines Elementes nach der Abfühlung durch den Treiberimpuls 101 gelöscht wird. Eine nochmalige unerwünschte Abfühlung des Binärzustandes durch den nachfolgenden Treiberimpuls 103,105 kann daher nicht stattfinden. Diese Löschung wird

den Elementen 49 bis 51 und anschließend zu den io erreicht durch einen Löschimpuls 104, der den Trei-Elementen 86 bis 88 übertragen wird. In den Grup- berspulen der Elemente unmittelbar nach dem Treipen I, II, III können beliebig viele Magnetschicht- berimpuls 101 zugeführt wird. Dieser Löschimpuls elemente zur Darstellung eines Schiebespeichers be- erzeugt ein Magnetfeld, das den Vektor der Magneliebiger Länge angeordnet werden. tisierung nicht nur ,annähernd, sondern vollständig

In der Anordnung eines Sahiebespeiche,rs nach 15 in die 90°-Lage der »harten Achse« auslenkt. Die Fig. 5 ergeben sich schädliche Kopplungen dadurch, gleiche Wirkung kann auch erzielt werden durch daß die Magnetisierung der Vorzugsachse eines EIe- einen Impuls 101 großer Amplitudenhöhe, wenn mentes nicht nur mit der Abfühlspule, sondern auch dieser ein Magnetfeld ausreichender Feldstärke ermit der Steuerspule induktiv gekoppelt ist. So besteht zeugt. In diesem Fall ist es notwendig, daß der Treidie Möglichkeit, daß der Treiberimpuls 101 am EIe- 20 berimpuls 101 seine Löschwirkung so lange aufrechtment42 nicht nur in der Abfühlspule 66, sondern erhält, bis sich durch den Treiberimpuls 103, 105 auch in der Steuerspule 86 ein Signal erzeugt. Damit keine schädliche Rückkopplung mehr ergibt, d. h. bis ergibt sich neben der erwünschten Beeinflussung des dieser vollständig abgeklungen ist. Eine erneute Ma-Elementes 46 eine unerwünschte Beeinflussung des gnetisierung des gelöschten Elementes wird in dieser Elementes 49. Eine nachteilige Auswirkung für die 35 Weise vermieden.

Funktion des Sdhiebespeichers kann dadurch ver- Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der räummieden werden, daß zum Zeitpunkt des Auftretens liehen Anordnung von bistabilen Magnetschichteines schädlichen Signals in der Spule 81 die Trei- elementen mit den zugeordneten Mitteln zur Koppberspule 61 nicht erregt ist. Diese Arbeitsweise wird lung der Magnetfelder. Die bistabilen Elemente 141, erreicht durch die Anordnung der Magnetschicht- 30 142 und 145,146 sind paarweise, z. B. entsprechend elemente in drei Gruppen. Da zur Übertragung der den Elementen 41, 45 und 42, 46 in Fig. 5, auf einem

Träger 148 angeordnet. Das Steuermittel des Elementes 141 ist durch den schicht- oder lagenförmigen Leiter 143 dargestellt. Das Abfühlmittel dieses EIementes wird durch den linken Teil des sehichtförmigen Leiters 147 gebildet, während der rechte Teil dieses Leiters das Steuermittel des Elementes 142 bildet. Das Treibermittel der Elemente 141 und 145 wird durch die leitende Schicht 144 gebildet. Die

zeugt neben der erwünschten Auslenkung eines Vek- 40 Verbindungen 150 und 151 des Leiters 147 mit einer tors der Magnetisierung in dem Element 45 ein uner- Leitschicht 149, die an der Rückseite des Trägers wünschtes Signal in der Steuerspule 69. An dem EIe- 148 angeordnet ist, sind durch Bohrungen des Träment 41 ist gleichzeitig der Treiberimpuls 101 wirk- gers 148 hindurchgeführt. Die an der Rückseite dies sam, der ein Signal 102', 102" in der Spule 65 Trägers vorgesehene leitende Schicht kann an Erde erzeugt. In dieser Weise ergeben sich in den Spulen 45 angeschlossen werden. Die Magnetschichtelemente 65, 67 Signale, die je nach den Binärzuständen der 141,142,145 und 146 sowie die Leiter 143,144 und Elemente 41, 45 entweder addiert oder subtrahiert 147 werden durch ein Verdampfungs- oder Fiektrowerden. Die Arbeitsweise des Schiebespeichers wird plattierungsverfahren hergestellt. Die erforderliche dadurch beeinträchtigt. Isolation zwischen den Elementen 141,142,145,146

Schädliche Kopplungen dieser Art können vermie- 50 und den Leitern 143,144 und 147 kann auch durch den werden, indem die Abfühlspulen, z. B. 65, mit ein Verdampfungsverfahren gebildet werden. Aus den Elementen stärker gekoppelt sind als die Steuer- Gründen der Übersichtlichkeit sind die Kopplungsspulen, z. B 69. Das erwünschte Abfühlsignal 102' mittel der Elemente 142,145 nur teilweise und die oder 102" wird sich daher in dem gemeinsamen Ab- Kupplungsmittel für das Element 146 gar nicht darfühl-Steuerstromkreis 65, 69 stärker auswirken als 55 gestellt. Die Isolation zwischen den Leitern ist ebendas unerwünschte Signal der in der Steuerspule 69. falls nicht gezeigt, um die Darstellung zu vereki-

Information nur die Treiberspulen von aufeinanderfolgenden Elementen, z. B. 41 und 45, erregt werden, bleibt das Signal der Abfühlspule 86 ohne Einfluß auf das Element 49.

Eine unerwünschte Kopplung zwischen den Elementen aufeinanderfolgender Gruppen, z. B. I, II, ergibt sich ferner, z. B. bei der Erregung der Spule 57, durch den Treiberimpuls 103, 105. Dieser er-

Schädliche Kopplungen der genannten Art können auch dadurch vermieden werden, daß der Impuls 103,105 eine geringe Flankensteilheit zu Beginn der Impulsauslenkung aufweist. Eine wirksame Rückkopplung des Binärzustandes eines Elementes, z. B. 45, auf seine Steuerwicklung 69 wird dadurch vermieden. Ein geeigneter Treiberimpuls wird dadurch erhalten, daß ein sinusförmiges Signal 103 begrenzt

fachen. Die Vorzugslage der Magnetisierung der Elemente 141,142,145 und 146 verläuft parallel zum Vektor E.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines bistabilen Magnetschichtelementes mit den zugeordneten Mitteln zur Kopplung des Magnetfeldes ist in Fig. 8 dargestellt. Das Element 161 ist von der Windung eines bandförmigen Leiters 167 umgeben. Das Abfühl-

und diesem an dessen Maximalwert ein impulsförmi- 65 mittel 168 besteht auch aus einem schleifenförmigen, ges Signal 105 überlagert wird. Dadurch hat das bandartigen Leiter, der an der Knickstelle des Steuer-Signal lediglich am Ende der Auslenkzeit des Vektors leiters 167 durch die Öffnung 165 geführt ist. Der zur eine steile Impulsflanke, die jedoch zur Induktion Abfühlung vorgesehene Leiter 168 umfaßt die linke

Seite des Elementes 161. Er ist zwischen dem Magnetschichtelement 161 und dem Steuerleiter 167 angeordnet. Das durch das leitende Band 162 gebildete Treibermittel umfaßt die ganze, oben beschriebene Anordnung. Der durch das Treibermittel 162 fließende Strom wird von außen zugeführt und kann dalher so gewählt werden, daß er einen vorbestimmten Wert aufweist. Es ist daher nicht notwendig, Treibermittel 162 so dicht an dem Magnetschichtelement 161 anzuordnen, wie die Mittel 168 bzw. 167 zur Abfühlung und Steuerung. Die Leiter zur Kopplung der Magnetfelder können auf dem Magnetschichtelement 161 bzw. auf dessen Träger 151 durch ein Verdampfungs- oder Elektroplattierverfahren hergestellt werden, um die Abstände zwischen diesen Teilen auf ein Minimum zu beschränken und somit den Leistungsgrad auf ein Maximum zu bringen. Zwischen den einzelnen bandförmigen Leitern sind Isolationsschichten angeordnet. Es ist leicht ersichtlich, daß das steuernde Magnetfeld des Leiters 167 und das durch den Leiter 168 abgefühlte Magnetfeld in einer Richtung verlaufen, die senkrecht zu der Richtung liegt, in welcher sich diese Leiter erstrecken, so daß die eine Richtung der Vorzugslage des Magnetschichtelementes durch den Pfeil E angedeutet ist.

Fig. 9 zeigt ein Magnetschichtelement, an dem ein aus mehreren Windungen bestehender bandförmiger Leiter angeordnet ist. Dieser Leiter zur Abfühlung 178 besteht aus zwei Windungen, welche das Magnetschiohtelement 171 umfassen. Ein bandförmiger Steuerleiter 177 umfaßt diese Teile. Da in diesem Fall die Abfühl- bzw. Steuermittel 178,177 an derselben Seite des Magnetschichtelementes 171 zugeführt werden, ist eine der Bezugsziffer 165 in Fig. 8 entsprechende Öffnung nicht erforderlich. Die eine Richtung der Vorzugslage ist wiederum durch einen Pfeil £ angedeutet.

Claims (18)

PATENTANSPRÜCHE: 40

1. Verfahren zur Abfühlung und Übertragung der binär gespeicherten Information eines Magnetschichtelementes, das eine Vorzugslage bistabiler Magnetisierung aufweist, die durch die Einwirkung eines vorzugsweise senkrecht zur Vorzugslage geriohteten Magnetfeldes in eine Lage instabiler Magnetisierung auslenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vektor (5) der Magnetisierung durch einen Impuls (34) hoher Flankensteilheit aus der Vorzugslage (0°, 180°) in den bis senkrecht zur Vorzugslage erstreckenden Winkelbereich (90°, 270°) ausgelenkt und mit Mitteln (18) zur Abfühlung der Information gekoppelt wird (Fig. 1 bis 4).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an einem Magnetschichtelement (11) abgefühlte Information durch ein Abfühlmittel (18) zu dem Steuermittel (19) eines nachgeordneten Magnetschichtelementes (12) übertragen wird (Fig. 3).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abfühlung eines Magnetschichtelementes (11) in dem nachgeordneten Magnetschichtelement (12) der Vektor der Magnetisierung aus der Vorzugslage in den Bereich senkrecht zur Vorzugslage ausgelenkt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierung eines abgefühlten Magnetschichtelementes (41) mit einer stärkeren Kopplung zum Abfühlmittel (65) übertragen wird als die Magnetisierung des nachgeordneten Magnetschichtelementes (45) zu dessen Steuermittel (69 in Fig. 5).

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelder zur Abfühlung und Steuerung eines Magnetschichtelementes (11) parallel zu der Vorzugslage und das Magnetfeld zur Auslenkung des Vektors der Magnetisierung senkrecht zur Vorzugslage der Magnetisierung an das Magnetschichtelement (11) angelegt werden (Fig. 3).

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfühlmittel an einem Magnetschichtelement in einem geringeren Abstand angeordnet ist als das Steuermittel (Fig. 7 bis 9).

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfühlmittel als eine Wicklung höherer Windungszahl ausgebildet ist als das Steuermittel (Fig. 9).

8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der Magnetfelder als bandförmige, schichtenweise übereinander angeordnete und gegeneinander isolierte Leiter ausgebildet sind (Fig. 7 bis 9).

9. Verfahren zur Herstellung der Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite eines Trägers (148) die Magnetschichtelemente (141, 142...), die Leiter (143, 144,147) sowie die Isolation und an der Gegenseite des Trägers eine leitende Schicht (149) niedergeschlagen werden (Fig. 7).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (143, 144, 147) durch Bohrungen des Trägers (148) mit der leitenden Schicht (149) verbunden werden (Fig. 7).

11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter als Bänder verschiedener Breite ausgebildet sind (Fig. 8, 9).

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Magnetschichtelement die Leiter (167,168) schleifenförmig angeordnet und deren Zuleitungen in gegenseitiger Durchdringung nach entgegengesetzten Seiten gerichtet sind (Fig. 8).

13. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem nachgeordneten Magnetschichtelement (45) der Vektor der Magnetisierung durch einen Impuls (103) geringer Flankensteilheit ausgelenkt wird (Fig. 5, 6).

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kette von Magnetschichtelementen (11 bis 13) die Information durch die Steuerung von je zwei aufeinanderfolgend angeordneten Elementen schrittweise zu nachgeordneten Elementen weitergeleitet wird (Fig. 3).

15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschichtelemente in Gruppen (I, II, III) angeordnet sind und daß die Mittel (53 bis 56) zur Auslenkung der Magnetisierung der Elemente einer Gruppe (I) parallel geschaltet sind (Fig. 5).

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16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß den Mitteln zur Auslenkung der Magnetisierung (14 bis 16) in abwechselnder Folge Impulse kurzer und längerer Dauer in der Weise zugeführt werden, daß ein kurzer Impuls (34) an einem abzufühlenden Element (I) und ein längerer Impuls (33) an dem nachgeordneten Element (II) gleichzeitig wirksam sind (Fig. 4).

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß den Mitteln zur Auslenkung der Magnetisierung (S3 bis 56) zwischen einem Impuls kurzer Dauer (101) und einem Impuls

längerer Dauer (103, 105) ein Impuls hoher Amplitude (104) zugeführt wird, der den Vektor der Magnetisierung senkrecht (90°, 270°) zur Vorzugslage (0°, 180°) auslenkt (Fig. 6).

18. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß parallel angeordnete Magnetschichtelemente (41, 45, 49) der drei Gruppen (I, II, III) in Richtung der Informationsübertragung einander nachgeordnet sind und daß jedes Element (49 bis 51) der dritten Gruppe (III) mit einem Element (42 bis 44) der ersten Gruppe (I) gekoppelt ist (Fig. 5).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 547/355 3.

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