DE1188649B - Speicherschaltung mit einer Tunneldiode - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche KL: 21 al-36/14

Nummer: 1188 649

Aktenzeichen: R 31079 VIII a/21 al

Anmeldetag: 11. September 1961

Auslegetag: 11. März 1965

Die Erfindung betrifft eine Speicherschaltung mit einer Tunneldiode, deren von einem Ruhestrom bestimmter Arbeitspunkt durch koinzidierende Impulse zwischen einem stabilen Bereich niedriger Spannung und einem stabilen Bereich höherer Spannung umschaltbar ist, und mit einer Abfrageschaltung zur Bestimmung des Betriebszustandes der Tunneldiode.

Bei einem bekannten Speicher dieses Typs enthalten die einzelnen Speicherplätze je eine mit einem Widerstand in Reihe geschaltete Tunneldiode. Die Reihenschaltungen sind jeweils zwischen verschiedene Paare von X- und F-Treiberdrähten geschaltet. Der Verbindungspunkt zwischen Tunneldiode und Widerstand ist dabei jeweils über einen Kondensator mit einer Leseleitung verbunden; für die mit einem bestimmten X-Treiberdraht verbundenen Tunneldioden ist dabei jeweils eine eigene Leseleitung vorgesehen.

Die bekannte Schaltung kann spaltenweise dadurch abgefragt werden, daß dem einen Ende des betreffenden F-Treiberdrahtes über einen Transformator ein oberwellenfreies Hochfrequenzsignal zugeführt wird. Als Kriterium für den Betriebszustand einer abgefragten Tunneldiode dient der OberweUengehalt des am Leseverstärker auftretenden Signals. Zum Abfragen einzelner Speicherplätze werden entsprechenden X- und Y-Treiberdrähten zwei Hochfrequenzsignale zugeführt, wobei das Auftreten von Uberlagerungsfrequenzen zur Bestimmung des Betriebszustandes der abgefragten Tunneldiode verwendet wird.

Die Verwendung hochfrequenter Signale, die praktisch völlig oberwellenfrei sein müssen, ist ziemlich aufwendig und bringt beträchtliche konstruktive Schwierigkeiten mit sich, insbesondere da die Frequenz der Abfragesignale wegen der mit Tunneldioden erzielbaren hohen Taktfrequenzen in der Praxis sehr hoch gewählt werden müssen.

Durch die vorliegende Erfindung soll dagegen eine Speicherschaltung angegeben werden, die in üblicher Weise mit Impulsen betrieben werden kann. Nach Wunsch ist eine zerstörungsfreie oder löschende Abfrage möglich.

Eine Speicherschaltung mit einer Tunneldiode, deren von einem Ruhestrom bestimmter Arbeitspunkt durch koinzidierende Impulse zwischen einem stabilen Bereich niedriger Spannung und einem stabilen Bereich höherer Spannung umschaltbar ist, und mit einer Abfrageschaltung zur Bestimmung des Betriebszustandes der Tunneldiode ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine mit der Tunneldiode in Reihe geschaltete und als deren Belastung Speicherschaltung mit einer Tunneldiode

Anmelder:

Radio Corporation of America, New York, N.Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld und Dr. D. v. Bezold,

Patentanwälte, München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:
Melvin Murray Kaufman, Levittown, N. J.;
Abraham Isaac Pressman, Elkins Park, Pa.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 12. September 1960

(55 324),

vom 12. Januar 1961 (82 320)

wirkende zweite Diode, eine Abfrageimpulsquelle, die beim Abfragen des Betriebszustandes der Speicherschaltung einen Spannungsimpuls liefert, der den die zweite Diode durchfließenden Strom nennenswert erhöht, wenn der Arbeitspunkt der Tunneldiode im einen Arbeitsbereich liegt, diesen Strom jedoch praktisch unbeeinflußt läßt, wenn sich der Arbeitspunkt der Tunneldiode im anderen Arbeitsbereich befindet, und durch eine auf die Stromänderung ansprechende Schaltungsanordnung.

Bezüglich der Weiterbildung der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Speicherschaltung nach der Erfindung;

F i g. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Lage von Wellenzügen an verschiedenen Punkten der Schaltung während der Intervalle beim Auslesen und Aufzeichnen;

Fig. 3 zeigt Strom-Spannungs-Charakteristiken gewisser Schaltelemente in Fig. 1;

F i g. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines wortorganisierten Speichers nach der Erfindung;

F i g. 5 a bis 5 c zeigen Charakteristiken, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 1 dienen;

509 518/395

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g. 7 zeigt eine graphische Darstellung, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 6 dient;

F i g. 8 zeigt ein schematisches Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;

F i g. 9 zeigt eine graphische Darstellung, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 8 dient;

F i g. 10 zeigt ein schematisches Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels nach der Erfindung;

Fig. 11 zeigt eine graphische Darstellung, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 10 dient;

F i g. 12 zeigt ein schematisches Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;

Fig. 13 zeigt ein schematisches Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;

F i g. 14 und 15 zeigen Strom-Spannungs-Charakteristiken von Schaltelementen, z. B. des Speichers in Fig. 12, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung dienen;

F i g. 16 zeigt ein schematisches Schaltbild eines zwei zu zwei Speichers gemäß der Erfindung.

Die Speicherschaltung in Fig. 1 weist zwei parallele Schaltungen auf, von denen eine eine Germanium-Tunneldiode 10 in Reihe mit einem Widerstand 12 und die andere einen Galliumarsenid-Tunnelgleichrichter 14 in Reihe mit einem Widerstand 16 enthält. Bekanntlich ist eine Tunneldiode ein spannungsgesteuertes negatives Widerstandselement, das stabile Arbeitsbereiche bei hoher und niedriger Spannung und einem Arbeitsbereich mit negativem Widerstand zwischen diesen stabilen Bereichen besitzt. Die Tunneldiode kann sehr schnell von dem einen stabilen Zustand in den anderen geschaltet werden. Es wird angenommen, daß ihre Arbeitsweise von dem quantenmechanischen Tunneleffekt abhängt, nach dem Elektronen durch einen hochdotierten Übergang hindurchtreten können.

Ein Tunnelgleichrichter kann in ähnlicher Weise wie eine Tunneldiode hergestellt sein und kann etwa als Tunneldiode mit sehr niedrigem Strommaximum bezeichnet werden. Der Tunnelgleichrichter wird gelegentlich auch als Rückwärtsdiode bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 ist eine SpannungsquelleB+ über einen gemeinsamen Belastungswiderstand 18 mit den beiden parallelen Schaltungen verbunden. Die Größe des Widerstandes 18 ist verhältnismäßig groß im Vergleich zu dem Widerstand der Parallelschaltungen. Deshalb kann die Spannungsquelle zusammen mit dem Widerstand als Stromquelle mit konstanter Stromstärke bezeichnet werden. Eine Bit-Leitung 20 ist mit dem Anschluß 22 zwischen dem Widerstand 16 und dem Tunnelgleichrichter verbunden. Eine Wort-Leitung 24 ist mit dem Anschluß 26 zwischen dem Widerstand 12 und der Tunneldiode verbunden. Der Ausleseverstärker 28, der parallel zu dem Widerstand 16 geschaltet ist, weist den Spannungsabfall über diesen Widerstand und damit indirekt den Strom nach, der durch den Widerstand fließt.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 soll an Hand der F i g. 2 und 3 näher erläutert werden. Die Strom-Spannungs-Charakteristik einer als Beispiel ausgewählten Germanium-Tunneldiode 10 ist in Fig. 3 mit 30, 32, 33, 34 bezeichnet. Wenn ein Widerstand in Reihe mit der Tunneldiode geschaltet wird, ergibt sich eine kombinierte Charakteristik der beiden Elemente, die in gestrichelten Linien 30', 32', 33', 34' gezeigt ist. Der Betrag, bei dem ein »Umkippen« entsprechend der Charakteristik erfolgt, hängt von der Größe des Widerstands ab. Die Strom-Spannungs-Charakteristik der Reihenschaltung eines Galliumarsenid-Tunnelgleichrichters 14 und eines Widerstands kann beispielsweise gemäß 36, 38, 40, 42 verlaufen. Im Bereich 38, 40 bleibt der vom Gleichrichter geführte Strom praktisch konstant (nahe 0 Milliampere). Deshalb wird dieser Bereich im folgenden mitunter als Bereich konstanter Stromstärke bezeichnet.

Eine Germanium-Tunneldiode zeigt einen Scheitelwert der Stromstärke bei etwa 50 Millivolt und ein Minimum der Stromstärke bei etwa 350 Millivolt. Ein Galliumarsenid-Tunnelgleichrichter weist in seiner Charakteristik einen ersten Knick bei etwa 0 Volt und den Knick bei hoher Spannung bei etwa 900 Millivolt auf.

Wie bereits erwähnt wurde, ist der Widerstand 18 verhältnismäßig groß. Die Belastungslinie dieses Widerstands ist mit 44 bezeichnet. Es fließt ein derartiger Ruhestrom, daß die Spannung über der Tunneldiode und dem Widerstand 12 größenordnungsmäßig 40 Millivolt beträgt, wenn die Diode 10 sich in dem Zustand bei niedriger Spannung befindet, und daß die Spannung über der Tunneldiode und dem Widerstand 12 größenordnungsmäßig 450 Millivolt beträgt, wenn die Tunneldiode sich in dem Zustand bei hoher Spannung befindet. Zum Zwecke der folgenden Erläuterung wird der Zustand der Tunneldiode bei niedriger Spannung willkürlich als der Speicherung der binären Ziffer »Eins« und der Zustand der Tunneldiode bei hoher Spannung als der Speicherung der binären Ziffer »Null« entsprechend angesehen. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß sowohl bei dem »Null«- als auch bei dem »Eins«-Zustand praktisch kein Strom durch den Galliumarsenid-Tunnelgleichrichter fließt, so daß praktisch kein Spannungsabfall (0 Volt) über dem Widerstand 16 auftritt.

Um eine binäre Ziffer in der Schaltung gemäß F i g. 1 aufzuzeichnen, werden koinzidente Spannungsimpulse den Wort- und Bit-Leitungen zugeführt. Wenn z. B. ein negativer Impuls SO (F i g. 2) der Bit-Leitung zugeführt wird und gleichzeitig ein positiver Impuls 52 der Wort-Leitung, wird die binäre Ziffer »Eins« in der Schaltung aufgezeichnet. Die positiven und negativen Impulse sind beide bezüglich der Tunneldiode in Sperrichtung und bezüglich des Tunnelgleichrichters in Durchlaßrichtung gepolt, weil diese Einheiten gegeneinandergeschaltet sind. Die positiven und negativen Impulse besitzen beide dieselbe Amplitude. Ihre kombinierte Amplitude verursacht, daß die Tunneldiode in ihren Zustand bei niedriger Spannung übergeführt wird.

Der Vorgang der Aufzeichnung ist in Fig. 5c dargestellt. In dieser Figur wird die Tunneldiode und ihr Reihenwiderstand als Belastung des Tunnelgleichrichters und dessen Reihenwiderstand betrachtet. Die Strom-Spannungs-Charakteristik des Tunnelgleichrichters und seines Reihenwiderstands ist mit 60 und die Charakteristik der Tunneldiode und deren Reihenwiderstand, der als Belastung wirkt, ist mit 61 bezeichnet. Der in die Tunneldiode fließende Ruhestrom ist graphisch durch das Symbol Z₁ auf der Stromachse angedeutet. Die Tunneldiode kann in

ihrem Zustand 62 bei niedriger Spannung oder in ihrem Zustand 63 bei hoher Spannung arbeiten.

Zum Zwecke der einfachen Erläuterung sei angenommen, daß es erwünscht ist, die binäre Ziffer »Eins« in der Schaltung gemäß Fig. 1 aufzuzeichnen. Es ist also erwünscht, die Tunneldiode in ihren Arbeitszustand 62 bei niedriger Spannung überzuführen. Der Bit- und der Wort-Leitung werden die in F i g. 2 angedeuteten Spannungsimpulse 50 und 52 zugeführt, die beide in Durchlaßrichtung des Galliumarsenid-Tunnelgleichrichters gepolt sind. Die Folge ist, daß die Belastungslinie 61 (F i g. 5 c) entlang der Spannungsachse und in der Durchlaßrichtung (nach rechts in der Figur) im Hinblick auf den Galliumarsenid-Tunnelgleichrichter verschoben wird. Die koinzidenten Impulse besitzen eine derartige Amplitude, daß sie die Belastungslinie 61 in eine Lage 64 überführen. In dieser Lage gibt es keinen stabilen Schnittpunkt zwischen dem oberen Zustand des Arbeitsbereichs der Tunneldiode und der Strom-Spannungs-Charakteristik des Tunnelgleichrichters. Der einzig mögliche Arbeitspunkt ist 62', und dies tritt bei einem Zustand niedriger Spannung oder dem »Eins«-Zustand der Tunneldiode auf. Zusammenfassend ist also zu sagen, daß die Zufuhr koinzidenter Spannungsimpulse zu den Wort- und Bit-Leitungen, die entsprechend der Durchlaßrichtung des Galliumarsenid-Tunnelgleichrichters verlaufen, die Aufzeichnung der binären Ziffer »Eins« in dem Galliumarsenid-Tunnelgleichrichter verursacht.

Um die Schaltung gemäß F i g. 1 auszulesen oder abzufragen, wird der Wort-Leitung ein negativer Spannungsimpuls zugeführt. Dieser Impuls verläuft in Sperrichtung des Tunnelgleichrichters, so daß der Arbeitspunkt des Tunnelgleichrichters von seinem »Eins«-Zustand in den Sperrstrombereich des Tunnelgleichrichters geschaltet wird. Dieser Sperrstrom entspricht dem Stromdurchgang durch den Widerstand 16, und der durch den Strom erzeugte Spannungsabfall kann durch den Ausleseverstärker 28 nachgewiesen werden. Diese Spannung zeigt an, daß eine binäre Ziffer »Eins« in der Schaltung gespeichert war.

Der Zyklus des Abrufens ist in den F i g. 5 a und 5 b graphisch dargestellt. Es soll wieder angenommen werden, daß die Tunneldiode und der Reihenwiderstand eine Belastung des Tunnelgleichrichters und Reihenwiderstands darstellen. Die Charakteristik der Tunneldiode im Ruhezustand ist mit 64 bezeichnet (F i g. 5 a), und die beiden möglichen stabilen Arbeitspunkte 65 und 66 entsprechen der Speicherung der binären Ziffern »Eins« bzw. 66 der Speicherung der binären Ziffer »Null«. Anfänglich kann angenommen werden, daß die Diode die binäre Ziffer »Eins« speichert, daß also der Arbeitspunkt 65 dem Zustand der Diode bei niedriger Spannung entspricht. Um die Speicherschaltung abzufragen, wird der Wort-Leitung 24 ein negativer Impuls zugeführt. Dieser Impuls verläuft in Durchlaßrichtung der Tunneldiode und in Sperrichtung des Tunnelgleichrichters. Der Impuls verschiebt die Diodencharakteristik nach links entlang der Spannungsachse. Da angenommen wurde, daß der Arbeitspunkt anfänglich 65 ist, steigt der durch den Tunnelgleichrichter hindurchgehende Strom, wenn die Charakteristik der Tunneldiode nach links verschoben wird, von etwa dem »Nulk-Strom auf eine verhältnismäßig hohe Stromstärke. Wenn ein nicht destruktives Abfragen erwünscht ist, wird die Amplitude des Abfrageimpulses so gewählt, daß die Tunneldiode nicht in ihren oberen Zustand übergeführt wird. Zum Beispiel kann sich der Arbeitspunkt der Schaltung während des Spannungsimpulses zum Abrufen nach 67 verschieben. Die Diode befindet sich noch in ihrem unteren Zustand, und durch den Tunnelgleichrichter fließt ein hoher Strom, der durch den Spannungsabfall am Widerstand 16 nachgewiesen werden kann.

ίο Nachdem der Abrufimpuls entfernt ist, kehrt die Schaltung zum Arbeitspunkt 65 zurück, speichert also weiterhin die »Eins«.

Wenn die Speicherschaltung gemäß F i g. 1 in der nicht destruktiven Weise betrieben wird, kann es wünschenswert sein, die Schaltung in ihren »Null«- Zustand nach dem Abrufzyklus zurückzuführen. Dies kann durch Zufuhr eines verhältnismäßig großen negativen Impulses zu der Wort-Leitung bewirkt werden, die nach dem Abrufzyklus und vor dem Aufzeichnungszyklus erfolgt. Die Wirkung dieses Impulses ist ähnlich derjenigen, die beim destruktiven Abrufen auftritt, das unten erklärt wird.

Wenn es gewünscht wird, die in der Speicherschaltung enthaltene Information destruktiv abzurufen, muß ein Spannungsimpuls größerer Amplitude als beim nicht destruktiven Abrufen verwendet werden. Es soll angenommen werden, daß sich die Schaltung anfänglich in dem »Eins«-Zustand 75 (Fig. 5b) befindet. Die Wirkung der Zufuhr des Impulses größerer Amplitude ist in Fig. 5b angedeutet. Die Belastungslinie wird weiter nach links in Richtung der Spannungsachse verschoben. Die Belastungslinie des stationären Zustande ist mit 68 und die verschobene Belastungslinie mit 68' bezeichnet. Während der Verschiebung von 68 nach 68' steigt der Strom durch den Gleichrichter und fällt dann praktisch auf »Null«. Dieser Stromimpuls kann vom Verstärker 28 (Fig. 1) nachgewiesen werden. Es ist zu beachten, daß kein stabiler Schnittpunkt zwischen

Ao dem Zustand 69, 70 bei niedriger Spannung der verschobenen Charakteristik 68' und der Charakteristik des Tunnelgleichrichters besteht. Folglich muß die Tunneldiode in ihren Zustand bei hoher Spannung gelangen, wenn sie sich noch nicht in diesem Zustand befindet, und der Arbeitspunkt wird nach 71 verschoben. Dies entspricht der Speicherung der binären Ziffer »Null«. Wenn der Ableseimpuls entfernt ist, kehrt die Belastungslinie in ihre ursprüngliche Lage zurück, und der Arbeitspunkt befindet sich bei 7Γ.

Unter Hinweis auf F i g. 5 a soll nun angenommen werden, daß sich der Arbeitspunkt im Ruhezustand bei 66 befindet. Dies entspricht der Speicherung der binären Ziffer »Null«. Wenn der Wort-Leitung ein Stromimpuls zum Abrufen zugeführt wird, wird die Belastungslinie nach links verschoben, wie oben erläutert wurde. Es bleibt jedoch ein stabiler Schnittpunkt 66' zwischen dem Zustand der Tunneldiode bei hoher Spannung und dem Arbeitsbereich des Tunnelgleichrichters bestehen, indem die Stromstärke etwa »Null« beträgt. Wenn also die Diode anfänglich die binäre Ziffer »Null« speichert, bewirkt sie keinen Strom durch den Reihenwiderstand 16 während des Abrufintervalls, und der Abrufverstärker 28 weist deshalb eine binäre »Null« nach.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Schaltung in F i g. 1 ist in F i g. 6 gezeigt. Ähnliche Elemente sind mit entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet.

Die Widerstände 12 und 16 sind in der Schaltung der F i g. 6 nicht explizit enthalten. Statt dessen ist der effektive Gesamtwiderstand in Reihe mit der Tunneldiode bei 80 dargestellt. Der effektive Gesamtwiderstand in Reihe mit dem Tunnelgleichrichter 14' ist mit 82 bezeichnet. Diese Widerstände enthalten die Beiträge, die von den die Leitung abschließenden Widerstände 12 bzw, 16 in F i g. 1 geliefert werden. Die Wort- und Bit-Leitungen sind in F i g. 6 nicht dargestellt. Statt dessen sind mit »Spannungsimpulse« 84 und 86 beschriftete Blocks dargestellt, die effektiv in Reihe mit den Widerständen 80 und 82 geschaltet sind. Insoweit ist die Schaltung praktisch identisch mit der Schaltung in F i g. 1 und lediglich etwas anders dargestellt. Wesentliche Unterschiede in der Schaltung in F i g. 6 und in 1 bestehen jedoch in der zusätzlichen Verwendung der als Batterie 88 dargestellten Spannungsquelle, die effektiv in Reihe mit der Tunneldiode und dem Tunnelgleichrichter geschaltet ist, sowie den unterschiedlichen Vorzeichen ao der Abruf- und Aufzeichnungsimpulse.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 6 soll unter Bezugnahme auf die F i g. 7 näher erläutert werden. Die Batterie 88 liefert eine Spannung in Sperrichtung der Tunneldiode und in Durchlaßrich- as tung des Tunnelgleichrichters. Deshalb wird die Belastungslinie, die durch die Tunneldiode und den Reihenwiderstand gegeben ist, nach rechts verschoben, so daß der stationäre Zustand oder der Ruhezustand der Schaltung dem Zustand 90 entspricht. Der »Null«-Zustand der Tunneldiode entspricht nun deren Zustand bei niedriger Spannung, jedoch tritt dies nahe dem Zentrum des Arbeitsbereichs des Tunnelgleichrichters mit praktisch konstantem Strom auf. Der »Eins«-Zustand der Tunneldiode entspricht deren Zustand bei hoher Spannung, der nahe dem Umschaltpunkt des Tunnelgleichrichters bei der hohen Spannung auftritt.

Zum Abruf aus der Speicherschaltung wird durch die Spannungsquelle 84 ein positiver Impuls zügeführt. Dieser Impuls verläuft in Sperrichtung der Tunneldiode und in Durchlaßrichtung des Tunnelgleichrichters. Deshalb wird die Belastungslinie 90 nach rechts verschoben, wie durch die gestrichelte Kurve 92 angedeutet ist. Wenn die Speicherschaltung anfänglich die binäre Ziffer »Eins« speicherte, ändert sich der Strom durch die Diode von einem verhältnismäßig hohen Wert (Arbeitspunkt 93) auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert (Arbeitspunkt 94), und der Strom, der durch den Tunnelgleichrichter und den Widerstand 82 fließt, wächst stark. Folglich tritt ein Spannungsimpuls über dem Widerstand 82 auf, und der Abrufverstärker 28' weist eine binäre Ziffer »Eins« nach. Wenn andererseits die Tunneldiode anfänglich die binäre Ziffer » Null« speicherte (Arbeitspunkt 95), erniedrigt sich die Spannung über dem Tunnelgleichrichter während des Abrufzyklus, aber der Strom durch diesen bleibt derselbe und beträgt praktisch »Null«. Dies ist durch den Arbeitspunkt 96 angedeutet. Deshalb tritt kein Spannungs- impuls über dem Widerstand 82 auf, und der Abrufverstärker stellt die binäre Ziffer »Null« fest.

Wie im Falle der Schaltung gemäß F i g. 1 kann das Abrufen destruktiv oder nicht destruktiv erfolgen. F i g. 7 erläutert ein nicht destruktives Abrufen. Wenn die Amplitude des Abrufimpulses erhöht wird, wird die Diode 10' in ihren Zustand bei niedriger Spannung übergeführt, da nun kein stabiler Schnittpunkt zwischen dem Arbeitsbereich im oberen Zustand der Diode und der Strom-Spannungs-Charakteristik des Tunnelgleichrichters mehr vorhanden ist. Wenn also die Diode vorher die binäre Ziffer »Eins« speicherte, speichert die Diode nach dem Abrufen die binäre Ziffer »Null«. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 besteht ein Vorteil dieser Arbeitsweise darin, daß kein Rückführimpuls erforderlich ist. Dies bedeutet, daß die Diode stets eine binäre »Null« eines destruktiven Ablesevorgangs speichert. Wenn destruktives Abrufen verwandt wird, kann es vorteilhaft sein, der Tunneldiode einen positiven Rückführimpuls von der Quelle 84 nach dem Abrufintervall zuzuführen.

Um die binäre Ziffer »Eins« in der Schaltung zu speichern, wird von der Quelle 86 ein positiver und von der Quelle 84 ein negativer Impuls zugeführt. Diese Impulse verlaufen beide entsprechend der Sperrichtung des Tunnelgleichrichters 14'. Der Impuls bewirkt ein Verschieben der Belastungslinie nach links, wie durch die gestrichelte Kurve 97 angedeutet ist. Die beiden Impulse führen die Belastungslinie ausreichend nach links, so daß zwischen dem unteren Zustand der Tunneldiode und der Charakteristik des Tunnelgleichrichters kein Schnittpunkt mehr vorliegt. Folglich wird die Tunneldiode in ihren »Eins«-Zustand 98 übergeführt.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt F i g. 8. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und demjenigen gemäß F i g. 6 besteht darin, daß die Polarität der Tunneldiode 10' umgekehrt ist. Folglich führt die Batterie 88' sowohl der Tunneldiode als auch dem Tunnelgleichrichter eine Spannung in Durchlaßrichtung zu.

Die Arbeitsweise der Schaltung in F i g. 8 soll mit Hilfe der F i g. 9 erläutert werden. Die Tunneldiode und deren Reihenwiderstand wird wiederum als eine Belastung des Tunnelgleichrichters und seines Reihenwiderstands betrachtet. Im Ruhezustand verläuft die Belastungslinie entsprechend der Kurve 100. Es ist zu bemerken, daß auf Grund der geänderten Polarität der Tunneldiode ihre Charakteristik um 180° im Hinblick auf die Charakteristik 90 in Fig. 7 verdreht ist.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist wie die der bereits beschriebenen Schaltungen. Der »Eins«-Zustand der Schaltung entspricht dem unteren Zustand der Tunneldiode und ist mit 101 bezeichnet. Der »Null«- Zustand der Schaltung entspricht dem oberen Zustand der Tunneldiode und ist mit 102 bezeichnet. Um die Schaltung der F i g. 8 abzufragen, wird durch die Spannungsquelle 84' ein positiver Impuls zugeführt. Dieser verläuft in Durchlaßrichtung sowohl der Tunneldiode als auch des Tunnelgleichrichters, so daß die Belastungskurve sich nach rechts bewegt, wie durch die gestrichelte Kurve 103 angedeutet ist. Wenn sich der Arbeitspunkt anfänglich bei 101 befindet und ein nicht destruktives Abrufen gewünscht ist, bewegt sich der Arbeitspunkt während des Abrufzyklus nach 104. Dies entspricht hohem Strom durch den Tunnelgleichrichter. Wenn sich die Diode anfänglich auf dem Arbeitspunkt 102 befindet, bewegt sich der Arbeitspunkt während des Abrufzyklus nach 105, und kein zusätzlicher Strom fließt durch den Tunnelgleichrichter. Wenn ein destruktives Abrufen gewünscht wird, wird wie bei dem bereits beschriebenen Schaltungen die Amplitude des Abrufimpulses erhöht.

9 10

Um die binäre Ziffer »Eins« in der Schaltung zu Der Ruhestrom, der von der Stromquelle zugeführt

speichern wird durch die Quelle 86' ein positiver wird, die die Spannungsquelle F₂ und den WiderImpuls zugeführt und ein negativer Impuls durch die stand 124 enthält, ist in Fig. 14 mit I₁ bezeichnet. Quelle 84'. Diese verlaufen beide in Sperrichtung der Bei diesem Stromwert ergeben sich zwei Schnitt-Tunneldiode und des Tunnelgleichrichters. Dadurch 5 punkte mit positivem Widerstandsbereich zwischen wird die Belastungskurve in der für oben beschrie- der Belastungskurve 158 und der Charakteristik 150 bene Schaltungen bereits erwähnten Weise nach links der Tunneldiode. Diese sind mit 162 bzw. 164 beverschoben, wie durch die gestrichelte Kurve 106 an- zeichnet und definieren die beiden möglichen stabilen gedeutet ist. Der Arbeitspunkt liegt nun entsprechend Arbeitspunkte der Schaltung. Zur Erläuterung wird dem unteren Zustand der Tunneldiode bei 107. Dies io angenommen, daß der Arbeitspunkt 162 bei niedriger entspricht dem Speicher der binären Ziffer »Eins«. Spannung die Speicherung der binären Ziffer »Null«

Das in Fig. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel und der Arbeitspunkt 164 bei hoher Spannung die unterscheidet sich von dem in F i g. 8 in zweierlei Speicherung der binären Ziffer »Eins« repräsentiert. Hinsicht. Erstens ist keine Stromquelle zur Zufüh- Es sei angenommen, daß die Tunneldiode anfäng-

rung eines Ruhestroms erforderlich. Zweitens wird 15 lieh eine binäre Ziffer »Null« speichert und daß es ein Widerstand 108 parallel zum Tunnelgleichrichter erwünscht ist, eine binäre Ziffer »Eins« in der Schalgeschaltet, tung zu speichern. Dazu ist die Koinzidenz eines

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 10 ^-Aufzeichnungsstromimpulses und eines F-Aufsoll an Hand der Fig. 11 erläutert werden. Die Wir- zeichnungsstromimpulses erforderlich. Die Impulse kung der Parallelschaltung des Widerstands auf den ao werden der Tunneldiode 120 in Durchlaßrichtung zu-Tunnelgleichrichter 14' ist wie bei 109 angedeutet geführt. Die Impulse besitzen gewöhnlich dieselbe ist. Der Strom durch die Schaltung, die aus dem Amplitude, und jeder verschiebt die Belastungskurve Tunnelgleichrichter 14' und seinem parallel geschal- 160 um ein Inkrement,d/₂ in einer Richtung parallel teten Widerstand 108 besteht, ist zwischen den Um- zu der Stromachse. Die strichpunktierte Kurve 166 schaltpunkten 110 und 111 noch verhältnismäßig as zeigt die Arbeitsweise der Schaltung, wenn die X- und konstant, besitzt jedoch einen Wert, der etwas größer Y-Impulse gleichzeitig zugeführt werden. Es ist zu als »Null« ist. Dieser Strom ist der Ruhestrom, der beachten, daß jetzt nur ein Schnittpunkt zwischen von der Batterie 88' abgegeben wird. Die Belastungs- der gehobenen Belastungslinie 166 und der Charakkurve des Tunnelgleichrichters und seiner zugeord- teristik der Tunneldiode 150 vorliegt, und zwar bei neten Widerstände wird als die der Tunneldiode be- 30 168 entsprechend dem Zustand der Diode bei hoher trachtet. Es ist zu beachten, daß zwei stabile Spannung. Wenn demnach zwei koinzidente Strom-Schnittpunkte 113 bzw. 114, vorhanden sind. Der impulse der Tunneldiode 120 zugeführt werden und Schnittpunkt 113 entspricht der Speicherung der bi- die Tunneldiode sich anfänglich in ihrem Zustand nären Ziffer »Null« und der Schnittpunkt 114 der bei niedriger Spannung befindet, wird sie zu einem Speicherung der binären Ziffer »Eins«. Die Arbeits- 35 Arbeitspunkt in ihrem Zustand bei höherer Spannung weise während der Abruf- und Aufzeichnungszyklen übergeführt. Wenn die Aufzeichnungsimpulse entist analog derjenigen der Schaltung in Fig. 8 und fernt werden, kehrt die Belastungskurve 166 in ihre bedarf deshalb keiner näheren Erläuterung. ursprüngliche Lage 160 zurück, jedoch befindet sich

In der Speicherschaltung gemäß F i g. 12 ist eine dann der Arbeitspunkt an der Stelle 164 in dem Zu-Tunoeldtode 120 enthalten, der von einer an die An- 40 stand hoher Spannung. Dies entspricht einer Speischlußklemme 122 angeschlossenen Spannungsquelle cherung der binären Ziffer »Eins«. V₂ (nicht dargestellt) ein Ruhestrom über den Wider- Abruf aus der Schaltung gemäß F i g. 12 erfolgt

stand 124 zugeführt wird. Aufzeichnungsstrom- mit Hilfe von Spannungsimpulsen. Um nicht deinapulse X und Y werden der Diode über Kopplungs- struktiv abzurufen, wird ein Spannungsimpuls 167 widerstände 126 bzw. 128 zugeführt. Abrufspan- 45 von der Quelle 130 der Kathode der konventionellen nungsimpülse werden der Diode von der schema- Diode 134 in Durchlaßrichtung zugeführt. Die Amtisch dargestellten Spannungsquelle 130 zugeführt. plitude dieses Impulses ist so gewählt, daß eine Die Gleichstromkomponente der zugeführten Abruf- Spannung Δ V über der Diode angelegt wird. Die spannung ist schemarisch als von der Batterie 132 Folge davon ist die in Fig. 14 dargestellte Vergeliefert dargestellt. Eine konventionelle Diode 134 50 Schiebung der Belastungskurve in Richtung der und eine Primärwicklung 136 eines Transformators Spannungsachse um einen Betrag -AV. Die ver-138 sind in Reihe mit der Spannungsimpulsquelle für schobene Belastungskurve ist mit 170 bezeichnet, das Ablesen geschaltet. Die Ausgangsgröße der Aus der Schaltung gemäß FIg. 12 ist ersichtlich, daß Schaltung tritt über der Sekundärwicklung 140 auf die Zuführung eines negativen Impulses zu der Kaend wird den Ausgangsklemmen 142 über eine kon- 55 thode der konventionellen Diode 134 verursacht, daß ventionelle Kopplungsdiode 144 zugeführt. die Diode in Durchlaßrichtung vorgespannt wird und

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 12 somit Strom führen kann. Wenn sich jedoch, wie aus soll unter Bezugnahme auf Fig. 14 näher erläutert der folgenden Erläuterung hervorgellt, die Tunnelwerden. Die Kurve 150 stellt eine Strom-Spannungs- diode 120 anfänglich in ihrem unteren Zustand beCharakteristik der Tunneldiode 120 dar. Es sind So findet, erzeugt der zugeführte Spannungsimpuls prakzwei Arbeitsbereiche mit positivem Widerstand vor- tisch keine Änderung des Stroms durch die konvenhanden, nämlich 152, 154 und 156, 158, sowie ein tionelle Diode 134, während der zugeführte Strom-Arbeitsbereich 154, 156 mit negativem Widerstand impuls eine beträchtliche Änderung der Stromstärke zwischen den beiden Arbeitsbereichen mit positivem durch die konventionelle Diode 134 verursacht, wenn Widerstand. Die konventionelle Diode 134 wird als 65 sich die Tunneldiode 120 anfänglich in ihrem oberen Betastang der Tunneldiode betrachtet. Die ausge- Zustand befindet.

zögene Kurve l<»0 stellt die Belastungskurve der Es wird erneut auf F i g. 14 Bezug genommen. Es

Diode 134 dar. sei zuerst angenommen, daß die Tunneldiode 120

die binäre Ziffer »Null« speichert, d. h. daß 162 der Arbeitspunkt der Schaltung ist. Dieser Arbeitspunkt entspricht einer Stromstärke I₁ durch die Tunneldiode 120 und praktisch keinem Stromdurchgang durch die konventionelle Diode 134. Wenn der Kathode der konventionellen Diode 134 ein Spannungsimpuls in Durchlaßrichtung zugeführt wird, wird die Belastungskurve in die Lage 170 verschoben. Wie jedoch aus F i g. 14 ohne weiteres ersichtlich ist, verbleibt der Arbeitspunkt der Schaltung an der Stelle 162, was bedeutet, daß sich praktisch keine Änderung des Stromdurchgangs durch die Tunneldiode 120 ergibt. Ferner bedeutet dies, daß der Stromdurchgang durch die konventionelle Diode 134 noch im wesentlichen einem »Null«-Strom entspricht.

Es sei nun angenommen, daß der Arbeitspunkt der Schaltung anfänglich 164 ist, entsprechend der Speicherung der binären Ziffer »Eins«. Bei diesem Arbeitspunkt beträgt die Stromstärke durch die Tunneldiode 120 im wesentlichen noch I₁, und der Stromdurchgang durch die konventionelle Diode 134 ist im wesentlichen noch »Null«. Wenn jedoch jetzt ein Spannungsimpuls durch die Quelle 130 zugeführt wird, wird der Arbeitspunkt von 164 nach 172 verschoben, dem Schnittpunkt der verschobenen Leistungskurve 170 und der Charakteristik 150 der Tunneldiode. Die Erhöhung des Stromdurchgangs durch die konventionelle Diode 134 (und die Erniedrigung durch die Tunneldiode 120) beträgt ΔI₃. Diese Stromänderung Δ /₃ wird vom Transformator 138 nachgewiesen. Die Stromänderung induziert eine Spannung in der Sekundärwicklung 140, welche induzierte Spannung an den Ausgangsklemmen 142 verfügbar ist. Der zugeführte Spannungsimpuls kann unter den beschriebenen Bedingungen als Ursache dafür angesehen werden, daß ein Teil des Stroms, der vorher durch die Tunneldiode 120 hindurchging, in die Zweigschaltung abgeleitet wird, die die konventionelle Diode 134 enthält.

Die Schaltung der Fig. 12 kann in ihren Ausgangszustand zurückgeführt werden oder erwünschtenfalls destruktiv ausgelesen werden, indem ein Spannungsimpuls größerer Amplitude von der Quelle 130 der konventionellen Diode 134 in Durchlaßrichtung der konventionellen Diode zugeführt wird. Die Zufuhr eines Impulses mit größerer Amplitude bewirkt, daß der Diodenabfall 2 Δ V beträgt, wie in F i g. 14 durch Verschiebung der Belastungskurve 160 in die Lage 174 dargestellt ist. Wenn angenommen wird, daß der Arbeitspunkt der Schaltung ursprünglich bei 164 lag, verursacht der Spannungsimpuls einer Amplitude 2 Δ V, daß die Tunneldiode 120 in ihren Zustand bei niedriger Spannung übergeführt wird.' Dies ist ohne weiteres aus Fig. 14 ersichtlich, da dort kein Schnittpunkt zwischen der verschobenen Kurve 174 und dem Zustand der Tunneldiode bei hoher Spannung vorliegt. Der neue Arbeitspunkt liegt bei 162 in dem Zustand niedriger Spannung der Tunneldiode 120. Wenn der Arbeitspunkt anfänglich bei 162 liegt, hat der Spannungs- impuls mit einer Amplitude von — 2 Δ V über der Tunneldiode 120 wenig Einfluß auf den Strom, der durch die konventionelle Diode 134 (oder die Tunneldiode) hindurchtritt.

Eine andere Betriebsweise für die Schaltung in F i g. 12 ist in F i g. 15 dargestellt. Hier ist die Vorspannung V₂ im Ruhezustand und die Spannung über der Batterie 132 so gewählt, daß die Belastungskurve der konventionellen Diode der (ausgezogenen) Kurve 180 entspricht. Die Arbeitspunkte im Zustand bei niedriger bzw. hoher Spannung sind im Ruhezustand 182 bzw. 184. Die Tunneldiode 120 kann nicht destruktiv ausgelesen werden, indem ein positiver Spannungsimpuls Δ V von einer Quelle, wie beispielsweise 130, der Kathode der konventionellen Diode 134 zugeführt wird. Anders ausgedrückt besagt dies, daß dieser Impuls der Diode in Sperrichtung zugeführt wird. Wenn der Arbeitspunkt der Schaltung anfänglich bei 184 liegt, verschiebt der Vorspannungsimpuls +AV in Sperrichtung den Arbeitspunkt der Schaltung nach 186, und die damit erzeugte Stromänderung bewirkt eine Ausgangsspannung an den Klemmen 142. Wenn andererseits der Arbeitspunkt der Schaltung anfänglich bei 182 liegt, hat der Vorspannungsimpuls in Sperrichtung mit der Amplitude +Δ V einen geringen Einfluß auf den Stromdurchgang durch die konventionelle Diode 144. Der Arbeitspunkt verbleibt bei 182.

Bei der oben beschriebenen Arbeitsweise kann die Schaltung in den Ausgangszustand zurückgeführt oder destruktiv ausgelesen werden, indem ein Spannungsimpuls in Durchlaßrichtung mit einer Amplitude Δ V der konventionellen Diode 134 zugeführt wird. Mit anderen Worten besagt dies, daß ein negativer Impuls der Kathode der konventionellen Diode von einer Spannungsquelle, wie 130, zugeführt wird. Die Wirkung dieses Impulses besteht darin, daß die Leistungskurve 180 entlang der Spannungsachse in die Lage 188 verschoben wird. Der einzig mögliche Schnittpunkt mit dieser verschobenen Belastungskurve liegt in dem Zustand niedriger Spannung der Tunneldiode. Wenn folglich der Arbeitspunkt der Schaltung anfänglich bei 184 lag, würde die Tunneldiode auf den Arbeitspunkt 182 im Zustand bei niedriger Spannung umgeschaltet werden.

Die in Fig. 13 dargestellte Schaltung ist dieselbe wie die in Fig. 12, mit der Ausnahme, daß der Transformator in Reihe mit dem Tunneldiodenzweig geschaltet ist und nicht mit dem Zweig der konventionellen Diode. Die Arbeitsweise der Schaltung ist dieselbe wie die der Schaltung in Fig. 12. In dieser Schaltung und in der der F i g. 12 können Ausgangsimpulse negativer Polarität mit Hilfe einer Umkehrdiode 144 und durch Umkehr der Verbindungen der Sekundärwicklung des Transformators erhalten werden. Ferner kann die Polarität der Tunneldiode umgekehrt werden und die Versorgung durch eine negative und nicht durch eine positive Stromquelle erfolgen, und die Kopplungsdiode wird ebenso umgekehrt und mit positiven Impulsen versorgt.

Eine zwei zu zwei Speicheranordnung gemäß der Erfindung ist in Fig. 16 dargestellt. Die X- oder »Wort«-Aufzeichnungsimpulse werden den Leitungen 190 und 192 zugeführt. Die binären digitalen Y- oder »Bite-Aufzeichnungsimpulse werden den Leitungen 194 und 196 zugeführt. Das abgerufene oder ausgelesene Signal wird als Spannungsänderung über einem Widerstand nachgewiesen. Zwei derartige Widerstände sind 198 bzw. 200.

Die Speicherschaltungen nach den F i g. 1 bis 4 sind für wortorganisierte Speicher verwendbar. Ein Teil eines derartigen Speichers ist teilweise in F i g. 4 unter beispielsweiser Verwendung der Schaltung gemäß Fig. 1 dargestellt. Dort sind Bit-Leitungen20a, 206, 20 c und 2Od und Wortleitungen 24 a, 24 b, 24 c und 24 d dargestellt. An jedem Schnittpunkt der

Leitungen sind eine Tunneldiode und ein Tunnelgleichrichter vorgesehen. Diese sind an einigen Schnittpunkten schematisch und an anderen durch Blockschaltbilder dargestellt. Die Abruf- und Aufzeichnungsschaltungen sowie die Schaltungskreise für Wort- und Bit-Leitungen können in üblicher Weise ausgebildet sein und sind deshalb in F i g. 4 nicht gezeigt.

Um eine binäre Ziffer in einer Speicherschaltung aufzuzeichnen, werden koinzidente Aufzeichnungs- ίο impulse einer ausgewählten Bit-Leitung und einer ausgewählten Wort-Leitung zugeführt. Wenn z. B. die binäre Ziffer »Eins« in der Schaltung gespeichert werden soll, die einen Galliumarsenid-Tunnelgleichrichter 14-4 und eine Germanium-Tunneldiode 10-4 enthält, wird der Wort-Leitung 24 a ein positiver und der Bit-Leitung 2Od ein negativer Impuls zugeführt. Die Information wird aus dem Speicher jeweils als Wort ausgelesen. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, ein Wort herauszulesen, das aus allen Bits besteht, die in der mit der Leitung 24 α verbundenen Speichereinheit gespeichert sind, wird der Leitung 24 a ein negativer Auslese-Spannungsimpuls zugeführt. Die Nachweisverstärker 28-1, 28-2, 28-3, 28-4 lesen dann die parallel gespeicherten Informationen heraus.

Die beschriebenen Speicherschaltungen können auch in einer Weise betätigt werden, bei der eine Bit-Anordnung an Stelle einer Wort-Anordnung verwendet wird. Bei einem Speicher mit Bit-Anordnung wird die Information durch Zuführung koinzidenter Impulse gespeichert, und die Information wird von irgendeinem Speicherort des Speichers durch Zufühführung koinzidenter Impulse zu den Zeichengruppen- und Bit-Leitungen herausgelesen, die sich an diesem Ort überschneiden.

Die Schaltung der F i g. 6 ist ein Beispiel für eine Schaltung, die bei Bit-Anordnung betrieben werden kann. Dabei wird die durch die Batterie 88 zugeführte Vorspannung so eingestellt, daß der »Null«- Zustand 95 (F i g. 7) der Schaltung denselben Abstand von dem »Null«-Spannungsumschaltpunkt der Charakteristik des Tunnelgleichrichters aufweist wie der »Eins«-Speicherzustand 93 vom Umschaltpunkt bei hoher Spannung der Charakteristik des Tunnelgleichrichters. Da der Spannungsunterschied zwischen den »Null«- bzw. »Eins«-Zuständen die Größenordnung von 400 Millivolt betragen kann, bedeutet dies, daß jeder etwa 250 Millivolt von dem dazu nächsten Umschaltpunkt liegt. Eine binäre »Eins« kann in einer Schaltung dieser Art durch Zufuhr von Spannungsimpulsen in Durchgangsrichtung von einer Quelle 84 und 86 zu dem Tunnelgleichrichter aufgezeichnet werden. Die beiden Impulse sollten zusammen eine Amplitude von etwa 350 Mulivolt besitzen. Die binäre Ziffer »Null« kann in der Schaltung aufgezeichnet werden, indem Spannungsimpulse für eine Vorspannung in Sperrichtung von Quellen 84 und 86 dem Tunnelgleichrichter zugeführt werden. Wiederum sollte die zusammengesetzte Amplitude der beiden Impulse etwa 350 Millivolt betragen. Die Schaltung kann durch Zuführung von Impulsen für Vorspannungen in Sperrichtung beispielsweise von Quellen 84 und 86 zu dem Tunnelgleichrichter ausgelesen werden. 6g

Eine Ziffer kann in einem speziellen Tunneldiodenelement gespeichert werden, indem der Tunneldiode gleichzeitig ein Wort-Aufzeichnungsimpuls und ein Bit-Aufzeichnungsimpuls zugeführt werden. Um z. B. eine »Eins« in einer Tunneldiode202 (vgl. Fig. 16) zu speichern, werden Aufzeichnungsimpulse den Leitungen 190 und 194 zugeführt. Alle Tunneldioden, die ein Wort speichern, werden gleichzeitig ausgelesen. Wenn also gewünscht wird, aus den Tunneldioden 202 und 204 abzurufen, kann der Leitung 206 ein Ausleseimpuls zugeführt werden. Das Auslesen kann destruktiv oder nicht destruktiv erfolgen, wie bereits oben beschrieben wurde.

In den obigen Ausführungen wurde erwähnt, daß die Schaltung durch Zuführung von Spannungsimpulsen zu der konventionellen Diode in ihren Ausgangszustand zurückgeführt werden kann. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Schaltung auch durch Stromimpulse in ihren Ausgangszustand zurückgeführt werden kann. Beispielsweise können Stromimpulse über die Widerstände 126 und/oder 128 der Tunneldiode in Sperrichtung zugeführt werden, um die Tunneldiode in ihren Zustand bei niedriger Spannung (vgl. F i g. 12) zurückzuführen.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Speicherschaltung mit einer Tunneldiode, deren von einem Ruhestrom bestimmter Arbeitspunkt durch koinzidierende Impulse zwischen einem stabilen Bereich niedriger Spannung und einem stabilen Bereich höherer Spannung umschaltbar ist, und mit einer Abfrageschaltung zur Bestimmung des Betriebszustandes der Tunneldiode, gekennzeichnet durch eine mit der Tunneldiode in Reihe geschaltete und als deren Belastung wirkende zweite Diode, eine Abfrageimpulsquelle, die beim Abfragen des Betriebszustandes der Speicherschaltung einen Spannungsimpuls liefert, der den die zweite Diode durchfließenden Strom nennenswert erhöht, wenn der Arbeitspunkt der Tunneldiode im einen Arbeitsbereich liegt, diesen Strom jedoch praktisch unbeeinflußt läßt, wenn sich der Arbeitspunkt der Tunneldiode im anderen Arbeitsbereich befindet, und durch eine auf die Stromänderung ansprechende Schaltungsanordnung.

2. Speicherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Diode ein Tunnelgleichrichter (Rückwärtsdiode) ist, deren Kennlinie zwei Äste enthält, in denen der Strom mit der Spannung ansteigt und zwischen denen ein Bereich praktisch konstanten Stroms liegt.

3. Speicherschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunneldiode und der Tunnelgleichrichter so vorgespannt sind, daß der Tunnelgleichrichter bei beiden Betriebszuständen der Tunneldiode in dem Bereich praktisch konstanten Stroms arbeitet, und daß die koinzidierenden Schreibimpulse der Tunneldiode und der Abfrageimpuls sowohl der Tunneldiode als auch dem Tunnelgleichrichter zuführbar sind.

4. Speicherschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfrageimpuls der Tunneldiode in Flußrichtung und dem Tunnelgleichrichter in Sperrichtung zugeführt ist.

5. Speicherschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitspunkt des Tunnelgleichrichters durch die Tunneldiode wenigstens annähernd in der Mitte des Bereichs konstanten Stroms gehalten wird, wenn die Tunneldiode im einen stabilen Zustand arbeitet,

und in der Nähe der Grenze dieses Bereichs, wenn die Tunneldiode im anderen stabilen Zustand arbeitet, und daß die Amplitude des sowohl der Tunneldiode als auch dem Tunnelgleichrichter zugeführten Abfrageimpulses ausreicht, den Tunnelgleichrichter in einen Bereich auszusteuern, in dem er nennenswert Strom führt, wenn die Tunneldiode im anderen stabilen Zustand arbeitet.

6. Speicherschaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung, die den Tunnelgleichrichter aus dem Bereich praktisch konstanten Stroms, in den Bereich, in dem der Strom wenigstens annähernd der Spannung folgt, aussteuert, wenn der Arbeitspunkt der Tunneldiode in dem einen stabilen Bereich liegt.

7. Speicherschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Höckerspannung und der Talspannung der Tunneldiode kleiner ist als der Bereich praktisch konstanten Stroms des Tunnelgleichrichters.

8. Speicherschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch Verwendung eines Galliumarsenid-Tunnelgleichrichters und einer Germanium-Tunneldiode.

9. Speicherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Diode eine konventionelle Diode mit positiver Widerstandscharakteristik ist.

10. Speicherschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunneldiode zur Speicherung einer Binärziffer Stromimpulse zu-

führbar sind und daß zum Abfragen der in der Tunneldiode gespeicherten Information ein Spannungsimpuls der konventionellen Diode zuführbar ist.

11. Speicherschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Stromänderung ansprechende Schaltungsanordnung einen Transformator mit einer Wicklung, die in Reihe mit einer der Dioden geschaltet ist, enthält.

12. Speicherschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Primärwicklung des Transformators in Reihe mit der konventionellen Diode geschaltet ist.

13. Speicherschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Primärwicklung des Transformators in Reihe mit der Tunneldiode geschaltet ist.

14. Speicherschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der konventionellen Diode zur zerstörungsfreien Abfrage der gespeicherten Information Spannungsimpulse in Flußrichtung zuführbar sind.

15. Speicherschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der konventionellen Diode ein in Flußrichtung gepolter Impuls solcher Amplitude zuführbar ist, daß die Tunneldiode unter Verlust der gespeicherten Information in einen bestimmten Betriebszustand geschaltet wird, wenn sie im anderen Zustand gearbeitet hatte.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 3, August 1960, Nr. 3, S. 43.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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