DE1812542B2 - Koppelfeld mit in Reihe geschalteten Matrizen mit Halbleiterdioden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Koppelfeld mit in Reihe geschalteten Matrizen, bei dem jede Matrix waagerechte und senkrechte Vielfache aufweist und alt den Kreuzpunkten Halbleiterdioden angeordnet sind.

Die Erfindung geht dabei von endmarkierten, selbstsuchenden und stromgesteuerten Koppelfeldern mit PNPN-Dioden aus. Ein Verbindungsweg über ein derartiges Koppelfeld wird selbsttätig und in freier Auswahl über alle Stufen aufgebaut, wenn die beiden Enden des gewünschten Verbindungsweges markiert werden. Die Kreuzpunkt-Dioden zünden daher in willkürlicher Weise und nur der Verbindungsweg, der zwischen den beiden markierten Enden voll aufgebaut ist, kann sich halten. Wird der Haltestrom ίο über den Verbindungsweg abgeschaltet, dann wird der Verbindungsweg ausgelöst.

Die bekannten Koppelfelder verwenden PNPN-Dioden, Gasröhren und Schutzgaskontakte, die durch elektronische Schalter gesteuert werden. Mit der Metall-Oxyd-Silikon-PNPN-Diode steht nun ein neues Bauteil zur Verfügung, das neue Schaltmöglichkeiten bieiet. Diese Diode trägt eine Abdeckung aus einer Metall-Oxyd-Silikon-Schicht. Wenn dieser Schicht ein Potential zugeführt wird, dann ändert sich die ao Schaltcharakteristik dieses Elements.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Koppelfeld mit MOS-PNPN-Dioden aufzubauen, das neue Schaltmöglichkeiten erlaubt und ohne Mehraufwand im Steuerungsteil zwischen den Stufen eine Vorauswahl zuläßt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Kreuzpunkte MOS-PNPN-Dioden verwendet sind, deren MOS-Schicht mit mindestens einem der sich kreuzenden zugeordneten Vielfache verbunden ist und in Abhängigkeit vom Frei- oder Besetztzustand des Kreuzpunktes die Zündkennlinie der Diode verändert. Die Selbstsuchauswahl über die Matrizen kann auf diese Weise leicht auf sinnvolle Wege beschränkt werden.

Nähere Einzelheiten der Erfindung können der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den Unteransprüchen entnommen werden. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Fernsprechvermittlungsanlage nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt durch cine MOS-PNPN-Diode,

F i g. 3 das Symbol für eine MOS-PNPN-Diode,

F i g. 4 das Blockschaltbild eines Koppelfeldes,
F i g. 5 einen schematischen Stromkreis mit elektronischem Koppelfeld und den dazugehörigen Steuerungseinrichtungen,

F i g. 6 einen Stromkreisauszug mit einem senkrechten und zwei waagerechten Vielfachen, bei dem ein Zugriff zum senkrechten Vielfach verhindert ist,

Fig. 7 einen Stromkreisauszug mit einem senkrechten und zwei waagerechten Vielfachen, bei dem ein Zugriff zum senkrechten Vielfach möglich ist,

F i g. 8 und 9 den F i g. 6 und 7 vergleichbare Stromkreise, die einen elektronischen Schalter zur Ansteuerung über Endeinrichtungen enthalten,

Fig. 10 einen Schnitt durch einen MOS-Transistor mit Feldeffekt (MOS-FET-Transistor),

Fig. 11 das Symbol für einen derartigen MOS-FET-Transistor und

Fig. 12 einen Stromkreis vergleichbar den Stromkreisen der F i g. 8 und 9, der nur MOS-Bauelemente vorsieht und daher auf einem einzigen Halbleiterstreifen aufgebaut werden kann.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Koppelfeld 50 wird eine Endmarkierung verwendet. Es sind daher Einrichtungen zum Aufbau und zum Halten von Verbindungswegen vorgesehen. Die Leitungen Sl sind an

«er einen Seite des Koppelfeldes 50 angeschaltet, «ghrend die die Steuerung durchführenden VerbindungssB&e 52 auf der anderen Seite des Koppelfeldes angeschaltet sind. Die Leitungsstromkreise 53 bis 56 geben bei der Verbindungsanforderung ein Endinarkierungspotential an einen mit X bezeichneten Eingang des Koppelfeldes. Die die Verbindung bedienenden Verbindungssätze legen auf der anderen Seite an einen mit Y bezeichneten Ausgang ein anderes Endraarkierungspotential an. Dann beginnt die sogenannte selbstsuchende Verbindungsdurchschaltung von einem Endmarkierungspotential über will-Icürlicb ausgewählte Kreuzpunkte des Koppelfeldes 50 zum anderen Endmarkierungspotential, wie z. B. durch die strichpunktierte Linie 55 gezeigt ist. Eine rufende Leitung 53 markiert den Eingang X1 und belegt den Verbindungssatz 54, der den Punkt Y1 markiert Nachdem der rufende Teilnehmer die gewünschte TeUnehmernummer gewählt hat, markiert die gerufene Leitungsschaltung 56 den Eingang X2 und der Verbindungssatz 54 den Ausgang Yl. Dann wird selbstsuchend der Verbindungsweg 57 vom Fingang X2 zum Ausgang Yl aufgebaut. Der Verbin-Jungssatz 54 verbindet die Ausgänge Yl and Yl, und der Verbindungsweg vom rufenden Teilnehmer as 53 zum gerufenen Teilnehmer 56 ist hergestellt.

Der Aufbau und die Arbeitsweise der Anlage entsprechen bei den meisten endmarkierten Koppelfeidern dem beschriebenen Verfahren. Das Verfahren ist z. B. in der USA.-Patentschrift 3 324 248 b schrieben.

Durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird die Steuereinrichtung so abgeändert, daß im Koopelfeld MOS-PNPN-Dioden eingesetzt werden können.

Fig 2 zeigt eine MOS-PNPN-Diode, die bei dem Koppelfeld nach der Erfindung eingesetzt wird. Diese Diode besitzt eine Schicht 60 aus Isolationsmaterial unJ eine Metall-Oxyd-Silikon-Schicht 61, die die Di Elkd 62 d 63 id di Die Kenndaten eines derartigen Kreuzpunktes sind:

1. Im nichtleitenden Zustand besitzt er einen sehr großen Widerstand, so daß die Elektroden 62 und 63 voneinander getrennt sind.

2. Im leitenden Zustand ist der Widerstand klein, und er besitzt eine lineare Übertragungsfunktion im üblichen Frequenzbereich, z, B. im Sprachfrequenzbereicb, wenn das Koppelfeld in einer Fernsprechanlage eingesetzt ist

3. Über den Stromfluß über die Diode kann der leitende Schaltzustand gebalten werden.

4. Der Kreuzpunkt scheidet sich selbsttätig aus, wenn er nicht in einen vollständigen Verbindungsweg einbezogen wird.

5. Der Kreuzpunkt kann entweder mit einer großen oder kleinen Spannung in den leitenden Schaltzustand versetzt werden. Dies hängt von der Form der verwendeten Markierspannung ab.

6. Der Kreuzpunkt hat einen Speichereffekt, da er entweder zur normalen Zündung freigegeben oder an der normalen Zündung gehindert werden kann. Dies hängt davon ab, ob er Zugang zu einem belegten oder einem freien Verbindungsweg hat.

Will man unter Verwendung der Erfindung ein Koppelfeld aufbauen, dann müssen bei einer Auswahl eines Kreuzpunktes alle diese Kenndaten bebe- 3° rücksichtigt werden. Die Parameter irgendeines Kennwertes hängen von der Notwendigkeit des entwickelten Systems und den anderen Kennwerten am Kreuzpunkt ab. Es kann z. B. ein Teil des Schaltbereiches vom großen zum kleinen Widerstand zur Erhöhung des Speichereffektes ausgenutzt werden. Die Parameter eines Kennwertes können zu den Parametern der anderen Kennwerte und zu den fcrfordernissen eines bestimmten Stromkreises in Kela-

unJ eine Metall-Oxyd-Silikon-Schicht 61, die die tion gesetzt werden. Dies ist wichtig, da dadurch die Diode abdeckt. Die Elektroden 62 und 63 sind die 40 Toleranzbedingungen an die Kreuzpunkte und damit üblichen Diodenanschlüsse, die zum Anlegen der die Kosten für das Koppelfeld verringert werden kon-Zündspannung und des Haltestromes verwendet nen. Die MOS-Schicht erleichtert ebenfalls die ToIewerden. Die Elektrode 64 ist mit der MOS-Schicht ranzbedingungen, da das daran angelegte Steuer-61 verbunden. Wenn über die Elektrode 64 an die potential die Freigabe oder Sperrung der Zündung MOS-Schicht ein Potential angelegt wird, dann wer- 45 verbessert.

den die Ladungsträger zur Mitte des Halbleitermate- Die Dioden sind in einer Schaltmatrix aus waage-

i di ihl Lii 65 d rechten und senkrechten Vielfachen eingesetzt Mai

eine Diode gezündet dann erscheint das Potento des waagerechten ^e Haches als BnQrtartial «J kh Vlfh D ^,al au den p die an den

senkrechten Vielfach angndialtet »«*,"»* Aus nähme der gezündeten Diode, und verhindert da eine andere parallelgeschaltete Diode noch zünde!

de gg

rials abgedrängt, wie die gestrichelten Linien 65 und 66 andeuten. Wenn das Potential an der Elektrode

64 und der MOS-Schicht 61 abgeschaltet wird, dann g ^

können sich die Ladungsträger über den gesamten 50 dem senkrechten Vielfach. Das
Halbleiterbereich ausbreiten. Aus diesem Grunde senkrechten Viel ach sperrt alle
kann die wirksame Fläche und damit die Zündspan- h d

nungscharakteristik der PNPN-Diode geändert werden Das Potential an der Elektrode 64 kann daher zur Steuerung der Ladungsträgerverteilung und der 55 kann.

Zündspännun⁸gscharakterisTik verwendet werden. Im Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, smd eine V.elzah

i Rh hltt Matrizen 72 73 74 um

Zündspannungscharakteristik

übrigen verhält sich die MOS-PNPN-Diode wie alle PNPN-Dioden.

von in Reihe geschalteten Matrizen 72, 73, 74 um 75 zu einem mehrstufigen Koppelfeld zusammen geschaltet.

In Fig.4 ist das Symbol für eine MOS-PNPN- geschaltet.

iode gezeigt. Es besteht aus einer liegenden Vier, 60 Jede Matrix (F i g. 5) hat senkrechte und waage

obei die Spitze der Zahl in die Richtung des rechte Vielfache, z. B. 70 und 71, die eine Vielzah

Kktn bilden An jedem Kreuzpunkt is

Diode gezeigt.

wobei die Spitze der Zahl in die Richtung des rechte Vielfache, z. B. ,

Stromflusses vom positiven zum negativen Pol weist. von Kreuzpunkten bilden. An jedem Kreuzpunkt is

Wie aus F i g. 3 zu entnehmen ist, fließt der Strom eine MOS-PNPN-Diode mit den beschriebenen Kenn

von der Elektrode 62 zur Elektrode 63, während die daten angeordnet. Dieser Kreuzpunkt wird leitern

Elektronen von der Elektrode 63 zur Elektrode 62 65 oder nichtleitend, wenn zwischen dem waagerechte

wandern. Die Elektrode 64 ist mit einer MOS-Schicht und senkrechten Vielfach ein Potentialunterschie

verbunden, die parallel zur ansteigenden Linie des entsprechender Größe auftritt.

Pfeiles der Zähl Vier verläuft. Selbstsuchende, stromgesteuerte Koppctfetder m

5 j 6

Endmarkierung verwenden Markierpotentiale an den fach hergestellt wird, ein Strom, der die in diesen Enden des Verbindungsweges, z.B. Xl, Yl,X1, Y2. Verbindungsweg einbezogenen Dioden im leitenden Wenn eine Verbindung aufgebaut werden soll, dann Zustand hält. Hat eine Diode gezündet, und lädt sich wird ein waagerechtes Vielfach 70, an dem die der zugeordnete Kondensator auf, dann wird diese rufende Teilnehmerschaltung angeschaltet ist, mit. 5 Diode wieder nichtleitend, wenn sie in einen Verbineinem Potential genügender Größe beaufschlagt, so dungsweg einbezogen ist, der nicht vervollständig! daß mindestens eine damit verbundene Diode zün- wird.

det, z. B. 77. Bedingung dafür ist jedoch, daß das Aus manchen Gründen mag es wünschenswert

zugeordnete senkrechte Vielfach '71 frei und durch sein, den willkürlichen Aufbau der Verbindungswege ein über den Widerstand 82 markiertes Potential ge- ίο etwas einzuschränken, wobei jedoch die freizügige kennzeichnet ist. Zündet eine Diode, dann bricht selbstsuchende Auswahl von Verbindungswegen beider Widerstand am betroffenen Kreuzpunkt zusam- behalten wird. Es mag manchmal auch vorteilhafl men und das Markierpotential greift auf das züge- sein. Kennzeichen abzugeben, um einen Verbindungsordnete senkrechte Vielfach über und demzufolge weg als erste Möglichkeit und andere Verbindungsauf das damit verbundene waagerechte Vielfach der 15 wege als weitere Möglichkeiten zu bezeichnen, wenn flachsten Schaltmatrix. die erste Möglichkeit nicht gegeben ist. Das Koppel-

Es sind Mittel zur Steuerung der Zündung der feld kann auch mit einem Rechner gesteuert werden. Dioden vorgesehen, da das Markierzeichen Willkür- der seine eigenen Bedingungen für die Erfordernisse Hch Von Stufe zu Stufe über das mehrstufige Koppel- der Wegesuche aufweist. Es gibt auch noch andere feld durchgreift. Diese Mittel bestehen aus dem ao Gründe, die eine Vorrang-Auswahl eines Verbin-Widerstands-Kondensator-Netewerk 82, 83, das an dungsweges nötig machen.

jedem senkrechten Vielfach angeschaltet ist. Der Kon- Es gibt eine Vielzahl von Mitteln und Verfahren

densator dieses Netzwerkes führt vier Funktionen aus. zur Steuerung der Wegesuche beim Verbindungsaufbau über ein Koppelfeld. Diese Einrichtungen sind

1. Er beschleunigt den Potentialanstieg auf dem as hier schematisch durch den Block 85 dargestellt. Es senkrechten Vielfach, um die Dioden in den soll s.ur auf Leitadernetzwerke oder Nachbildungen nachfolgenden Matrizen zu zünden. des Koppelfeldes verwiesen werden, die mit oder

2. Er veranlaßt, daß alle gezündeten Kreuzpunkte ohne Abfrageadern arbeiten und bei denen die Vernichtleitend werden, wenn ein Verbindungsweg bindungen ihre eigenen Wege finden und dann über nicht vervollständigt wird, und zwar bevor der 30 Zugriffsadern Steuerpotential zur Betätigung der Kondensator beinahe voll geladen ist. Kreuzpunkte zuführen. Wie in Fig. 5 gezeigt ist,

3. Er verlangsamt die Rückstellung auf das Frei- können die Adern oder Sammelschienen des Leitpotential bei einem senkrechten Vielfach, um adernetzwerkes oder der Netznachbildung 85 zu den zu verhindern, daß die Dioden infolge des söge- individuellen Kreuzpunkten geführt und dort mit der nannten Rate-Effektes (niedrige Zündspannung 35 MOS-Schicht der MOS-PNPN-Diode verbunden werbei hoher Spannungsanstiegsgeschwindigkeit) in den. Auf diese Weise wird die Zündung von einigen dieser Zeit zünden. Dioden freigegeben, während für andere Dioden eine

4. Er stellt Zündleistung für die Dioden der folgen- Zündung verhindert wird. Dies führt zu einer Art den Schaltmatrix bereit und speichert diese Lei- Beschränkung in der Auswahl der Verbindungswege, stung über eine bestimmte Zeit. 40 die durch die Koppelfeld-Steuerung 85 vorgegeben

werden kann.

Aus dem Vorstehenden ist nun klar, daß ein Mar- Bei einem anderen Koppelfeld können die aufein-

kierpotential von Stufe zu Stufe über jede der anderfolgenden Matrizen MOS-PNPN-Dioden mit in Reihe geschalteten Matrizen vorausschreitet. verschiedenen Zündcharakteristiken enthalten. Die Wenn in einer Stufe eine Diode zündet, steigt die 45 genauen Dioden-Charakteristiken hängen zumindest Spannung auf dem senkrechten Vielfach an, da der zu einem Teil auch von den Parametern der Strom-Kondensator 83 geladen wird. Das bedeutet, daß die kreise ab. Aus diesem Grunde kann bei de· Entwick-Dioden in den nachfolgenden Matrizen infolge des lung von Koppelfeldern eine Diode mit höherer Rate-Effektes bei kleinerer Spannung zünden. Da Zündspannung eingesetzt wenden, wo eine höhere «fiese Dioden bei kleinerer Spannung zünden, sind die 50 Spannung zur Verfugung steht Oder es kam sine verschiedenen Spannungsabfäfle so groß, daß die ge· Diode verwendet werden, die durch eine höhere zündete Diode in der ersten Matrix nicht unter den Spannung besser gesperrt and damit vor falscher Haltewert kommt lede gezündete Diode, die in Zündung gesichert werden kann, einem Verbindungsweg liegt, der nicht zum Endpunkt Der Aufbau eines derartigen Koppelfeldes soll an

führt, hält sieb mir, solange der Kondensator t3 an 55 Hand der Fig. 4 näher erläutert werden. Die vier dem zugeordneten senkrechten Vielfach geladen wird. Stufen 72 bis 75 sind ähnlich den vier Stufen der Sobald der Kondensator genügende Ladespannung Fig. 5. Die Spugen Vl bis V4 sind die Freibesitzt, löschen die Dioden mangels Strom aus und potentiale, die über Widerstände (82, Fig. S) an die werden wieder nichtleitend. senkrechten Vielfache gelegt sind. Wenn die Dioden

Ober die Matrizen werden in willkürlicher Weise 60 so ausgewählt sind, daß bei höherem Potential die eine Vielzahl von selbstsuchenden Verbindungen auf- Dioden bei höherer Spannung zünden, dann gilt für gebaut Diese Verbindungen gehen bei der Sache von die Freipotentiale einem selektiv markierten Punkt z. B. ΪΊ, aus. Wäh- y\ > Vl~> V3> VA.

rand dieses Suchvorganges werden alle freien Ver- ._. _ _. . . .

bmdungswege embezbgen. Da die Kreuzpunkte will- 6₅ J*f ^™ *<: ⁰I^fPJ? "^gT"? ^l^? ?ΐ körlichleitoid und nichtleitend werden, fließt über höheres Potential die Diode mehr in den Sperrberacb den ersten Verbindungsweg, der von dem markierten ⁰¹¹⁰S*' ^dann 8»" ^{iuT die} Vorspamrangen waagerechten zu dem markierten senkrechten Viel- V\<V1<.

7 8

η In jedem Fall muß das dem Eingang X1 zugeführte Die Ausführungsbeispiele nach F i g. 6 und 7 zei-Ii Endfriärkierungspotential die Dioden in der ersten gen die Art, wie ein Koppelfeld mit Selbstsuchause Matrix 72 zünden und den Dioden in der zwei- wahl durch Markierungen selbstgesteuert werden ten Matrix 73 Zündspannung zuführen. Der Po- kann, die von besetzten oder freien senkrechten Vieltentialunterschied zwischen den Zündspannungen 5 fachen zurückgeführt werden, um die damit verbunder Dioden in den Matrizen 72 und 73 muß so groß denen Dioden für die Zündung freizugeben oder zu t sein, daß der Haltestrom über die gezündete Diode sperren und so den Suchvorgang zu erleichtern. Die ■e der ersten Matrix fließt. Entsprechendes gilt auch Torschaltungen der F i g. 8 und 9 zeigen Mittel, über e für die mit Sperrspannungen betriebenen Dioden. Die die die Endeinrichtungen zusätzliche Steuervorgänge Diode in der ersten Matrix wird gesperrt mit Aus- ic mit Impulsen der Wegesucheinrichtung ausführen nähme eines Potentials, das genügend groß ist, um können.

die Sperrung der Dioden in den folgenden Stufen auf- Im Ausführungsbeispiel der F i g. 8 sind die zuheben und dabei noch eine Potentialdifferenz an Dioden wie in F i g. 6 geschaltet. Normalerweise wird der gezündeten Diode der ersten Matrix übrig läßt. über den Widerstand 110 ein verhältnismäßig großes die den Haltestrom aufrechterhält. Die Blöcke 72 bis »₅ positives Potential den MOS-PNPN-Dioden 111 und 75 weisen eine Kreuzpunkt-Zugriffsader XE und eine 112 zugeführt. Bei einem Wegesuchvorgang werden e Verbindungswegabfrageader P/ auf. Diese Adern sind die Dioden 111 und 112 gesperrt, wenn sie nicht in e in Fig. 5 ebenfalls gezeigt. Sie können selektiv mar- einen bestehenden Verbindungsweg einbezogen werkiert werden, um die Kreuzpunkte wahlweise freizu- den können. Wenn diese Dioden jedoch verwendet geben oder zu sperren. »o werden können, dann wird über die nicht gezeigte Wie bereits erwähnt, gibt es eine Vielzahl von Steuereinrichtung ein Zugriffsimpuls 116 der Ader Arten der Wegeauswahl, z.B. Leitadernetzwerk, 113 zugeführt. Dieser Impuls 116 macht die Basis Rechner, selbstsuchende Auswahl usw. In den Fig. 6 des NPN-Transistors 114 positiver als den Emitter. s bis 9 werden Wege aufgezeigt, wie die Abfrage der so daß dieser Transistor leitend wird. Die zwei WiderMatrix in einem derartigen System verbessert werden as stände 115 und 110 sind in Reihe geschaltet und kann. Dabei spielt die Art der verwendeten Wege- liegen an der positiven und negativen Klemme der auswahl keine Rolle. Spannungsquelle. Die Spannungsteilung ist dabei so, r Ιν.η einem Koppelfeld mit selbstsuchender Wege- daß die Dioden 111 und 112 für die Zündung freir auswahl sind, wie F i g. 6 zeigt, die waagerechten gegeben werden. Bei dem nächsten Suchvorgang kann oder die senkrechten Vielfache an einer Vorspan- 30 eine dieser Dioden gezündet und in einen Verbinnung. Die MOS-PNPN-Dioden 86 haben eine Cha- dungsweg einbezogen werden. Ist die Auswahl eines ;i rakteristik, so daß sie bei einer Vorspannung unter Verbindungsweges getroffen, dann wird der Zugriffsr OVoIt zünden und bei einer positiven Vorspannung impuls abgeschaltet und der Transistor 114 wird an der MOS-Schicht an der Zündung gehindert sind. wieder nichtleitend. Das über den Widerstand 110 , ! Im Freizustand ist die Vorspannung auf dem senk- 35 zugeführte positive Potential sperrt die Dioden 111 ,» \ rechten Vielfach und der Ader PI im wesentlichen und 112 wieder.

t 0 Volt mit Rücksicht auf das Potential auf dem senk- Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 werden die rechten Vielfach und die über die Ader XE rück- Impulse einem Stromkreis nach F i g. 7 zugeführt. Im geführte Spannung spielt für die Betriebsweise der Ruhezustand ist der Transistor 120 leitend und dem Matrix keine Rolle. Wenn der Verbindungsweg aus- 40 Punkt XE wird eine negative Spannung Vl (-) zugesucht ist, dann erscheint auf dem besetzten senk- geführt. Da dieselbe Spannung auch der Anode und t ; rechten Vielfach eine positive Vorspannung, die der MOS-Schicht der Dioden 121 und 122 zugeführt ; ! über die Ader XE auf die MOS-Schicht von allen wird, ist der Potentialunterschied zwischen den Punkt j Dioden geführt wird, die mit dieser Ader verbunden ten Pl und XE 0 Volt. Die Dioden haben in diesem sind. Diese Vorspannung an den MOS-Schichten ver- 45 Ausgangszustand eine bestimmte Zündspannung drängt die Ladungsträger in den Innenbereich des Wird danach über den Impuls 121 der Transistoi Halbleitermaterials der PNPN-Diode, so daß deren 120 gesperrt, dann wird die Spannung Vl (-) abZündspannung viel größer wird. Wenn also die Diode geschaltet. Der Punkt XE nimmt ein Potential an 86 ha leitenden Zustand ist, dann ist die Diode 87 das durch die Spannungsteilung an den Widerstän gesperrt and kann durch keine Zündspanntmg der 50 den 122, 123 xsaa 124 gegeben ist Dk aber der Matrix mehr gezündet werden. Widerstand 122 zugeführte Spannung Vl (—) is Wenn die Dioden gesperrt sind, dann wird den negativer als die Spamrang Vl (—). Die Dioden 121 t MOS-Schichten der PNPN-Dioden ein positives und 122 werden freigegeben und die Wegesuche kam r Potential zugeführt. Wenn den Dioden nach F i g. 7 in üblicher Weise ablaufen. Ist der Verbindrnigswej r fiber die Ader XE ein negatives Potential zugeführt 55 vervollständigt, dann wird von der besetzten senk wird, dann können diese gezündet werden. Da fiber rechten Vielfachleitung über den Widerstand 123 eh die Widerstände 89 und 9t dem Punkt 88 der Ader positives Potential zurückgeführt, das die mit diesen t XE und damit den Torelektroden der MOS-PNPN- besetzten senkrechten Vielfach verbundenen Diodei ί Dioden 91 and 92 ein verhältnismäßig großes nega- sperrt. Wird der Zugriffsimpuls 121 abgeschaltet f tives Potential zugeführt wird, können alle mit dem 60 dann wird der Transistor 120 wiedeT leitend. Da markierten senkrechten Vielfach verbundenen Dioden Freipotential V2 (-) wird am Punkt XE durch da zünden. Zündet während der Selbstsuchauswahl die Besetztpotential Vl (-) ersetzt.
Diode 91, dann erreicht das positive Potential der In den vorstehenden Ausführungsbeispielen win Endmarkierung das senkrechte Vielfach 93, die Ver- die Schaltung und Steuerung eines Koppelfeldes mi bindungswegabfrageader PI and den Zugriffspunkt 65 MOS-PNPN-Dioden erklärt Bei <Seser Erklären XE. Die Spannungsteilung über die Widerstände 90 wurde davon ausgegangen, daß jedes Element kon j und 94 ist so, daß der Punkt 8S positiv wird und kret vorhanden ist. Bei MOS-PNPN-Dioden bestell die Diode 92 an deT Zündung gehindert wird. jedoch gerade ein Vorteil darin, die Elemente eine

Stromkreises in integrierter Technik zusammenzufas- Punkten 144 und 145 unterschiedliche Polaritäten

sen. Wenn also die PNPN-Dioden in einem Halb- auftreten, um den Transistor 146 zum Empfang dei

leiterstreifen zusammengefaßt sind, dann können auch richtigen Vorspannungspotentiale vorzubereiten,

alle anderen Elemente für die Matrix und die Steue- Das senkrechte Vielfach 147 führt normalerweise

rungs-TorschaitUiig mit auf diesem Streifen vereinigt 5 ein durch die Spannung — V über den Widerstand

werden. 150 zugeführtes Potential. Die MOS-Schicht jeder

Die Fig. 10 bis 12 zeigen, wie diese MOS-PNPN- Diode wird über ein positives Potential, das von dem Dioden und die zugeordnete Torschaltung auf einem MOS-FET-Transistor 142 abgeleitet wird, vorgeeinzigen Streifen vereinigt werden können. Es wird spannt. Dieser Transistor ist infolge der über die Vernier ein MOS-FET-Transistor verwendet, da alle io bindung 151 zugeführten permanenten Vorspannung MOS-Bauteile miteinander zusammenbaubar sind. leitend. Demzufolge werden die Dioden 152 und 153

Der MOS-FET-Transistor ist an sich bekannt. Da- über die positive Vorspannung gesperrt,

mit das Symbol, wie es hier verwendet wird, ver- Im Ruhezustand verursacht die der Tor-Elektrode

ständlich wird, ist an Hand der Fig. 10 der Aufbau des Transistors 141 zugeführte positive Spannung

gezeigt. Ein Halbleiter-Grundkörper 130 hat eine 15 eine positive Spannung am Punkt 145 und an der

diffundierte Schicht 131, den Kanal genannt. Über Tor-Elektrode des Transistors 146. Dieser Transistor

diese Schicht 131 ist ein Isolierplättchen 132 gelegt, wird jedoch nicht leitend, da die Quelle über den

und daran ist die Elektrode 133 befestigt. Eine erste nichtleitenden Transistor 155 leerläuft. Die positive

Elektrode 134 (Quelle) ist mit einem Ende der dif- Spannung an der Quelle des MOS-FET-Transistors

fundierten Schicht 131 und eine andere Elektrode »o 142 führt zu einer positiven Spannung an der MOS-

136 (Abfluß) mit dem anderen Ende verbunden. Eine Schicht der PNPN-Dioden 152 und 153, so daß dies«

dritte Elektrode 137 (Tor) ist mit der Schicht 133 gesperrt sind.

verbunden. Diese Einrichtung arbeitet wie eine Va- Wenn über die Matrix eine Wegeauswahl statt kuum-Röhre. Die Elektronen treten bei 134 in die finden soll, dann wird der Tor-Elektrode des Transi diffundierte Schicht 131 ein, fließen über diese 35 stors 155 ein Zugriffsimpuls zugeführt. Da der MOS-Schicht und treten bei 136 wieder aus. Dieser Vor- FET-Transistor 141 der Tor-Elektrode des Transi gang ist vergleichbar mit dem Elektronenaustritt aus stors 146 eine positive Spannung zuführt, wird die einer heißen Kathode und der Sammlung dieser ser leitend, wenn auch der Transistor 155 leitend ist Elektronen über die Anode einer Röhre. Ein Poten- Über den leitenden Transistor 155 wird über den tial an der Tor-Elektrode treibt die Ladungsträger 30 Transistor 146 den Tor-Elektroden (MOS-Schichten aus der Entleerungszone in eine eingeschränkte Zone der Dioden 152 und 153 eine negative Spannung zu 139, über die der Ladungsträgerstrom fließen muß. geführt.

Wie das Potential an der Elektrode 137 ansteigt oder Die Dioden 152 und 153 werden freigegeben, so

abfällt, dehnt sich oder zieht sich die Grenze dieses daß sie selbst an der freizügigen Wegesuche über die

Bereiches zusammen, so daß der Kanal, über den die 35 Matrix teilnehmen können. Wenn die zugeordnete

Elektronen fließen können, vergrößert oder verklei- Diode leitend ist, wird das Potential auf dem senk

nert wird. Dies ist im Prinzip dieselbe Funktion, die rechten Vielfach und dem Punkt 144 positiv. DieTor

am Gitter einer Vakuum-Röhre erreicht werden kann. Elektrode des Transistors 143 wird positiv, so daß

Der Grundkörper 130 >st mit einer Elektrode 140 dieser Transistor leitend wird. Am Punkt 145 er verbunden, um eine Sperrspannung zur Vorspannung 40 scheint das negative Potential der Spannungsquelle an der Kanalschicht 131 zu erzeugen. Dies erlaubt Die Quelle-Elektrode des Transistors 141 wird nega eine Anzahl von Kanälen in denselben Grundkörper tiv, und der Transistor wird nichtleitend. Die Tor zu diffundieren, ohne daß Ladungsträger zwischen Elektrode des Transistors 146 wird negativ, und dei diesen Kanalschichten fließen. Transistor wird nichtleitend gehalten. Im Verlauf de

Das Symbol für einen MOS-FET-Transistor ist in 45 weiteren Wegesuche trifft erneut ein Zugriffsimpul

Fig. 11 gezeigt. Die Beziehung zwischen den Symbol- an der Tor-Elektrode des Transistors 155 auf. Diese

anschlüssen und den tatsächlichen Elektroden kann Transistor kann aber nicht leitend werden, da de

aus einem Vergleich der Bezugszeichen abgeleitet Transistor 146 über das negative Potential am Punkl

werden. Die Quelle 134 and der Anschluß 140 sind 145 und seiner Tor-Elektrode absolut gesperrt ist

gewöhnlich mit Erde verbanden, und ehre Spanmings- 50 Wenn der Verbindungsweg ausgelöst wird, dann wer-

quelle mit verhältnismäßig großem Potential ist an den die Dioden 152 und 153 nichtleitend. Das Poten

den Anschluß 136 angeschaltet, um das Potential in tial auf dem senkrechten Vielfach wird negativ, an

der Kanalschicht aufzubauen. die Torschaltung kehrt in den Ruhestand zurück.

Die Fig. 12 zeigt, wie das Ausführungsbeispiel Der Stromkreis nach Fig. 12 ist ein Ausführungs-

nach F i g. 8 vollkommen aus MOS-Bauteilen in 55 beispiei, wie eine Matrix und alle Bauelemente auf

einem einzigen Grundkorper aufgebaut werden kann. einem einzigen Streifen vereinigt werden können. Aaf

Es wird vorzugsweise ein senkrechtes Vielfach mit diese Art und Weise lassen sich auch die anderen

den Kreuzpunkt-Dioden und der Tor-Schaltung in Stromkreise abwandeln und zusammenfassen,

einem einzigen Streifen vereinigt. Es kann jedoch Die Beschreibung ist auf MOS-Bauteile gerichtet

auch ein waagerechtes Vielfach einer Matrix zu.-am- 6« Diese Bezeichnung muß so aufgefaßt werden, daß alle

mengefaßt werden. entsprechenden Äquivalente abgedeckt werden. Dk

Die zwei MOS-FET-Transistoren 141 und 142 bil- Metall-Oxyd-Silikon-Technologie umfaßt die Feld-

den einen Ableitstromkreis, der einen bestimmten effekt-Technologie. Die Bezeichnung MOS deckl

Spannungsabfall mit geeigneter Temperaturstabilisie- daher jede Einrichtung ab, die durch ein elektrisches

nmg erzeugt Der MOS-FET-Traasistor 143 führt 65 Feld gesteuert auf die Ladungsträger in einem HaJb

eine Polaritätsumkehr aas, so daß an den beiden leitermaterial einwirkt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   J. Koppelfeld mit in Reibe geschalteten Matrizen, bei dem jede Matrix waagerechte und senkrechte Violfache aufweist und an den Kreuzpunkten Halbleiterdioden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Kreuzpunkte MOS-PNPN-Dioden verwendet sind, deren MOS-Schicht (Tor-Elektrode) mit mindestens einem der sich kreuzenden zugeordneten Vielfache verbunden ist und in Abhängigkeit vom Frei- oder Besetztzustand des Kreuzpunktes die Zündkennlinie der Diode verändert.
2. 2. Koppelfeld nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Potential auf den Vielfachen in Abhängigkeit von dem Freizustand ändert und daß die Tor-Elektroden der Dioden mit diesen Vielfachen gekoppelt sind und ein Steuerpotential zur Freigabe oder Sperrung der Keuzpunkt-Diode zurückführen.
3. 3. Koppelfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tor-Elektroden der MOS-PNPN-Dioden normalerweise mit Sperrspannung beaufschlagt sind und in Abhängigkeit von der Wegeauswahl in der Koppelfeld-Steuereinrichtung bestimmte Kreuzpunkte zur Zündung freigegeben Werden.
4. 4. Koppelfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tor-Elektroden der MOS-PNPN-Dioden normalerweise für die Zündung freigegeben sind und daß in Abhängigkeit von der Wegeauswahl in uer Koppelfeld-Steuereinrichtung bestimmte Kreuzpunkte gesperrt werden.
5. 5. Koppelfeld nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tor-L lektroden der MOS-PNPN-Dioden eines Vielfaches über eine Tor-Schaltung mit dem zugeordneten Vielfach verbunden sind und daß bei leitender Tor-Schaltung die Kreuzpunkt-Dioden zur Zündung freigegeben werden, die mit einem freien Vielfach verbunden sind.
6. 6. Koppelfeld nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tor-Elektroden der MOS-PNPN-Dioden eines Vielfaches über eine Tor-Schaltung mit dem zugeordneten Vielfach verbunden sind und daß bei leitender Torschaltung die Kreuzpunkt-Dioden an der Zündung verhindert sind, die mit einem freien Vielfach verbunden sind.
7. 7. Koppelfeld nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung über einen Zugriffsimpuls der Wegeauswahleinrichtung steuerbar ist.
8. 8. Koppelfeld nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkreise der Vielfache mit MOS-Bauteilen aufgebaut sind, die mit den MOS-PNPN-Dioden des zugeordneten Vielfaches in integrierter Schaltungstechnik auf einem Halbleiter-Grundkörper aufgebaut sind.