DE1904787B2

DE1904787B2 - Elektrisches speicherelement und betrieb desselben

Info

Publication number: DE1904787B2
Application number: DE19691904787
Authority: DE
Inventors: Tegze Dipl.-lng 7100 Heilbronn Haraszti
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-01-31
Filing date: 1969-01-31
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE1904787A1; US3683206A; FR2029799B1; FR2029799A1; GB1298447A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Speicherelement mit mindestens zwei steuerbaren Bauelementen die sich abhängig vom Ladezustand zweier parallel zu ihren Steuerstrecken liegender Kapazitäten gegenphasig im leitenden bzw. gesperrten Zustand befinden. Die Erfindung besteht bei einem derartigen Speicherelement darin, daß für jede dieser Kapazitäten je eir Ladestromkreis sowie ein Entladestromkreis vorgese hen sind, über die die Speicherkapazitäten durcl· zyklisch sich wiederholende, gesonderten Impulseingän gen zugeführte Taktimpulse aufgeladen und anschlie ßend entsprechend ihrem ursprünglichen Ladezustanc wieder entladen oder im geladenen Zustand belasset werden.

Das erfindungsgemäße Speicherelement eignet siel vor allem zur Speicherung von digitalen Informations und läßt sich z. B. in vorteilhafter Weise zum Aufbau voi Speichern und Registern in digitalen Schaltungsanord nungen aller Art verwenden. Das erfindungsgemäß Speicherelement zeichnet sich, verglichen mit bekann ten Speicherelementen, besonders durch seine höh Schnelligkeit aus, mit der es bei einer Änderung der ζ

^fi5 speichernden Information zwischen seinen beide möglichen Schaltzuständen wechselt. Ein weitere Vorteil dieses Speicherelementes liegt in seiner außen geringen Leistungsaufnahme während des Betriebe

Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß dieses Speicherelement nur während des Nachladens bzw. Aufladens der Speicherkapazität Leistung aufnimmt und dabei gleichzeitig ohmsche Verluste durch den völlig neuartigen Aufbau dieses Speicherelementes sehr klein gehalten werden. Darüber hinaus ist bei dem Speicherelement gemäß der Erfindung durch die zyklisch sich wiederholenden Taktimpulse dafür gesorgt, daß durch die von diesen Impulsen veranlaßte ständige Erneuerung der in den Speicherkapazitäten herrschenden Ladezustände die gespeicherte Information auf praktisch unbegrenzte Zeit erhalten bleibt.

Das Einlesen einer Information in das Speicherelement gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt auf einfache Weise dadurch, daß eine oder auch beide Speicherkapazitäten entsprechend der zu speichernden Information einmalig in einen bestimmten Ladezustand gebracht werden, wodurch dann die mit ihren Steuerstrecken parallel zu diesen Speicherkapazitäten liegenden Bauelemente in den leitenden bzw. gesperrten Zustand übergehen. Das Einschreiben einer Information in einer Speicherkapazität des erfindungsgemäßen Speicherelementes kann beispielsweise dann erfolgen, wenn der Entladestromkreis der anderen Speicherkapazität wirksam ist.

Für die zeitliche Zuordnung der Taktimpulse sind an sich verschiedene Variationen möglich. Generell muß die zeitliche Lage der Impulse jedoch so gewählt werden, daß zunächst das Aufladen bzw. Nachladen und anschließend gegebenenfalls das Entladen einer Speicherkapazität erfolgt und erst dann, wenn der Entladestromkreis dieser Kapazität wieder geöffnet ist, der Lade- und Entladevorgang bei der anderen Speicherkapazität einsetzt Im Rahmen dieser Grundbedingung können nun die Taktimpulse in ihrer zeitlichen Zuordnung zueinander beliebig gewählt werden. Besonders günstig ist es beispielsweise, die einzelnen Impulse so gegeneinander zu versetzen, daß jeweils zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Impulsen eine gewisse Pause liegt Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Impulse, die den Lade- und Entladestromkreis einer Kapazität wirksam werden lassen, jeweils zum gleichen Zeitpunkt beginnen, wobei der den Ladevorgang steuernde Impuls jedoch stets vor dem Taktimpuls endet, der den Entladestromkreis wirksam werden läßt. Bei einer derartigen zeitlichen Lage der Taktimpulse muß bei dem Speicherelement gemäß der Erfindung durch schaltungstechnische Maßnahmen allerdings dafür gesorgt werden, daß bei gleichzeitiger Anwesenheit des Lade- und Entladeimpulses stets die Aufladung der betreffenden Speicherkapazität erfolgt und ihre etwaige Entladung erst zu dem Zeitpunkt einsetzen kann, in dem nur noch der den Entladestromkreis steuernde Impuls vorliegt Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß die Taktimpulse für jeden der Lade- bzw. Entladestromkreise von gesonderten Ausgängen eines diese Impulse liefernden Generators entnommen werden und dann über getrennte Leitungen an entsprechende Impulseingänge des erfindungsgemäßen Speicherelementes herangeführt werden.

Die Steuerung der Lade- bzw. Entladevorgänge erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Speicherelement beispielsweise dadurch, daß im Entlade- und/oder Ladestromkreis jeder Speicherkapazität Gatter vorgesehen sind, die durch die ihren Steuereingängen zugeführten Taktimpulse geöffnet werden. Die beiden gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente sind dabei derart miteinander verbunden, daß der Entladestromkreis einer jeden parallel zur Steuerstrecke eines Bauelementes liegenden Speicherkapazität jeweils über den Strompfad des anderen Bauelementes führt. Unter dem Begriff »Strompfad« ist dabei derjenige Stromweg durch das steuerbare Bauelement zu verstehen, der unter dem Einfluß der an der Steuerstrecke des betreffenden Bauelementes liegenden Steuerspannung geöffnet bzw. gesperrt wird.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung weist sowohl im Lade- als auch im Entladestromkreis jeder Speicherkapazität jeweils ein Gatter auf. |edes der steuerbaren Bauelemente liegt dabei beispielsweise in Serie mit der Reihenschaltung aus zwei Gattern zwischen den Polen einer Gleichspannungsquelle, die die für die Ladung der Speicherkapazitäten erforderlichen Ströme liefert Die Steuerelektrode eines jeden der beiden gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente ist dabei mit dem Schaltungspunkt zwischen den beiden Gattern verbunden, die in Serie mit dem anderen Bauelement liegen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Speicherelementes ist wiederum in dem Lade- und Entladestromkreis jeder Speicherkapazität je ein Gatter vorgesehen. Jedes im Ladestromkreis einer Speicherkapazität liegende Gatter ist dabei jedoch derart mit einem Ausgang des die Taktimpulse liefernden Generators verbunden, daß die das Gatter steuernden Taktimpulse der betreffenden Speicherkapazität über dieses Gatter als Ladespannungen zugeführt werden. Die Ladeströme der Speicherkapazitäten werden bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung also nicht von einer Gleichspannungsquelle, sondern von dem die Taktimpulse erzeugenden Genera.01 geliefert

Für die gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente werden bei dem erfindungsgemäßen Speicherelement beispielsweise Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren verwendet. Letztere haben durch ihre hohen Eingangswiderstände vor allem den Vorteil, daß ihre Eingangskapazitäten, also die zwischen den Steuerelektroden und dem Halbleiterkörper wirkenden Kapazitäten, als Speicherkapazitäten verwendet werden können. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Speicherelements, der vor allem auch die Herstellung dieses Speicherelementes als integrierter Schaltkreis ermöglicht.

Darüber hinaus können die Strukturen dieser Transistoren, die lediglich während der Ladung bzw. Entladung der Speicherkapazitäten kurzzeitig sehr niedrige Ströme führen, der dabei auftretenden geringen Verlustleistung wegen sehr klein gewählt werden, so daß sich für die Speicherkapazitäten äußerst niedrige Kapazitätswerte ergeben, die dann ihrerseits wiederum für das mit Feldeffekttransistoren aufgebaute Speicherelement gemäß der Erfindung besonders kurze Umschaltzeiten von einem Schaltzustand in den anderen Schaltzustand sicherstellen.

Ebenso wie für die gegenphasig arbeitenden steuerbartn Bauelemente finden auch für die Gatter vorzugsweise Transistoren und dabei besonders Feldeffekttransistoren Verwendung, deren St^erelel n_ en die entsprechenden Taktimpulse zugeleitet werden und die mit ihren Emitter-Kollektorstrecken bzw. ihren zwischen Quelle und Senke sich erstreckenden Strompfaden in den Lade- bzw. Entladestromkreisen der beiden Speicherkapazitäten liegen.

Im folgenden werden nun der Aufbau und die Wirkungsweise des erfindungsgemäöcn Speicherelementes im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 6 näher erläutert.

In den F i g. 1 bis 3 sind drei spezielle Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Speicherelementes wiedergegeben. In der F i g. 4 ist ein aktives Bauelement in seinem prinzipiellen Aufbau dargestellt, das in vorteilhafter Weise zum Aufbau eines Speicherelementes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die F i g. 5 und 6 zeigen hingegen zwei verschiedene Möglichkeiten für die zeitliche Zuordnung der Taktimpulse sowie den zeitlichen Verlauf der Spannungen, die sich dabei an den Speicherkapazitäten einstellen und die zugleich auch die Ausgangssignale des erfindungsgemäßen Speicherelementes darstellen.

Das in der F i g. 1 dargestellte Speicherelement besteht aus den mit den Ziffern 1 bis 6 bezeichneten Feldeffekttransistoren. Die Transistoren 1 und 2 stellen dabei die beiden gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente dar, deren zwischen Steuerelektrode und Halbleiterkörper wirkende Eingangskapazitäten zugleich als Speicherkapazitäten verwendet werden. Die übrigen Transistoren 3 bis 6, von denen jeweils zwei in Serie mit den Transistoren 1 und 2 liegen, fungieren als Gatter. Ihre Steuerelektroden sind jeweils an einen Ausgang eines in der Fig. 1 nicht dargestellten Generators angeschlossen, der die mit 4>i bis Φ_ο bezeichneten Taktimpulse liefert. Wie die F i g. 1 zeigt, ist die Steuerelektrode des Transistors 1 mit dem Schaltungspunkt 8 verbunden, der zwischen den beiden Transistoren 4 und 6 liegt, während die Steuerelektrode des Transistors 2 mit dem Schaltungspunkt 7 zwischen den beiden in Serie mit dem Transistor 1 liegenden Transistoren 3 und 5 in Verbindung steht. Durch diese kreuzweise Verkopplung von steuerbaren Bauelementen wird erreicht, daß der Entladestromkreis einer zur Steuerstrecke eines Transistors parallelliegenden Speicherkapazität jeweils über den anderen Transistor führt.

Die für die Aufladung der Speicherkapazitäten benötigten Ströme liefert eine Spannungsquclle 9, zwischen deren Pole die Reihenschaltungen der Transistoren 1, 3 und 5 bzw. 2, 4 und 6 liegen. Als Ausgangssignale werden dem gezeigten Speicherelement zwischen den Schaltungspunkten 7 und 8 sowie dem Schaltungsnullpunkt die Spannungen Ua ? und Ua t entnommen, die identisch mit den Spannungen sind, die an den parallel zu den Steuerstrecken der Transistoren 1 und 2 wirksamen Speicherkapazitäten liegen.

Die F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Speicherelement gemäß der vorliegenden Erfindung. Auch hier sind jeweils drei Feldeffekttransistoren 1,3 und 5 bzw. 2,4 und 6 jeweils in Serie geschaltet. Die Transistoren 1 und 2 fungieren wieder als die gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente, wahrend die Transistoren 3 bis β als Gatter verwendet werden, die von den ihren Steuerelektroden zugeführten Taktimpulsen Φι bis Φ» vom gesperrten in den leitenden Zustand übergeführt werden. Eine Gleichspannungsquelle, die wie die Spannungsquelle 9 der in der F i g. 1 gezeigten Schaltung die Ladeströme für die Speicherkapazitäten aufbringt, entfällt bei diesem Ausfuhrungsbeispiel des crfindungsgemaßen Speicherelemente*. Das Aufladen der Speicherkapazitäten erfolgt hier direkt durch die Taktimpulse Φ» und Φ5.

Das in der F i g. 2 dargestellte Speicherelement hat BCBcnübcr der in der F i g. 1 gezeigten Schaltung vor allem den Vorteil, daß durch den Wegfall der Versorgungsspannungsquelle 9 sich die Zahl der an das Speicherelement anzuschließenden Zuführungsleitungen wesentlich verringert. Der Vollständigkeil halber sei noch darauf hingewiesen, daß sämtliche Taktimpulse auch hier ebenso wie bei der in der F i g. 1 dargestellten Schaltung auf einen bestimmten Schaltungspunkt, beispielsweise auf Massepotential, bezogen sind und die Halbleiterkörper der Transistoren 1 bis 6 vorzugsweise ebenfalls an diesem Schaltungspunkt angeschlossen sind.

Die F i g. 3 zeigt eine geänderte Ausführung des in der F i g. 2 dargestellten Speicherelementes. Die beiden Transistoren 1 und 2 sind jeweils zusammen mit den in j Serie liegenden Transistoren 3 bzw. 4 zu einem einzigen Transistor mit zwei Steuerelektroden 13 und 14 bzw. 15 und 16 zusammengefaßt. Die Steuerelektroden 14 und 16 entsprechen dabei in ihrer Funktion den Steuerelektroden der Transistoren 1 und 2. Den Steuerelektroden 13 und 15 werden die die Entladestromkreise steuernden Taktimpulse Φ3 und Φα zugeführt. Zum besseren Verständnis ist in der F i g. 4 ein derartiger Feldeffekttransistor mit zwei Steuerelektroden in seinem prinzipiellen Aufbau dargestellt, der im weiteren der Einfachheit halber mit »Doppel-Gate-Feldeffekttransistor« bezeichnet werden soll.

Der Transistor besteht beispielsweise aus einem Halbleiterkörper 17, in dem an einer Oberflächenseite drei Zonen 18,19 und 20 vorgesehen sind, die einen dem

ίο angrenzenden Halbleitermaterial entgegengesetzten Leitungstyp aufweisen. Die Zonen 18 und 20, die je nach Schaltung dieses Bauelementes als Quelle bzw. Senke betrieben werden, sind mit jeweils einer Anschlußelektrode 21 bzw. 22 versehen. Die mittlere Zone 19, die keinen äußeren Anschluß aufweist, dient zugleich als Quelle und Senke. Auf einer die eine Oberflächenseite des Halbleiterkörper 17 bedeckenden Isolierschicht 23 sind zwei Steuerelektroden 24 und 25 vorgesehen, mit denen die Stromphade zwischen den drei Zonen 18,19 und 20 beeinflußt werden. Die Anschlußelektroden 24 und 25 entsprechen dann den Elektroden 13 und 14 bzw. 15 und 16 der beiden in der Fig.3 gezeigten Transistoren 11 und 12.

Die Verwendung von Doppel-Gate-Feldeffekttransistören ist selbstverständlich nicht auf das in der F i g. 2 gezeigte Speicherelement gemäß der Erfindung beschränkt, sondern derartige Transistoren können auch bei der in der F i g. 1 dargestellten Schaltung anstelle der Transistoren 1 und 3 bzw. 2 und 4 verwendet werden.

so In der F i g. 5 ist eine Möglichkeit für die zeitliche Zuordnung der einzelnen Taktimpulse zueinander sowie das daraus sich ergebende zeitliche Verhalten der Ausgangssignale gezeigt Die Taktimpulse Φ3 und Φ« sind hierbei seitlich derart gegeneinander versetzt, daß

ss zu jedem Zeitpunkt allenfalls nur jeweils ein Taktimpuls wirksam ist. Für die Darstellung wurde angenommen, daß die Polarität der Transistoren sowie die der möglicherweise vorhandenen Versorgungsspannungsquellen derart gewählt ist, daß negative Signale die

Gatter sowie die gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente vom gesperrten in den leitenden Zustand überfuhren. Ebenso wie die Taktimpulse sind daher auch die in den Speicherkapazitäten liegenden Spannungen bezogen auf Nullpotential negativ gepolt. Die unter 6$ Punkt a gezeigten Kurven für die Ausgangsspannungen gelten für den Fall, daß aufgrund der gespeicherten Information, beispielsweise in den Schaltungen der F i g. 1 und 2, der Transistor 1 gesperrt und der

Transistor 2 leitend ist, was voraussetzt, daß die Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 1 entladen und die Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 2 geladen ist. Am Schaltungspunkt 7 liegt die Ausgangsspannung U_A7.die bedingt durch Leckströme in der Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 2 jeweils zwischen zwei Taktimpulsen Φ5 von ihrem Sollwert U auf einen niedrigeren Spannungswen ;ibfällt und dann vom nächsten Taktimpuls Φί durch Nachladen dieser parallel zur Transistor 2 liegenden Speicherkapazität wieder auf den Sollwert U gebracht wird. Der Entladestromkreis dieser Speicherkapazität, der durch den dem Taktimpuls Φι folgenden Taktimpuls Φ_} gesteuert wird, kann nicht wirksam werden, da sich der ebenfalls in diesem Entladestromkreis liegende Transistor 1 aufgrund der gespeicherten Information im gesperrten Zustand befindet. Der Ladezustand der Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 2 bleibt somit auch während des Taktimpulses Φ ι erhalten. Der zeitlich nächste Taktimpuls «£„ veranlaßt die Ladung der parallel zur Steuerstrecke des Transistors I liegenden Speicherkapazität, so daß auch die Spannung U.\» am Schaltiingspunkt 8 den Wert I' annimmt. Mit dem Taktimpuls Φ₄ wird jedoch der Entladestromkrcis für diese Kapazität wirksam. Da auch der in diesem Entladestromkrcis liegende Transistor 2 aufgrund der gespeicherten Information geöffnet ist, fällt die Spannung U.\» noch während des Taktimpulses Φ4 wieder auf den Wert Null ab.

Unter dem Punkt b ist das zeitliche Verhalten der Ausgangsspannungen für den zweiten möglichen Schaltzustand des erfindungsgemäßen Speicherelementes gezeigt, bei dem sich der Transistor 1 im leitenden und der Transistor 2 im gesperrten Zustand befinden und demzufolge auch die Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors I geladen und die Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 2 entladen ist. Durch die Taktimpulse erfolgt in diesem KaII lediglich ein kurzzeitiges Laden der der Steuerstrecke des Transistors 2 parallcllicgcndcn Speicherkapazität, da sie durch den nachfolgenden Taklimpuls Φι stets wieder entladen wird. Die Ausgangsspannung U.\? nimmt nur vorübergehend den Wert // an und füllt während des Taktimpulses Φι wieder auf den Wert Null ab. Der Taklimpuls <h veranlaßt das Nachladen der Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 1. wobei dann der nachfolgende Taktimpuls Φ«, der den Entladestromkreis dieser Kapazität steuert, nicht wirksam werden kann, da der ebenfalls im Entladestromkreis liegende Transistor 1 in diesem Fall gesperrt ist.

Kine weitere Möglichkeit für die zeitliche Zuordnung der Taktimpulsc ist in der Fig. 6 dargestellt, die sich in besonders vorteilhafter Weise vor allem bei den in den F1 g. 2 und 3 wiedergegebenen Ausrührungsformen des erfindungsgemäßen Speicherelementes verwenden läßt. Die Taktimpulse zum Laden und Entladen ein und derselben Speicherkapazität, also die Taktimpulse Φ\ und Φι bzw. Φο und Φ«, beginnen jeweils zu gleichen Zeitpunkten, was einen besonders einfachen Aufbau des die Taktimpulse liefernden Generators ermöglicht. Wie die F i g. 6 zeigt, enden jedoch die die Entlodeslromkreise steuernden Taktimpulse Φ j bzw. Φ» zu einem späteren Zeitpunkt als die Impulse, die das Laden der Kapazitäten veranlassen.

Auf diese Weise ist dann beispielsweise bei der in der F i g. 2 wiedergegebenen Ausführungsform der Erfindung sichergestellt, daß /.. B. beim Vorhandensein der Impulse Φ5 und Φ} die parallel zum Transistor 2 liegende Speicherkapazität aufgeladen wird, wobei der Ladestrom über den Transistor 5 und gegebenenfalls auch über die Transistoren 1 und 3 fließt, falls sich der Transistor I aufgrund der gespeicherten Information gerade im leitenden Zustand befindet. Nach Beendigung des Impulses Φι bleibt dann der Entladcstromkreis für die parallel zur Steuerstrecke des Transistors 2 liegende Speicherkapazität noch bis zum Ende des Taktimpulses Φι wirksam, so daß eine Entladung dieser Speicherkapazität möglich ist, falls sich der Transistor 1 aufgrund der gespeicherten Information im leitenden Zustand befindet. Analoge Betrachtungen gelten für die parallel zur Steuerstrecke des Transistors 1 liegende Speichcrkapazilät.

In der F i g. 6 ist wiederum unter den Punkten .1 und 6 das zeitliche Verhalten der Ausgangsspannungen U.\? und (Ά s für die beiden Betriebszuständedeseriindungsgemäßen Speicherelementes wiedergegeben. Bei dem für den Fall u angenommenen Schaltzustand des erfindungsgemäßen Speicherclcmentcs befindet sich die parallel zur Steuerstrecke des Transistors 2 liegende Speicherkapazität im geladenen Zustand und die Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 1 im entladenen Zustand, während im Fall b die Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 1 geladen und die Speicherkapazität parallel zur Steuerstrecke des Transistors 2 entladen ist. Auch bei der für die Fig.b gewählten zeitlichen Zuordnung der Taktimpulsc wird wiederum der aufgrund der gespeicherten Information geladene Speicherkondensator im Zyklus der Taktimpulse nachgeladen, so daß die durch Leckströme auftretenden Ladungsverluste ersetzt werden. Der zweite Spcichcrkondensator, der sich im entladenen Zustand befindet, wird auch hier, wie im Zusammenhang mit der Fig. 5 beschrieben, jeweils durch einen Taklinipuls aufgeladen und durch den nachfolgenden Taklinipuls wieder entladen, so daß der der gespeicherten Information entsprechende Ladezustand wieder hergestellt ist.

Mehrdeutig bleiben die Ausgangssignale Um und i/.u bei dem erfindungsgeniäßen Speicherelement jeweils vom Beginn eines jeden Taktimpulses, der das Laden einer Speicherkapazität veranlaßt, bis zumindest

So zu dem Zeitpunkt, in dem der Entladestromkreis dieset Speicherkapazität wirksam wird, da sich in diesel Zeitspanne unbeeinflußt von der gespeicherten I η for· mation beide Kapazitäten im geladenen Zustanc befinden. Dies ist völlig unabhängig von der für die

SS Taktimpulsc gewählten zeitlichen Zuordnung und trit sowohl bei den in der F i g. S als auch bei den in det F i g, b dargestellten Spannungsverlaufen der Ausgangs spannungen (Ia 1 und Ua g auf. Um nun eine Fehldeutunj der gespeicherten Information zu vermeiden, ist ei

zweckmäßig, den Auslesevorgang bei dem erfindungs gemäßen Speicherelement so mit den Taktimpulsen zi koppeln, daß die gespeicherte Information nur jeweil nach den Taktimpulsen entnommen wird, die dii Entladestromkreise der Speicherkapazitäten steuern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisches Speicherelement mit mindestens zwei steuerbaren Bauelementen, die sich abhängig •vom Ladezustand zweier parallel tu ihren Steuerstrecken liegenden Speicherkapazitäten gegenphasig im leitenden bzw. gesperrten Zustand befinden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede dieser Kapazitäten ein Lade- und ein Entladestromkreis vorgesehen sind, über die die Speicherkapazitäten durch zyklisch sich wiederholende, gesonderten Impulseingängen zugeführte Taktimpulse aufgeladen und anschließend entsprechend ihrem ursprünglichen Ladezustand wieder entladen oder im geladenen Zustand belassen werden.

2. Speicherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lade- und/oder Entladestromkreis jeder Speicherkapazität Gatter vorgesehen sind, die durch die ihren Steuereingüngen zugeführten Impulse geöffnet werden, und daß die beiden gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente derart miteinander verbunden sind, daß der Entladestromkreis einer jeden parallel zur Steuerstrecke eines Bauelementes liegenden Speicherkapazität jeweils über den Strompfad des anderen Bauelementes führt.

3. Speicherelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in den Lade- als auch in den Entladestromkreis jeweils ein Gatter vorgesehen ist.

4. Speicherelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden steuerbaren Bauelemente in Serie mit der Reihenschaltung aus zwei Gattern zwischen den beiden Polen einer Gleichspannungsquelle liegt und mit seiner Steuerelektrode jeweils an den Verbindungspunkt der beiden in Serie mit dem anderen Bauelement liegenden Gatter angeschlossen ist.

5. Speicherelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes im Ladestromkreis einer Speicherkapazität liegende Gatter derart mit jeweils einem Ausgang eines die Taktimpulse liefernden Generators verbunden ist, daß die das Gatter steuernden Taktimpulse der betreffenden Speicherkapazität über dieses Gatter als Ladespannung zugeführt werden.

6. Speicherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente Transistoren vorgesehen sind.

7. Speicherelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente Feldeffekttransistoren vorgesehen sind, und daß die zwischen den Steuerelektroden und dem Halbleiterkörper dieser Transistoren bestehenden Kapazitäten als Speicherkapazitäten dienen.

8. Speicherelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Gatter Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren, vorgesehen sind, die durch die ihren Steuerelektroden zugeführten Taktimpulse vom gesperrten in den leitenden Zustand übergeführt werden.

9. Speicherelement nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei den in den Ladestromkreisen liegenden, als Gatter dienenden Feldeffekttransistoren jeweils die als Senke geschal

tete Stromzuführungselektrode mit der Steuerelektrode verbunden ist.

10. Speicherelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in jedem tntladestromkreis liegende Gatter zusammen mit demjenigen der gegenphasig arbeitenden steuerbaren Bauelemente, das ebenfalls in diesem Entladestromkreis liegt, zu einem Doppel-Gate-Feldeffekttransistor zusammengefaßt ist.

11. Speicherelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Signalausgänge vorgesehen sind, an denen die an den Speicherkapazitäten liegenden Spannungen als Ausgangssignale entnommen werden.

12. Speicherelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seinen Aufbau als integrierter Schaltkreis.

13. Betrieb eines Speicherelementes nach einem der Ansprüche I bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß

die Taktimpulse derart zeitlich gegeneinander versetzt gewählt werden, daß zunächst für eine Speicherkapazität der Lade- und anschließend der Entladestromkreis wirksam werden, und daß erst nachdem der Entladestromkreis wieder geöffnet ist, nacheinander der Lade- und Entladestromkreis der zweiten Kapazität wirksam werden.

14. Betrieb eines Speicherelementes nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulse so gewählt werden, daß der Lade- und Entladestromkreis jeder Speicherkapazität zu verschiedenen Zeitpunkten wirksam sind.

15. Betrieb eines Speicherelementes nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulse derart gewählt werden, daß der Lade- und Entladestromkreis jeweils für eine Speicherkapazität gleichzeitig geschlossen werden, jedoch der Entladestromkreis erst nach dem Ladestromkreis wieder geöffnet wird.