DE2046216A1 - Speichervorrichtung mit einer impuls erzeugenden Diode - Google Patents

Description

t» A 7 i£ N Y A N W X L T E '	2046216
Dipl.-Chom. Dr. D.TfaOaftSen Dipl.-lng. Η.ΊΠθαϊίίΟ Dipl.-Chem. G. BÜhllng Dipl.-lng. R. ΚίΠΏΘ	MÜNCHEN 2 TAL 23 TEL. ΰΙΚΙ'Δϋί'Λ 2JKi1 CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT
Dipi.-ing. W. Weinkauff	FRANKFURT (MAIN) 50 FUCHSHOHL 71 TEL. 0611/514666

Antwort erbeten nach: Please reply toi

8000 Münche'n-2 18.September 1970 T 3838 / case PG25-7O17

Matsushita Electric Industrial Company, Limited

Osaka," Japan

Speichervorrichtung mit einer'impulserzeugenden

Diode'

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speichervorrichtung mit einer impulserzeugenden Diode.

Durch die Erfindung wird eine Speichervorrichtung geschaffen, die eine Schaltung aufweist, welche in Kombination eine Tordiode und eine eine impulserzeugende Diode aufweisende Schwingungsschleife besitzt, die in Abhängigkeit vom Anlegen eines einzelnen positiven und negativen Triggerimpulses.einen zu speichernden Impulszug erzeugen kann bzw. zu schwingen auf-

1098U/1927

hcrt und zwar wenn die impulserzeugende Diode auf eine zwischen den schwingungsstartenden und schwingungsbeendenden Spannungen liegende Spannung, vorgespannt wird, wodurch zumindest einer der gespeicherten Impulse erhalten wird, wenn über die Tordiode ein Auslöseimpuls an die Schwingungsschleife angelegt wird, während diese schwingt. .

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematicher Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht

einer 'impulserzeugenden Diode, die in den gegenwärtigen Oszillatorvorrichtungen verwendet wird;

Fig. 2 und 3 sind graphische Darstellungen, die das

Prinzip des Schwingungsmechanismus erläutern, der mit der impulserzeugenden Diode nach Fig. erhalten werden kann;

Fig. ¹V ist ein Schaltungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung; und

Fig. 5 ist ein Diagramm, das das Prinzip der Speichervorrichtung nach Fig. U erläutert.

1098U/1927

ORIGINAL INSPECTED

Bevor das Konzept der» erfindungsgemäßen Speichervorrichtung näher beschrieben wird,erscheint es vorteilhaft, das Prinzip des Schwingungsmechanismus der impulserzeugenden Diode zu erläutern.

Der in der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung verwendbare Impulsgenerator IQ besitzt eine Diodenform und weist eine Scheibe 11 aus einem Halbleitermaterial auf (Fig. 1). j

Das Material der Scheibe 11 kann Galliumarsenid sein. Die Scheibe 11 hat beispielsweise η-Leitfähigkeit und besitzt eine hochwiderstandsfähige Schicht.12, die an eine der beiden Hauptflächen der Scheibe angrenzt. Es kann Diffusion oder Kristallwachsen verwendet werden, um einen Störstoff zu dotieren und die Leitfähigkeit der Scheibe 11 örtlich herabzusenken, um damit die hochwiderstandsfähige Schicht 12 mit p-Leitfähigkeit zu erzeugen. Die Diode hat damit eine p-n-Struktur; eine gleiche Characteristik kann bei einer' symmetrischen pnp-Struktur erhalten werden. Der Störstoff kann beispielsweise aus Eisen, Nickel, Kupfer, ™ Chrom, Kobalt oder Mangan bestehen.·

Auf den Hauptoberflächen der Scheiben sind in ohm'sehern, Kontakt Leitungselektroden 13 und IU aufgebracht, die aus einer Zinnlegierung, einer eutektischen Mischung aus Gold und Germanium od^gl. bestehen können. Die Anschlüsse zu diesen Elektroden 13 und 14 werden durch Zuleitungsdrähte 15 bzw. 16 gebildet,die über eine Energiequelle 17 einer veränderlichen Gleichspannung in Serie an einem Lastwiderstand 18 liegen. . ■

1098U/1927

20A6216

Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, eine an der Scheibe 11 liegender Spannung V erhöht wird, erhöht sich der hindurchfließende Strom 1 leicht. Wenn die Spannung V den Schwellenwert V- überschreitet., findet in der hochwiderstandsfähigen Schicht Lawinenvervielfachung der -Träger statt, wodurch der Arbeitspunkt von A nach C über B und-B¹ bewegt wird.»Es kann angenommen werden, daß der Punkt C den Bedingungen entspricht, bei denen die hochwiderstandsfähige Schicht "kurzgeschlossen ist. Der Arbeitspunkt bewegt sich kann /sum Punkt D und zurück zum Punkt B¹· Es ist zu bemerken, daß sich dieser Zyklus längs des Weges B'CD selbst wiederholt, wenn die Vorspannung V oberhalb V« liegt. Daher kann der Wert V₁ als schwingungsstartende Spannung und der Wert V^ als Schwingungsbeendende Spannung bezeichnet werden.

Wie sich aus dem Weg B¹CD ergibt, k^ann "diese Diode zwischen einem Hoch- und Niedrigstromzustand aufgrund der Wirkung der Lawinenverfielfachung und der Fangwirkung in tiefen Störstoffzentren schalten.

Fig. 3 ist.eine Darstellung der an der Diode 10 erscheinenden Spannung V über die Zeit t, wenn die Größe der Vorspannung Vb während eines halben Zyklus sinusförmig geändert wird. Wie dargestellt, erhöht sich die Spannung V mit ansteigender Vorspannung Vb. Zum Zeitpunkt t^, wenn Vb den Wert V. er-., reicht, beginnt die-Diode 10 zu schwingen, so daß sich die

1098 U/1927

Spannung V zwischen V₂ und.V₃ zyklisch ändert, wie in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben.

Wie mit der gestrichelten Linie 19 in Fig. 3 dargestellt, hört die Diode jedoch nicht auf zu schwingen, selbst wenn die Vorspannung Vb unterhalb V^ absinkt. Damit die Diode 10 aufhört zu schwingen, ist es nötig, die Vorspannung Vb unter V₂ abzusenken. Dabei ist zu bemerken, daß bei dieser impulserzeugenden Diode 10 eine Hysterese.-Erscheinung beobachtet werden kann.

Die Diode kann folgendermaßen characterisiert werden;

1) Die obere Grenze der Wiederholungsrate 1st durch die Eigenschaft der Diode selbst bestimmt, und die untere Grenze wird durch Erhöhung der RC-Zeitkonstanten der externen Schaltung verringert.

2) Die Impulswiederholungsrate ist durch einen Vorspännungs-Gleichstrom in der Größenordnung von zehn geändert worden.

3) Eine große Ausgangsspannung bis zu 50VoIt (für eine 50 Ohm-Widerstandsbelastung) wird bei einer Impulsbreite von einigen Nanosekunden erhalten.

Fig. 4 ist ein Diagramm der in der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung verwendeten Basisschaltung. Die Schaltung besitzt, wie dargestellt, eine Schwingungsschleife 20 (durch gestricheltes Rechteck eingeschlossen), die in Sarienschaltung die i-r.pu Is erzeugende Diode 10, »-Lnen :,. _;:.u: ·.-,/ "i.--i of.tanvi 21, α Ina Kner·

^Ifltl - ■ "' "⁷ BAD

giequelüe 22 und eine Lastimpedanz 23 aufweist. Die Energiequelle ist eine veränderliche Gleichspannungsquelle,die eine Vorspannung Vb₁ an die Diode 10 legt. Ein Anschluß (nicht beziffert) der Diode 10 ist über einen Kondensator 24 mit einem Eingangsanschluß 25 verbundenen den ein zu speicherndes Eingangssignal anbiegt wird. Die Schaltung besitzt ferner eine Tordiode 26, über die der gemeinsame Schaltungsknoten der impulserzeugenden Diode 10 und der Lastimpedanz 23 über einen Kondensator 27 an einen Ausleseanschluß ; 28 angeschlossen ist. Der andere Ausleseanschluß 29 ist über eine andere Lastimpedanz 30 mit der Schwingungsschleife 20 verbunden. Der Anschluß 29 wirkt zusammen mit einem anderen Anschluß 31 ebenfalls als Ausgangsanschluß; die beiden Ausgangsanschlüsse 27 und 29 sind mit der an zweiter Stelle genannten Last impedanz 30· berbunden.

Beim Betrieb der in Fig. 4 dargestellten Schaltung wird die Gleichspannungsquelle 22 derart eingestellt, daß V₂ "χ Vb^ <^ V.. Wenn ein einziger Impuls mit einer ausreichend großen Amplitude, wie in Fig. 5 (a) dargestellt, an die Eingangsanschlüsse 25 zu einem Zeitpunkt t., angelegt wird, überschreitet eine an der Diode 10 anliegende überlagerte Spannung deren Schwellenwert V. und bringt die Diode 10 dazu, die Schwingung zu beginnen, wie in Fig. 5 (b) .dargestellt.Da die Vorspannung oberhalb V₂ liegt, fährt die Schwmgungsschleife 20 fort, zu schwingen und einen Impulszug zu erzeugen, bis ein negativer Impuls an die Eingangcanschlüsse 25 zum Zeitpunkt t^ angelegt wird. Dies bedeutet, Λ i'Z ein angelegtes Impuls-

H)⁽)ö U / I Ί ,'7

BAD ORlQ^lNAL

signal in der Schleife 20 vom Zeitpunkt t^ bis zum Zeitpunkt t₃ gespeichert wird, Dann wird, wie in Fig. 5 Cc) dargestellt, ein Auslese-Eingangssignal zu einem Zeitpunkt t₂ an die Anschlüsse 28 und 29 in Durchschaltrichtung der Tordiode 26 angelegt. Da der Zeitpunkt T₂ zwischen den beiden Zeipunkten t^ und to liegt, liest in diesem Fall der angelegte Eingangsimpuls einen der gespeicherten Impulse heraus, um damit einen . ^ einzigen Impuls oder einen Impulszug an den Ausgangsanschlüssen 29 und 31 zu erzeugen, wie in Fig. 5 (d) dargestellt. Zum Zeitpunkt t₃ wird ein negativer Impuls an die Eingangsanschlüsse 25 angelegt, der die pulsierende Schwingung in der Schleife 20 beendet. Der folgende Zustand, bei dem keine gespeicherten Impulse vorliegen, dauert an, bis ein anderer positiver Eingangsimpuls an die Eingangsanschlüsse 25 angelegt wird. Selbst bei Anlegen eines anderen Ausleseimpulses erscheint daher zu einem Zeitpunkt t^'kein Ausgangsimpuls an den Anschlüssen 29 und ■ 31, wie dies mit einer gestrichelten Impulsform in Fig. (Id) ™ dargestellt ist.

Durch die Erfindung wird eine Hochgeschwindigkeits-Speichervorrichtung ohne Verwendung einer bestehenden komplexen Schaltung geschaffen.

1098U/1927

Claims (2)

1. 2UAG216

   Patentansprüche

   (l) Speichervorrichtung gekennzeichnet durch eine Schaltung mit einer Tordiode (26) und einer eine impulserzeugende Diode aufweisende Schwingungsschleife (20), die in-Abhängigkeit vom Anlegen eines einzelnen positiven und negativen Trigger-r impulses einen zu speichernden Impulszug erzeugen kann, bzw.

   zu schwingen aufhören, wenn die impulserzeugende Diode auf eine zwischen den Schwingungsstartenden.und schwingungsbeendenden Spannungen liegende Spannung vorgespannt wird, wodurch zumindest einer der gespeicherten Impulse erhalten wird, wenn bei schwingender Schleife ein Ausleseimpuls über die Tordiode an die Schwingungsschleife angelegt wird.
2. 2. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsschleife (20) eine Serienschaltung der impulserzeugenden Diode (10), eines Schutzwiderstandes (21), einer Gleichspannungsenergiequelle (22) und einer ersten Lastimpedanz (23) besitzt, und daß eine Eingangseinrichtung vorgesehen ist, die mit der impulserzeugenden Diode über einen Kondensator (24) verbunden ist, eine zweite Lastimpedanz (30),

   1098U/1927

   die mit der ersten Lastimpedanz (23) verbunden ist, wobei die Tordiode (26) mit der impulserzeugenden Diode und der ersten. Lastimpedanz verbunden ist, eine Ausleseeinrichtung, die mit der ersten Lastimpedanz über die Tordiode und einen Kondensator (27), und mit der zweiten Lastimpedanz verbunden ist, und jei,ne Aus gangs einrichtung, ;'die mit der ersten und zweiten Lastimpedanz verbunden ist.

   1098U/ 1927