DE2131899B2

DE2131899B2 - Piezoelektrische Verzögerungsleitung

Info

Publication number: DE2131899B2
Application number: DE2131899A
Authority: DE
Inventors: Eric Gung-Hwa Mahopac Lean; Varadachari Sadagopan; Samuel Chin-Chon Ossining Tseng
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1970-06-30
Filing date: 1971-06-26
Publication date: 1978-05-24
Also published as: SE367525B; FR2096583A1; JPS5249296B1; US3648081A; DE2131899C3; FR2096583B1; GB1297726A; DE2131899A1; CA930437A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wie sie dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.

Aus der Zeitschrift »Electronics«, vom 19. Januar 1970, Seiten 110 bis 122, ist ein Ausgangsumsetzer zur Erfassung elastischer Oberflächenwellen und deren Umsetzung in elektrische Signale bekannt, bei welchem senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen pavaliel zueinander verlaufende, entgegengesetzt polarisierte Metallstreifen auf der piezoelektrischen Oberfläche vorgesehen sind. Nachteilig ist hierbei, wie auch bei allen anderen bekannten Anordnung dieser Art, daß das Signal-Rausch-Verhältnis bei gewissen Anwendungen völlig unbefriedigend ist.

Grundsätzlich gleiches gilt für die Anordnung nach »Proceedings IEEE«, November 1969, Seiten 2081 bis 2082, welche allerdings zusätzlich auf der Oberfläche eine den Eingangsumsetzer in Form parallel zueinander verlaufender, entgegengesetzt polarisierter Metallstreifen überziehende, photoleitende Schicht aufweist, so daß das erzeugte Elastizitätswellensignal einstrahlungsabhängig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine piezoelektrische Verzögerungsleitung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, bei der der Ausgangsumsetzer nach einem neuen Prinzip arbeitend ein gegenüber bisher niedrigeres Signal-Rausch-Verhältnis zeigt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, wie es dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist. Als Substanz für amorphe halbleitende Filmstreifen lassen sich vorzugsweise kürzlich bekanntgewordene ovonische Materialien verwenden, die aus Chalkogenid-Substanz bestehen. Charakteristisch für derartige Substanzen ist dabei, daß sie einen Schwellenwert zum Umschalten und zum Speichern beim Anlegen eines elektrischen Feldes aufweisen. Eine hieraus gebildete Filmschicht kippt von einem Zustand hohen Widerstandes (Isolator) in einen Zustand geringen Widerstandes (elektrischer Leiter), wenn eine Spannung hieran angelegt wird, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Typische Widerstandsänderungen liegen in der Größenordnung von K)⁸. Der Zustand hohen Widerstandes kehrt dann wieder zurück, wenn das an den ovonischen Film angelegte elektrische Feld unterhalb eines zweiten Schwellenwertes absinkt. Als typische Schaltgeschwindigkeit sind 150 ps für einen Schwellenwert der elektrischen Feldstärke von etwa K)' bis K)'' V/cm bekanntgeworden. Diese Eigenschaften ergeben für die erfindungsgemäße Anordnung weitere Vorteile, indem nämlich die bei Rechnern heute angestrebte Arbeitsgschwindigkeit im ns-Bereich ohne weiteres also auch durch die Erfindung zu erreichen ist.

In Anwendung der Erfindung dient das mit der akustischen Oberflächenwelle assoziierte piezoelektrische Feld dazu, eine Anzeige für den auftretenden, entsprechenden Momentanwert dieser Welle an einer

gegebenen Stelle auf der piezoelektrischen Verzögerungsleitung zu erhalten. Das so mit. der akustischen Oberflächenwelle einbergehende, piezoelektrische Feld verursacht in dem ovonischen Material an der entsprechenden Stelle auf der Oberfläche der piezo- ; elektrischen Verzögerungsleitung einen Schaltvorgang durch Umkippen von einem Leitungszustand in den anderen, also vom Isolator zum Leiter und umgekehrt. In vorteilhafter Weise dient dabei eine an den Umsetzer angelegte Vorspannung zur Bereitstellung in eines Gleichfeldes an den verwendeten amorphen halbleitenden Filmstreifen, so daß dann zusammen mit dem piezoelektrischen Feld der Schwellenwert zum Umschalten erreicht werden kann. Äußere Schaltkreise sind an den amorphen halbleitenden r> Filmstreifen angeschlossen, um so die Änderung des Schaltzustandes feststellen zu können, der beim Voriibcrgang einer piezoelektrischen Welle eintritt.

Die Metallstreifen des Ausgangs-Umsetzers stellen also ein elektrisches Gleichfeld auf Grund der angelegten Vorspannung bereit, so daß sich cfas ausbreitende, nicht stationäre elektrische Feld im Zusammenwirken mit dem Gleichfeld einen entsprechend vorgegebenen Schwellenwert zum Umschalten des ovonischen Materials vom Zustand hohen Widerstan- _>; des in den Zustand niedrigen Widerstandes übersteigt, wobei dann jeweils durch die äußeren Schaltkreise das Auftreten des Momentanwertes der vorübergehenden akustischen Welle angezeigt wird.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Er- jo l'indung beträgt der Abstand der entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen λ/2 der sich ausbreitenden piezoelektrischen Oberflächenwelle.

Gemäß vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die parallel verlaufenden entgegengesetzt polari- j-, sierten Metallstreifen jeweils U-förmig ausgebildet und derart auf der Oberfläche der piezoelektrischen Verzögerungsleitung angeordnet, daß sich die Metallstreifen einander gegenüberliegend im obenerwähnten Abstand befinden. Derovonische Filmstreifen erstreckt sich dann über alle Metallstreifen.

Die sich mit der Erfindung ergebenden Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Zur Feststellung des Auftretens eines momentanen Wertes einer sich ausbreitenden piezoelektrischen ₄-, Welle in einer entsprechenden Verzögerungsleitung dienen die erfindungsgemäßen, passiven Bauelemente, die eine ausreichende Empfindlichkeit bei gegenüber bisher erheblich verbessertem Signal-Rausch-Verhältnis gewährleisten. -₎₍₎

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich in integrierter Bauweise, d. h. z. B. durch Aufdampfen mit Hilfe von Maskenverfahren herstellen.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Die Erfindung wird anschließend an Hand einer Ausführungsbeispielsbeschreibung mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. IA und IB schematische Darstellungen von _b0 Elektrodenanordnungen für amorphe Halbleiter,

Fig. IC eine graphische Darstellung mit für amorphe Halbleiter charakteristischen Widerstandgeraden,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines aku- _b5 stoelektrischen Wandlers einer akustischen Verzögerungsleitung, der gemäß der Erfindung von einem amorphen Halbleiterstreifen bedeckt ist.

Fig. 3 eine scheniatische Darstellung einer akustischen Verzögerungsleitung unter Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Auskopplung und Anzeige des verzögerten Signals,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Verzögerungsleitung gemäß der Erfindung mit einer Rückkopplungseinrichtung,

Fig. 5 eine akustische Verzögerungsleitung gemäß der Erfindung mit mehreren Auskopplungsstellen,

Fig. 6 akustische Verzögerungsleitungen gemäß der Erfindung zur Adressierung eines Speichers oder einer Anzeigematrix unter Koinzidenzauswahl.

In Fig. 1 A ist eine Schicht 10, bestehend aus einem amorphen Halbleiter, z. B. ovonischem Material, durch die Elektroden 12a und 114 an seiner oberen und unteren Oberfläche kontaktiert. Die Elektroden 12/1 und 14 liegen dabei auf dem Substrat 16 auf. Eine andere übliche Anordnung ist in F i g. IB gezeigt, wo die Elektroden 12 B und 14 wiederum auf der Oberfläche des Substrates 16 aufliegen, hingegen die Elektroden beide mit der Unterseite der amorphen Halbleiterschicht in Verbindung stehen, indem der ovonische Halbleiter 10 auf den beiden Elektrodenenden aufliegt. Die Widerstandsgeraden eines üblichen ovonischen Materials zeigt die graphische Darstellung nach Fig. IC, wobei der Zustand niedrigen Widerstandes durch die Gerade R_L und der Zustand hohen Widerstandes durch die Gerade R₁₁ schematisch angezeigt ist. Bei diesem üblichen ovonischen Material ändert sich sein physikalischer Zustand, wenn die Spannung auf der Geraden hohen Widerstandes R₁₁ einen Schwellenwert übersteigt, so daß ein Kippen in den Zustand geringen Widerstandes, wie durch die Widerstandsgerade R_L angezeigt, eintritt.

Ovonische Materialien werden normalerweise durch amorphe chalkogenide Halbleiter dargestellt. Eine typische Zusammensetzung enthält As, Ge, Si und Te. Im allgemeinen besitzen diese Materialien sowohl Schalt- als auch Speichereigenschaften, wenn sie einem elektrischen Feld bei geeigneten Werten ausgesetzt sind. Schichten dieser Art, die lediglich als Schaltelemente dienen, werden ovonische Schwellenwertschalter genannt und diejenigen, die zu Speicherzwekken verwendet werden, heißen ovonische Speicherelemente. Schalteigenschaften ovonischer Bauelemente lassen sich dabei wie folgt zusammenfassen:

1. Ein Schaltvorgang wird beobachtet, wenn einer der Parameter: Spannung, Impuls, Dauer, Folge, Frequenz und Temperatur bei jeweiligem Konstanthalten aller anderen Parameter variiert wird.

2. Die Schaltzeit hängt von der Höhe der angelegten Spannung ab,

3. Die Schaltzeit umfaßt die Verzögerungszeit und die tatsächlich zum Umschalten erforderliche Zeit.

4. Die Verzögerungszeit wächst, wie sich in der Praxis gezeigt hat, mit der Dicke der Schicht an. Die tatsächlich zum Umschalten benötigte Zeit läßt sich zu 150 Picosekunden angeben, wohingegen die Verzögerungszeit 100 Nanosekunden beträgt.

5. Die Verzögerungszeit hängt von der Spannung V, wie angenommen wird, gemäß folgender Beziehung ab:

t_d = /c, exp (- V/k₂)
Hierin sind k. und k-, Konstantpn währpnH 1

das Zeitintervall zwischen dem Impulseinsatz und dem Stromdurchbrueh ist.
6. Die Verzögerungszeit läßt sich unter Verwendung eines Spannungsimpulses, wie es im »Journal of Noncrystalline Solids«, 2, Seite 5 14, 1970, angegeben ist, wesentlich herabsetzen.
Die in Fig. 2 ausschnittsweise gezeigte Verzögerungsleitung 22 gemäß der Erfindung trägt auf ihrer Oberfläche 23 den mechano-elcktrischcn Wandler 20, der aus den ineinandergreifenden Teilstückcn 24 und 26 besteht. Diese Teilstücke oder Segmente 24 und 26 weiden durch Aufdampfen über eine Maske z. B. auf die Oberfläche 23 des als Verzögerungsleitung verwendeten piezoelektrischen Kristalls 22 aufgetragen. Das Segment 24 des Umsetzers 20 besteht aus einer U-förmigen Parallelverzweigung mit den Parallclstücken 28 und 30, wohingegen das Segment 26 aus einer U-förmigen Parallelverzweigung mit den Parallelstücken 32 und 34 besteht. Die Anordnung der Segmente auf der Oberfläche ist dabei so getroffen, daß das Parallelstück 32 des Segments 26 zwischen die Parallelstücke 28 und 30 des Segments 24 zu liegen kommt, so daß das Parallelstück 30 des Segments 24 entsprechend zwischen den Parallelstücken 32 und 34 des Segments 26 liegt. Der jeweilige Abstand zwischen den einzelnen Parallelstücken, so wie sie auf der Oberfläche 23 angeordnet sind, beträgt dabei eine halbe Wellenlänge der sich auf der Oberfläche 23 des piezoelektrischen Kristalls 22 ausbreitenden piezoelektrischen Oberflächenwellen. Die piezoelektrische Oberflächenwelle wird durch einen Hochfrcquenzimpuls dargestellt. Wird die piezoelektrische Oberflächenwelle durch einen Videopuls dargestellt, dann beträgt der jeweilige Abstand zwischen den Parallelstücken einen Betrag, der sich aus der Impulsfolgezeit multipliziert mit der Geschwindigkeit der piezoelektrischen Oberflächenwelle ergibt. Auf die beschriebene Umsetzerstruktur 20 ist ein amorpher, halbleitendcr Filmstreifen 36 aufgetragen, um den durch die piezoelektrische Oberflächenwelle bedingten, nicht stationären Zustand des elektrischen Feldes mit Hilfe einer Anzeigevorrichtung darstellen zu können. Der halbleitende Filmstreifen 36 erstreckt sich dabei vom Parellelstück 28 des Segments 24 bis zum Parallclstiick 34 des Segments 26. Auf diese Weise wird ein äußerst wirksamer mechanoelcktrischer Umsetzer 38 für piezoelektrische Obcrflächenwcllen erhalten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt, wo eine sich linear erstrckkcnde piezoelektrische Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung 22 vorgesehen ist, bei der ein erster Umsetzer 40 am Eingangsende 41 und ein zweiter Umsetzer 38 am Ausgangsende 70 angeordnet ist. Der Umsetzer 40 entspricht dabei in seiner Figur dem in Fig. 2 gezeigten Umsetzer. Auch hier wieder besteht der Umsetzer aus zwei Segmenten, nämlich dem Segment 42 und dem Segment 44 mit den jeweiligen Parallclstückcn 46 und 48 bzw. SO und 52, wobei auch hier wie oben beschrieben die einzelnen Segmente ineinandergreifen und der Abstand zwischen den einzelnen Parallelslücken entsprechend der benutzten Wellenlänge gewählt ist. Der Eingangsumsetzer 40 wird durch den Impulsgenerator 60 über die Leitung 62 angesteuert. Der Impulsgenerator 60 kann aus einem Hochfreciuenz-Impulsgencntlor oder einem Vielcopulsgencrator bestehen, je nach dem, welcher Verwendungszweck liii'ii'iir Voifiusulu'!! isl. Dabei muß natürlich wiederum der für die entspiechenck Wellenlänge erforderliche Abstand zwischen den Parallelstücken, wie oben beschrieben, beachtet werden Der piezoelektrische Vcrzögerungslcitungskristall 22

") kann z. B. aus Lithiumniobat - LiNbO, - bestehen bei dem die Oberfläche 23 eine polierte Krislallober fläche ist. Die Parallelstiicke 46 und 48 des Segment! 42 sind über Leitung 62, wie bereits gesagt, mit den Impulsgenerator 60 verbunden, wohingegen die Par-

κι allelstücke 50 und 52 des Segments 44 über Verbindungslcitung 64 an Erde liegen.

Die dem in Fig. 2 gezeigten Umsetzer entsprechende Anordnung liegt in der Anordnung nacl Fig. 3 am ausgangsscitigen Ende 70 des piezoelektii-

η sehen Verzögerungskristalls 22. Der amorphe, halb leitende Filmstreifen 36 mit der in der graphischer Darstellung nach Fig. IC dargestellten 1-V-lJm-Schaltcharakteristik ist dabei wahlweise in den Ausbreitungsweg der piezoelektrischen Oberflächenwelle

jo einschaltbar, um eine Anzeige des jeweiligen nichtstationären Zustandcs des durch die piezoelektrische Oberflächenwelle bedingten Feldes herbeiführen zl können, wie bereits oben gesagt.

Hierzu ist das Segment 24 des Umsetzers 38 übei

2) die Verbindungsleitung 73 an die positive Klemme 74 der Spannungsquclle 76 angeschlossen. Die negative Klemme 78 dieser Spannungsquclle liegt übci Leiter 80 an Erde. Das Segment 26 dieses Umsetzer: liegt über Verbindungsleitung 82 und den veränder-

3d baren Belastungswiderstand 84 ebenfalls an Erde.

Die einstellbare Spannungsquelle 76 ist auf einer

solchen Spannungswert eingestellt, der geringfügig unterhalb des in der graphischen Darstellung nacl Fig. IC angedeuteten Schwellenwertes V-,_A liegt

j-, Dieser Einstellwert läßt sich entweder durch Berechnung aus der Amplitude der piezoelektrischen Oberflächenwelle am Ort des Umsetzers 38 ableiten odci auf empirische Weise ermitteln, wenn sich der von Generator 60 abgegebene Impuls ausbreitet. Dei halbleitende Filmstreifen 36 ist normalerweise im Zu stand hohen Widerstandes R₁₁ (Fig. 1 C), wenn keim Ausbreitung der piezoelektrischen Oberflächenwel len stattfindet. Als beispielsweise Feldstärke für eine piezoelektrische Oberflächenwelle läßt sich etwa K)

.)-, V/cm angeben, und zwar für piezoelektrisches Mate rial, wie z. B. gepolte Bleititanatzirkonal-Kcramikei und Lithiumniobatkristallc. Da der jeweilige Abstain einander benachbarter Parallelstiicke des Umsetzen 20 für eine maximale Aufnahme des nicht stationärer

3d elektrischen Feldzustandes einer piezoelektrische! Oberflächenwelle ausgelegt ist, kann die maximale Stärke hiervor über benachbarte Paare der Parallelstücke auftreten. Aus dicsesm Grunde addiert sich das durch die Vorspannung herve>rgerufcne, stationäre

Y₁ elektrische Feld und das durch die piezoelektrische Oberflächenwelle hervorgerufene nicht stationäre Feld linear an der Ausgangsstruktur 38, so daß dci Zustand der amorphen halblcitendcn Schicht 36 von Hochwidcrstandszustand RH in den Nicdrigwiedcr

_h„ standszusland R₁ (Fig. I C) kippt. Nachdem sich elii piezoelektrische Oberflächenwelle längs dos amorphen halbleitcndcn Filmstreifens 36 ausgebreitet hai kippt dieser wieder in den Hochwidcrstanels/.ustane zurück. Dementsprechend entsteht am einstellbare!

_(v-, Ik'lastungswidcrstand 84 ein Spannungsimpuls, wem sich die piezoelektrische Oberflächenwelle unter ck'ir amorphen halbleilenden Filmstreifen 36 ausbreitet Die· Ausgnngsan/iMgL¹ für elen jeweiligen nicht sin

tionären Zustand der piezoelektrischen Oberflächenwelle läßt sich mit Hilfe eines spannungsempfindlichen Instrumentes 85 herbeiführen, das mit Hilfe der Zuleitungen 87 und 89 parallel zum Widerstand 84 geschaltet ist. Da die dem Belastungswiderstand 84 zugeführte Energie von der Vorspannungsquelle 76 stammt, sollte die Amplitude des Ausgangssignals groß sein gegenüber der Amplitude des piezoelektrischen Feldes. Entsprechend stellt das Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, wie es in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist, eine wirksame Detektoranordnung für durch den Impulsgenerator 60 abgegebene Impulse dar.

Die Verfahrensschritte zur Herstellung einer Anordnung 38, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, lassen sich folgendermaßen zusammenstellen:

1. Schneiden und Polieren eines piezoelektrischen Substrats 22, wie z. B. Bleititanatzirkonat oder Lithiumniobat.

2. Niederschlag der Segmente 24 und 26, die z. B. aus Aluminium bestehen können, durch eine Kombination eines üblichen Aufdampfverfahrens und eines photolithographischen Verfahrens.

3. Die sich aus den Verfahrensschritten 1 und 2 ergebende Struktur wird in eine hochfrequente Kathodenzerstäubungsanlage eingebracht, und zwar als Anode, um den amorphen halbleitenden Filmstreifen 36 niederzuschlagen, so daß er die Parallelstücke 38, 30, 32 und 34 überdeckt. Während des Niederschiagens wird das piezoelektrische Substrat 22 abgekühlt, vorzugsweise auf eine Temperatur des flüssigen Stickstoffs von 77 ° K, um die Bildung eines stabilen, amorphen, halbleitenden Filmes 36 zu begünstigen. Die Zerstäubungsparameter werden bei diesem Verfahrensschritt so gewählt, daß sich schnelle Niederschlagsraten ergeben, so daß cie Bildung eines Films 36 mit amorphem Ctiarakter und geeigneten Schalteigenschaften gefördert wird.

Die Ausnutzung der Erfindung soll nunmehr an Hand der Fig. 4 bis 6 erläutert werden. Hierbei ist die grundlegende Struktur des bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 angewendet. So zeigt z. B. die Schaltungsanordnung nach Fig. 4 eine Speicherzeile, die Anordnung nach Fig. 5 einen Impulsabtaster und die Anordnung nach Fig. 6 eine Schaltmatrix. Ganz allgemein läßt sich feststellen, daß der periphere Schaltungsaufwand, wie er in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, von konventioneller Bauart ist, ausgenommen natürlich jeweils in den Teilen, die speziell für die Anwendung der Erfindung ausgelegt sind.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 ist ein Rückkopplungspfad zwischen dem Ausgangs-Umsetzer 38 und dem Eingangs-Umsetzer 40, enthaltend die Verbindungsleitung 100, die zum Verbindungspunkt 102 und zum veränderbaren Widerstand 82 führt, vorgesehen. Der Verbindungspunkt 102 liegt über Leitung 104 am Eingang der Ausgangs-UND-Schaltung 106, die durch Anlegen von Ausleseimpulscn über Leiter 108 betätigt wird, um die obenerwähnte Anzeigevorrichtung über Ausgangslcitung 110 anzusteuern. Der Verbindungspunkt 102 ist außerdem mit dem Eingang eines zweiten UND-Gliedes 112 verbunden, das durch Wiedereinschreibimpulse über Leitung 114 betätigt wird. Der Spcicherumlauf wird eingeleitet durch einen Impuls auf der liingangslciUing 116, die am Eingang eines Eingangs-UND-Gliedes 118 liegt, das durch Schreibimpulse über Zuleitung 120 aktiviert wird. Die Ausgänge des Wiedereinschreib-UND-Gliedes 112 und des Schreib-UND-GIiedcs 118 liegen über die Zuleitun-"i gen 122 bzw. 124 an den betreffenden Eingängen eines ODER-Gliedes 126. Der Ausgang des ODER-Gliedes 126 ist über Leitung 128 mit dem Eingang des Takt-UND-Gliedes 130 verbunden, das durch Taktimpulse über Zuleitung 132 betätigt wird. Der

κι Ausgang des Takt-UND-Gliedes 130 liegt über Zuleitung 134 am Eingang des Verstärkers 136, dessen Ausgang über Leitung 62 mit dem Segment 42 des Umsetzers 40 verbunden ist. Zum Betrieb erfordert das Ausführungsbeispiel eines Umlaufspeichers ge-

i-j maß Fig. 4 ein Impulsmuster, wie es üblichen Anforderungen entspricht. So liefert ein üblicher Taktimpulsgeber die Taktimpulse zum Takt-UND-Glied 130, wobei alle anderen Impulse, wie Eingangs-, Schreib-, Schreib/Lese- und Leseimpulse in entsprcchender zeitlicher Beziehung hierzu stehen. Durch die Schaltungsanordnung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, ergibt sich ein stabiler Umlaufspeicher unter Anwendung einer Verzögerungsleitung, wo die Dämpfung der piezoelektrischen Oberflächenwelle im piezoelektrischen Kristall 22 durch verstärkende Wirkung des Ausgangskreises wettgemacht wird und der Speichereffekt durch den Rückkopplungspfad zwischen Ausgangsumsetzer 38 und Eingangsumstzer 40 herbeigeführt wird.

κι Das Ausführungsbeispiel für den Impulsabtastcr, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, enthält eine Reihe von hitnereinander angeordneten Ausgangs-Umsetzer.i 38-1 bis 38-5, die an den Orten L₁ bis L₅ auf der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls 22 an-

j-, geordnet sind. Durch die Bereitstellung einer gemeinsamen Spannungsquelle 76 und durch die Verwendung unabhängiger Ausgangsklemmen 100-1 bis 100-5, die den entsprechenden Ausgangswiderständen 84-1 bis 84-5 zugeordnet sind, werden Serien von zeitlich gesteuerten Impulsen aus dem Impulsabtaster entnommen. So wird ein entsprechend zugeteilter Impuls auf den zugeordneten Ausgang nach einem Zeitintervall geliefert, das gleich ist der Distanz zwischen den benachbarten Ausgangsumsetzern, dividiert durch die Geschwindigkeit der piezoelektrischen Oberflächenwelle.

Die in Fig. 6 gezeigte Schaltmatrix arbeitet in üblicher Weise nach dem Koinzidenzprinzip, indem an den Kreuzungsstellen Belastungswiderstände 84-11 bis 84-15, 84-25, 84-55 angeordnet sind. So arbeiten zwei Anordnungen, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind, zusammen, und zwar jeweils für eine Koordinate, so daß nach entsprechender Auswahl je ein Belastungswiderstand angesteuert werden kann. So ist z. B. der Bclastungswiderstand 84-11 ansteuerbar durch den Ausgangs-Umsetzer 38-1/1 auf der Verzögerungsleitung 22-1 und andererseits durch den Ausgangs-Umsetzer 38-1B auf der Verzögerungsleitung 22-2. Wenn jeder Belastungswiderstand 84-11, 84-

_b0 12,... 84-55 die Last selbst darstellt, z. B. eine Anzeigelampe, dann sind die weiterhin gezeigten /Y-Codicrer 150 und y-Codierer 152 nicht erforderlich. Stellen jedoch die Belastungswiderständc 84-11, 84-12,... 84-55 Speicherzellen dar, dann sind die obener-

_b5 wähnten Codierer 150 und 152 erforderlich, um die in den Speicherstellen gespeicherte Information identifizieren zu können.

Die an den UND-Gliedern 106-1A bis 106-5/1 lic-

gende Klemme 108-1 und an den UND-Gliedern 106-1 ß bis 106-50 liegende Klemme 108-2 dienen zur Zuführung von Leseimpulsen A bzw. B, um die entsprechend zugeordneten UND-Glieder betätigen zu können. Durch gleichzeitiges Betreiben der Impulsgeneratoren 60-1 und 60-2 und Zuführen der Leseimpulse A und B zu den Klemmen 108-1 bzw. 108-2 entsprechend dem auszuwählenden Belastungswiderstand in zweckentsprechender zeitlicher Verknüpfung läßt sich in üblicher Weise jeder BeIa-

10

stungswiderstand nach dem Koinzidenzprinzip auswählen, indem das Auftreten entsprechender nicht stationärer Zustände der piezoelektrischen Oberflächenwellen in dem jeweils zugeordneten Paar von > Ausgangs-Umsetzern 38-1/1, 38-2A,...38-5A und 38-1 ß, 38-2B,...38-5B zur Auswahl ausgenutzt wird. So ergibt z. B. die Ansteuerung durch Ausgangs-Umsetzer 38-5/4 und Ausgangs-Umsetzer 38-2 B den ausgewählten Belastungswiderstand in 84-25.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Piezoelektrische Verzögerungsleitung init Eingangsumsetzung zur Auslösung von Piezo- ^r, elektrischen Oberflächenwellen und Ausgangsumsetzung zur Erfassung dieser Oberflächenwellen mittels senkrecht zur Ausbreitungsrichtungder Oberflächen parallel zueinander verlaufenden, entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen, da- in durch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen (28, 32, 30, 34) von einem amorphen halbleitenden Filmstreifen (36) überbrückt sind, der bei Überschreiten eines Schwellenwerts (V_IH) des an den Metallstreifen r, (28, 32, 30, 34) wirksamen elektrischen Feldes einen Leitfähigkeitssprung in erster Richtung und bei Unterschreiten dieses Schwellenwertes einen Leitfähigkeitssprung in zweiter, gegenüber vorher entgegengesetzter Richtung zeigt. ><i

2. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen (z. B. 28, 32) bei Zuführung hochfrequenter Signale λ/2 der sich ausbreitenden piezoelektrischen Oberflä- r, chenwellen beträgt und bei Zuführung von Impulsen der Impulsdauer multipliziert mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwellen entspricht.

3. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1 oder j(i 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert ( V_TII) des elektrischen Feldes geringfügig größer als der Wert eines auf den halbleitenden, amorphen Filmstreifen (38) einwirkenden Vorspannungsfeldes ist, so daß Summe aus stationä- r> rem Feld und Augenblickswert des nichtstationären Feldes, bedingt durch die piezoelektrische Oberflächenwelle, den Schwellenwert (V_nl) übersteigt.

4. Verzögerungsleitung nach einem der An- κι Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als amorpher Halbleiter eine chalkogenide Substanz (ovonisch) dient.

5. Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur .(-, Ausgangsumsetzung zumindest zwei Ausgangsumsetzer (38) in Ausbreitungsrichtung der piezoelektrischen Oberflächenwellen hintereinander auf dem piezoelektrischen Kristall (22) in einem gegenseitigen Abstand angeordnet sind, der der -₎₍₁ Impulslaufzeitdauer dividiert durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der piezoelektrischen Oberflächenwelle entspricht.

6. Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die -,.-, entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen (24, 26) zur Ausgangs- und Eingangsumsetzung im wesentlichen jeweils U-förmig ausgelegt sind, deren Schenkel ineinander verschachtelt sind.

7. Verzögerungsleitung nach einem der An- _h0 Sprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Umlaufspeicher (Fig. 4) der Ausgangsumsetzer (38) der Verzögerungsleitung mit dem Eingangsumsetzer (40) rückgekoppelt ist. _b5

8. Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Ausgangsumsetzer (38-1 bis 38-5) von mehreren Verzögerungsleitungen jeweils zur Ansteuerung einer Koordinatenleitung einer Schaltmatrix (Fig. 6) dienen, indem je eine Verzögerungsleitung zur Adressierung je einer Matrixkoordinaten (A", Y) vorgesehen ist.