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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 7. März 1953 Bekanmtgemacht am 11. Oktober 1956Registration date: March 7, 1953 Made famous on October 11, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltelemente mit negativem Widerstand, die in Oszillatoren, Impulsrückkopplungskreisen oder Kippschaltungen, wie sie in Zählschaltungen benötigt . werden, angewendet werden können.The invention relates to negative resistance switching elements used in oscillators, pulse feedback circuits or flip-flops, as required in counting circuits. can be applied.

In der Impulstechnik werden oftmals Anordnungen benötigt, deren Strom-Spannungs-Kennlinie einen Bereich umfaßt, in dem diese fällt, während sie an anderen Stellen steigt. Derartige Anordnungen, die im allgemeinen eine oder mehrere Röhren oder einen oder mehrere Transistoren enthalten, werden gewöhnlich »negative Widerstände« genannt.In pulse technology, arrangements are often required with a current-voltage characteristic curve Includes area where it falls while it rises in other places. Such arrangements that generally containing one or more tubes or one or more transistors are usually used Called "negative resistances".

Die Erfindung hat zum Ziele, einen negativen Widerstand dadurch zu schaffen, daß die Kontakteigenschaften zwischen Metall und Halbleitermaterial ausgenutzt werden. Dabei sollen die mechanischen Toleranzen bei der Fertigung leichter einhaltbar sein, als dies bei der Fertigung von Transistoren der Fall ist. Bevor die Erfindung und ihre Anwendungen selbst erläutert werden, sei kurz auf die wesentlichen Eigenschäften der Halbleiter und der Halbleiter-Metallkontakte eingegangen. Ein Halbleiter ist ein Körper, in dem nur wenige frei bewegliche Ladungsträger vorhanden sind. Dies kann daher rühren, daß beim absoluten Nullpunkt überhaupt keine Ladungsträger vorhanden sind, sondern erst mit steigender Temperatur auftreten, oder daher, daß Ladungsträger nur dann erscheinen, wenn innerhalb des Halbleiter-The invention aims to create a negative resistance by the fact that the contact properties between metal and semiconductor material. The mechanical It is easier to adhere to tolerances in production than is the case in the production of transistors. Before the invention and its applications are explained, let us briefly refer to the essential properties the semiconductor and the semiconductor metal contacts entered. A semiconductor is a body in which there are only a few freely movable load carriers. This may be due to the fact that the absolute zero, no charge carriers are present at all, but only with increasing temperature occur, or therefore that charge carriers only appear if within the semiconductor

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materials Regionen mit Verunreinigungen vorhanden sind. Eine solche Verunreinigung kann entweder durch das Vorhandensein eines Atoms von einem fremden Element gegeben sein oder, allgemeiner, dadurch, daß der Halbleiter Regionen mit Unstetigkeiten im Kristallgitter enthält. Wenn man Halbleiter im Gleichgewichtszustand betrachtet, d. h. dann, wenn im gesamten Halbleiter kein Strom fließt, so zeigt sich, daß die beiden obenerwähnten Erscheinungen gleichzeitig auftreten.materials regions with impurities are present. Such contamination can be either be given by the presence of an atom from a foreign element or, more generally, in that the semiconductor contains regions with discontinuities in the crystal lattice. If you have semiconductors considered in equilibrium, d. H. when no current flows in the entire semiconductor, so it turns out that the two above mentioned phenomena occur simultaneously.

Man muß zwischen zwei Typen von Ladungsträgem unterscheiden, nämlich einerseits zwischen den freien Elektronen, deren Eigenschaften nahezu denen der Elektronen im Vakuum gleichen, und andererseits zwischen den Ladungsträgern, die man »positive Löcher« genannt hat. Ein solches Loch wird durch eine Stelle im Halbleiter gebildet, an der ein Elektron fehlt. Es benimmt sich wie ein freies Elektron mit positiver Ladung. Bei normaler Temperatur und für solche Halbleiter, die technisch von Interesse sind, hat man festgestellt, daß die Verunreinigungszonen entweder auf das Vorhandensein freier Elektronen oder positiver Löcher zurückzuführen sind, daß aber niemals beide gleichzeitig auftreten. Zu diesen Ladungsträgern gleicher Art sind Ladungsträger beider Arten in gleicher Zahl hinzuzudenken, die durch die direkte Erregung der Atome des Halbleiters erzeugt werden. Wenn man als speziellen Fall Germanium betrachtet, das ein typisches Verhalten aufweist, so ist festzustellen, daß jedes Verunreinigungszentrum auf freie Ladungsträger zurückzuführen ist. Entsprechend der Art der Verunreinigung erhält man einen Überschuß freier Elektronen oder einen Überschuß positiver Löcher, und man spricht demgemäß von einem Halbleiter der N-Art (negativ) bzw. der P-Art (positiv). Wenn mit η die Anzahl der Elektronen, mit p die Zahl der Löcher und mit ni die Zahl der Verunreinigungszentren (positiv gerechnet, wenn die Zentren N und negativ gerechnet, wenn die Zentren P gezählt werden) bezeichnet sind, dann ist die Zahl der freien Träger für den Gleichgewichtszustand durch die folgenden zwei Gleichungen gegeben:One has to distinguish between two types of charge carriers, namely on the one hand between free electrons, whose properties are almost the same as those of electrons in a vacuum, and on the other hand between charge carriers that have been called "positive holes". Such a hole is formed by a point in the semiconductor that is missing an electron. It behaves like a free electron with a positive charge. At normal temperature and for those semiconductors which are of industrial interest, it has been found that the impurity zones are due to either the presence of free electrons or positive holes, but that both never occur at the same time. In addition to these charge carriers of the same type, the same number of charge carriers of both types should be added, which are generated by the direct excitation of the atoms of the semiconductor. If one looks at germanium as a special case, which exhibits a typical behavior, it can be established that every impurity center is due to free charge carriers. Depending on the type of contamination, an excess of free electrons or an excess of positive holes is obtained, and accordingly one speaks of an N-type (negative) or P-type (positive) semiconductor. If η denotes the number of electrons, p denotes the number of holes and ni denotes the number of impurity centers (counted positively if the centers N and negatively counted if the centers P are counted), then is the number of free carriers for the state of equilibrium given by the following two equations:

2tnkT^z 2tnkT ^z

/ΐΛ A\ _____ ο ο / ΐΛ A \ _____ ο ο

η ψ λ — e η ψ λ - e

Hierbei ist i die spezifische Anregungsenergie des Halbleiters in der Größenordnung von 1 Elektronenvolt, während m die Elektronenmasse, k die Boltzmannsche Konstante, T die absolute Temperatur, h das Plancksche Wirkungsquantum und e die Elektronen- oder Elementarladung bedeutet. Im Falle von N-Germanium, das als typisch angesehen werden kann, giltHere i is the specific excitation energy of the semiconductor in the order of magnitude of 1 electron volt, while m is the electron mass, k is Boltzmann's constant, T is the absolute temperature, h is Planck's constant and e is the electron or elementary charge. In the case of N-germanium, which can be regarded as typical, applies

i = 0,750 eV, N = io^le/cm⁸,
, η = io^le/cm^s, p = 3 X io^1:L/cm³. ■ i = 0.750 eV, N = io ^le / cm ⁸ ,
, η = io ^le / cm ^s , p = 3 X io ^{1: L} / cm ³ . ■

Wenn man nun zwischen einem metallischen Punkt und einem Stück Halbleitermaterial, z. B. N-Germanium, . Kontakt herstellt, so, ist ein Gleichrichtereffekt zu beobachten, d. h.daß nur dann Strom fließt, wenn der metallische Punkt gegenüber dem Germanium auf positives Potentialgebracht ist. Besitzt er negatives Potential, so fließt nur ein sehr kleiner Strom, der gemäß Theorie und Experiment zum größten Teil darauf zurückzuführen ist, daß die positiven Löcher bei negativer Spannung nur sehr langsam fließen. Die Elektronen dagegen passieren, wenn der metallische Punkt positiv gespannt ist, in großer Zahl.If you now choose between a metallic point and a piece of semiconductor material, e.g. B. N-germanium, . If contact is established, a rectifier effect can be observed, i.e. i.e. that electricity only flows when the metallic point is brought to a positive potential with respect to the germanium. He owns negative potential, only a very small current flows, according to theory and experiment This is largely due to the fact that the positive holes are only very much at negative voltage flow slowly. The electrons, on the other hand, happen when the metallic point is positively tensioned, in large number.

Shockley hat gezeigt, daß es nicht möglich ist, die Zahl der freien Elektronen, die in einem Halbleiter der N-Type existieren, in nennenswertem Maße zu erhöhen. Wenn an irgendeiner Stelle zusätzliche Elektronen zugeführt werden, so gehen sie während einer Periode in der Größenordnung von 10-¹² Sekunden durch den Halbleiterkörper hindurch, und das Gleichgewicht ist sofort wieder hergestellt. Wenn dagegen positive Löcher örtlich eingeführt werden, so zeigt sich, daß diese nicht sofort verschwinden. Sie vereinigen sich jedoch schließlich mit den negativen Elektronen, so daß das Gleichgewicht ebenfalls wieder hergestellt wird. Hierfür wird jedoch ein Zeitraum in der Größenordnung einiger Mikrosekunden benötigt, während dem die positiven Löcher eine gewisse Strecke wandern.Shockley has shown that it is not possible to significantly increase the number of free electrons that exist in an N-type semiconductor. If additional electrons are added at any point, they pass ^{through the semiconductor body for a period of the order of 10-12} seconds, and equilibrium is immediately restored. On the other hand, when positive holes are introduced locally, it turns out that they do not disappear immediately. However, they eventually unite with the negative electrons, so that the equilibrium is also restored. However, this requires a period of time on the order of a few microseconds during which the positive holes migrate a certain distance.

Andererseits hat Brattain gezeigt, daß es möglich ist, positive Löcher in N-Germanium dadurch einzuführen, daß das Germanium mit einer positiv vorgespannten, metallischen Elektrode in Kontakt gebracht wird, also in der Richtung, in der der Kontakt den niedrigsten Widerstand bietet. Der Gleichstrom wird dann zum guten Teil nicht von freien Elektronen gebildet, sondern von solchen, die normalerweise im Halbleiter gebunden sind und ihn nunmehr, positive Löcher zurücklassend, verlassen. In die Nähe einer ersten positiv vorgespannten Elektrode wird eine zweite, in Richtung hohen Widerstandes (negativ) vorgespannte Elektrode gesetzt. Dann werden die von der ersten Elektrode erzeugten positiven Löcher von der zweiten Elektrode angezogen und erhöhen somit den sie durchfließenden Strom. Eine solche Einrichtung heißt »Transistor« und kann wegen der Widerstandsdifferenz (dv/di) zwischen den beiden Kontaktpunkten als Verstärker verwendet werden. Die vorstehenden Überlegungen sind in bezug auf Germanium vom N-Typ angestellt worden. Zu analogen Resultaten kommt man bei Betrachtung anderer Halbleiter, wie z. B. Silizium oder Bleiglanz oder auch Germanium vom P-Typ.On the other hand, Brattain has shown that it is possible to introduce positive holes in N-germanium by bringing the germanium into contact with a positively biased metallic electrode, i.e. in the direction in which the contact offers the lowest resistance. The direct current is then for the most part not formed by free electrons, but by those that are normally bound in the semiconductor and now leave it, leaving positive holes behind. In the vicinity of a first positively biased electrode, a second electrode biased in the direction of high resistance (negative) is placed. Then the positive holes created by the first electrode are attracted to the second electrode and thus increase the current flowing through them. Such a device is called a "transistor" and can be used as an amplifier because of the resistance difference (dv / di) between the two contact points. The above considerations have been made with respect to N-type germanium. Similar results are obtained when looking at other semiconductors, such as B. silicon or lead luster or P-type germanium.

Transistoren können auch eine Stromverstärkung hervorrufen. Die theoretische Erklärung hierfür ist zwar weniger klar, experimentell ist die Erscheinung jedoch nachgewiesen. Nach der vorstehenden Theorie kann das Anwachsen des Stromes in der zweiten Elektrode nicht größer sein als der die erste Elektrode durchfließende Strom. Tatsächlich aber hat man oft ein Anwachsen um das zwei- bis dreifache beobachtet. Es ist sogar schon von Transistoren berichtet worden, bei denen die Verstärkungszahl 26 erreicht.Transistors can also cause a current gain. The theoretical explanation for this is although less clear, the phenomenon has been proven experimentally. According to the above theory the increase in current in the second electrode cannot be greater than that of the first electrode current flowing through it. In fact, an increase of two to three times has often been observed. Transistors in which the gain reaches 26 have even been reported.

Es sind bereits Anordnungen mit teilweise fallender Strom-Spannungs-Kennlinie unter Verwendung von Detektorkristallen bekannt. Dabei ist aber das Entstehen einer fallenden Strom-Spannungs-KennlinieThere are already arrangements with partially falling current-voltage characteristics using Detector crystals known. In this case, however, the development of a falling current-voltage characteristic curve

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vom Kontaktdruck und auch vom Luftdruck abhängig. depends on the contact pressure and also on the air pressure.

Weiterhin ist das Entstehen einer teilweise fallendenFurthermore, the emergence of a partially falling

Kennlinie bei Sperrschichtzellen beobachtet worden, wenn die Sperrspannung wesentlich überschritten wurde. Dies wurde vor allem auf Wärmeeffekte am Spitzenkontakt zurückgeführt.Characteristic curve for junction cells has been observed when the reverse voltage is exceeded significantly would. This was mainly attributed to heat effects at the tip contact.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß Materialien, wie Germaniumkristalle, die zwar ίο formiert sind, bei denen jedoch die Lebensdauer der eingeführten Ladungsträger zu kurz ist, zur Erzeugung einer Strom-Spannungs-Abhängigkeit mit teilweise fallender Charakteristik verwendet werden können. Derartige Germaniumkristalle haben eine besonders kleine Rekombinationszeit, was sich schon aus der verhältnismäßig geringen Anzahl von Löchern oder Defektelektronen ergibt, die normalerweise etwa bei p = io¹⁴/cm³ liegt.The invention is based on the knowledge that materials such as germanium crystals, which are indeed formed, but in which the life of the charge carriers introduced is too short, can be used to generate a current-voltage dependency with partially falling characteristics. Such germanium crystals have a particularly short recombination time, which already results from the relatively small number of holes or defect electrons, which is normally around p = 10 ¹⁴ / cm ³ .

Es wird daher eine elektrische Schaltungsanordnung mit fallender Strom-Spannungs-Kennlinie vorgeschlagen, bei dem gemäß der Erfindung ein Halbleiter-Metallkontakt mit kleiner Rekombinationszeit des Halbleiters in Reihe mit einer Gleichspannungsund einer Wechselspannungsquelle angeordnet ist, deren Spannungsscheitelwerte größer als die Potentialdifferenz der Gleichspannungsquelle sind und bei der die Frequenz der Wechselspannung derart gewählt ist, daß die-in den Halbleiter eingeführten elektrischen Ladungsträger trotz kurzer Rekombinationszeit des Halbleiters nicht völlig verschwinden.An electrical circuit arrangement with a falling current-voltage characteristic is therefore proposed, in which, according to the invention, a semiconductor metal contact with a small recombination time of the semiconductor is arranged in series with a DC voltage and an AC voltage source, whose peak voltage values are greater than the potential difference of the DC voltage source and at which the frequency of the alternating voltage is chosen such that the -introduced into the semiconductor electrical Charge carriers do not completely disappear despite the short recombination time of the semiconductor.

Diese sowie andere Merkmale der Erfindung und ihre Anwendung sollen im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.These and other features of the invention and their application will be discussed below with reference to the Drawings are explained in more detail.

Fig. ι zeigt ein Schaltelement, wie es für die Ausführung der vorliegenden Erfindung benötigt wird und das aus einem Halbleiter-Metallkontakt besteht; Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, in der das inFig. Ι shows a switching element, as it is for the execution of the present invention is needed and which consists of a semiconductor metal contact; Fig. 2 shows a circuit arrangement in which the in

Fig. ι dargestellte Element enthalten ist;Fig. Ι element shown is included;

Fig. 3 gibt eine Kennlinie der in Fig. 2 gezeigten Anordnung wieder, undFig. 3 shows a characteristic curve of the arrangement shown in Fig. 2 again, and

Fig. 4 stellt eine Kippschaltung mit zwei stabilen Zuständen dar, in der ebenfalls Erfindungsmerkmale hervortreten.Fig. 4 shows a flip-flop with two stable states in which also features of the invention step forward.

In Fig. ι stellt 1 eine Isolierbuchse dar, die z. B. zylindrische Gestalt haben möge. Metallstücke 2 und 3 sind an den Enden der Buchse 1 angebracht. Auf dem Metallstück 3 sitzt ein Germaniumblock 4, z. B. vom N-Typ, und eine Spiralfeder 5 in Gestalt eines metallischen Drahtes, z. B. aus Phosphorbronze, ist am Metallstück 2 befestigt. Die Metallspitze der Spiralfeder 5 hat Kontakt mit der Oberfläche des Germaniumblocks 4, so daß die gesamte Anordnung äußerlich einer Germaniumdiode ähnelt. Eine solche Einrichtung mit Halbleiter-Metallkontakt muß jedoch, wie bekannt ist, durch die plötzliche Anlegung einer gegenpoligen Überspannung formiert werden. Als Material für den Halbleiterblock 4 kann solches verwendet werden, bei dem die Lebensdauer der eingeführten, irregulären elektrischen Ladungsträger zu kurz ist, als daß das Material zur Fertigung von Transistoren verwendet werden könnte, wenn man nicht untragbare mechanische Toleranzen beim Aufsetzen der Kontakte in Kauf nehmen will.In Fig. Ι 1 represents an insulating sleeve z. B. may have a cylindrical shape. Metal pieces 2 and 3 are attached to the ends of the socket 1. On the metal piece 3 sits a germanium block 4, e.g. B. of the N-type, and a coil spring 5 in the form a metallic wire, e.g. B. made of phosphor bronze, is attached to the metal piece 2. The metal tip of the Coil spring 5 is in contact with the surface of the germanium block 4, so that the entire arrangement outwardly resembles a germanium diode. Such a device with semiconductor metal contact must, however, as is known, can be formed by the sudden application of an opposing polarity overvoltage. When Material for the semiconductor block 4 can be used in which the life of the imported, irregular electrical charge carrier is too short, as that the material for the production of Transistors could be used if you cannot put up with intolerable mechanical tolerances who wants to accept contacts.

In den weiteren Figuren ist das in Fig. 1 dargestellte Schaltelement in bekannter Weise schematisch als asymmetrisches Leitungselement dargestellt und durch einen Kreis umrandet.In the other figures that is shown in FIG Switching element shown schematically in a known manner as an asymmetrical line element and through outlined in a circle.

In Fig. 2 liegt der Halbleiter-Metallkontakt 6 (entsprechend Fig. 1) in einer Reihe mit der Sekundärwicklung 7 eines Übertragers zwischen den Klemmen 8 und 9. Vom Generator 10 her wird an die Primärwicklung 11 des Übertragers eine hochfrequente Wechselspannung angelegt, die mittels der Sekundärwicklung 7 in Reihe mit dem Element 6 liegt. Im Diagramm der Fig. 3 gibt die Kurve .12 den Verlauf des Stromes in Abhängigkeit von der Spannung für den Fall wieder, daß die hochfrequente Wechselspannung Null ist. Diese Kennlinie gilt, wenn man bei der Betrachtung der Schaltung einen niederfrequenten Wechselstrom durch den Übertrager zugründe legt, so daß der Wechselstrom-Widerstand des Übertragers noch vernachlässigt werden kann. Nun werde an die Primärwicklung des Übertragers eine Wechselspannung angelegt, deren Frequenz hoch genug ist, so daß die irregulären, in den Halbleiter eingeführten Ladungsträger während einer Periode nicht völlig verschwinden. Die Kennlinie 12 entartet in diesem Falle zu der ausgezogenen Kurve 13. Man erkennt, daß Kurve 13 zwischen den Punkten 14 und 15 fällt.In FIG. 2, the semiconductor metal contact 6 (corresponding to FIG. 1) is in a row with the secondary winding 7 of a transformer between terminals 8 and 9. The generator 10 is connected to the primary winding 11 a high-frequency alternating voltage is applied to the transformer, which is generated by means of the secondary winding 7 is in series with element 6. In the diagram of FIG. 3, curve .12 gives the course of the current as a function of the voltage in the event that the high-frequency alternating voltage Is zero. This characteristic applies if one looks at the circuit with a low frequency Alternating current through the transformer as a basis, so that the alternating current resistance of the transformer can still be neglected. Now go to the primary winding of the transformer an alternating voltage is applied, the frequency of which is high enough so that the irregular, in the semiconductor introduced charge carriers do not completely disappear during a period. The characteristic curve 12 degenerates in this case to the solid curve 13. It can be seen that curve 13 between the points 14 and 15 falls.

Diese Erscheinung kann folgendermaßen erklärt werden: Wenn die in der Gegenrichtung angelegte Spannung größer als die Scheitelspannung der Wechselspannung ist, dann ist das Gleichrichterelement 6 dauernd in Richtung seines höchsten Widerstandes vorgespannt, und es geht praktisch kein Gleichstrom hindurch. Die Eigenschaften des Elementes 6 werden durch das Anlegen der hochfrequenten Wechselspannung nur sehr wenig geändert. Ist jedoch die hochfrequente Wechselspannung größer als die angelegte Spannung, so fließt während eines Teiles der Periode der angelegten Spannung ein Gleichstrom, der, wie schon erwähnt wurde, zum guten Teil·aus den eingeführten irregulären Ladungsträgern besteht. Während der sehr kurzen Zeit des Stromflusses kann Letzterer nicht über 5 (Fig. 1) hinausgehen. Während des größten Teils der Periode jedoch wird die Spannung in der umgekehrten Richtung zugeführt, und die irregulären Ladungsträger werden angezogen und gesammelt. Wie schon erwähnt wurde, ruft dies für jede aufgefangene irreguläre Ladung im Außenkreis den Fluß von mehr als einer Ladung hervor. Wenn die Stromverstärkung hoch genug ist und wenn die Frequenz der angelegten, hochfrequenten Wechselspannung so gewählt ist, daß die Wiedervereinigung der irregulären elektrischen Ladungsträger während der Dauer einer Hochfrequenzperiode vernachlässigt werden kann, so ergibt sich ein Anwachsen des Gleichstromes, der das Element 6 in der Richtung seines höchsten Widerstandes durchfließt. Dies ist durch das Kurvenstück zwischen den Punkten 14 und 15 der Kennlinie 13 (Fig. 3) wiedergegeben.This phenomenon can be explained as follows: If the applied in the opposite direction If the voltage is greater than the peak voltage of the alternating voltage, then the rectifier element 6 permanently biased towards its highest resistance, and there is practically no direct current through. The properties of the element 6 are achieved by applying the high-frequency alternating voltage changed very little. However, if the high-frequency AC voltage is greater than the applied voltage Voltage, a direct current flows during part of the period of the applied voltage, which, as already mentioned, consists for the most part of the introduced irregular charge carriers. During the very short time of the current flow, the latter cannot go beyond 5 (Fig. 1). While most of the period, however, the voltage is applied in the reverse direction, and the irregular charge carriers are attracted and collected. As mentioned before, this calls for everyone irregular charge caught in the outer circle allows the flow of more than one charge. If the Current gain is high enough and if the frequency of the applied high-frequency alternating voltage is chosen so that the reunification of the irregular electric charge carriers during the duration of a high frequency period can be neglected, the result is an increase in the Direct current flowing through the element 6 in the direction of its highest resistance. This is represented by the curve piece between points 14 and 15 of the characteristic curve 13 (Fig. 3).

Es ist experimentell festgestellt worden, daß sich leicht Elemente finden lassen, bei denen die maximale negative Steilheit der Strom-Spannungs-Kennlinie mehr als ι Milliampere pro Volt beträgt. Bei VerwendungIt has been found experimentally that elements in which the maximum negative slope of the current-voltage characteristic is more than ι milliamperes per volt. Using

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von Germanium als Halbleiter kann man einen Generator ίο benutzen, der eine Frequenz in der Größenordnung von 2 bis 3 MHz abgibt. Je nach der verwendeten Schaltung können indessen auch höhere Frequenzen angewendet werden. Wenn die Frequenz nicht ausreichend hoch ist, so müssen Kapazitäten parallel geschaltet werden.of germanium as a semiconductor one can use a generator ίο that has a frequency in the Of the order of 2 to 3 MHz. Depending on the circuit used, however, higher Frequencies are applied. If the frequency is not high enough, capacities must be used can be connected in parallel.

Es sei festgestellt, daß die äußeren Kennzeichen der beschriebenen Anordnung mit den in Fig. 3 gezeigten Kurven nicht sehr verschieden von den Kennzeichen eines Transistors mit Stromverstärkung sind, die zwischen der Basis- und der Emitterelektrode gemessen wird, wobei zwischen Emitter- und Kollektorelektrode eine Gleichspannungsquelle in geeigneter Polarität liegt. Die beschriebene Anordnung hat jedoch den Vorteil, daß nur ein einziger Kontaktpunkt verwendet wird und daß als Material für die Basiselektrode 4 Halbleiter dienen können, bei denen die Lebensdauer der irregulären elektrischen Ladungsträger zu kurz ist, als daß das Material zur Fertigung von Transistoren verwendet werden könnte. Voraussetzung ist, daß die vom Generator 10 gelieferte, hochfrequente Wechselspannung ausreichend hoch ist. Fig. 4 zeigt eine Anwendung der Erfindung, und zwar eine Anordnung mit zwei stabilen Zuständen. Soweit die Funktionen übereinstimmen, sind die Bezugszeichen der Fig. 2 übernommen. Der Kondensator 16 ist hinzugefügt worden, um dem Hochfrequenzstrom einen niederohmigen Weg anzubieten.It should be noted that the external characteristics of the arrangement described correspond to those shown in FIG Curves not very different from the characteristics of a transistor with current amplification measured between the base and emitter electrodes, with between emitter and collector electrodes a DC voltage source of suitable polarity. The arrangement described has however, the advantage that only a single contact point is used and that as a material for the base electrode 4 semiconductors can serve in which the lifespan of irregular electrical charge carriers is too short for the material to be used to make transistors. requirement is that the high-frequency alternating voltage supplied by the generator 10 is sufficiently high. Fig. 4 shows an application of the invention, namely an arrangement with two stable states. Insofar as the functions match, the reference symbols from FIG. 2 have been adopted. The condenser 16 has been added to offer a low resistance path to the high frequency current.

Zwischen Klemme 9 und Erde liegt ein Gleichstrompotential 17, während die Klemme 8 über einen Widerstand 18 mit Erde verbunden ist. Die zugehörige Ladekennlinie ist bei 23 in Fig. 3 gezeigt. Man erkennt, daß sie die Kennlinie 13 des innerhalb des gestrichelten Rahmens 19 liegenden Schaltelements in den drei Punkten 20, 21 und 22 schneidet. Die Punkte 20 und 22 entsprechen stabilen Gleichgewichtszuständen, während im Punkt 21 labiles Gleichgewicht herrscht. Setzt man voraus, daß sich das Element entsprechend. einem relativ starken Strom in stabiler Lage befindet, z. B. im Punkt 22, so ruft ein plötzliches Anwachsen der Gleichspannung, die in Reihe mit" der Quelle 17 angelegt wird, ein Kippen der Anordnung hervor, die nun in die stabile Lage 20, entsprechend einem niedrigen Strom, übergeht. Ein negativer Impuls geeigneter Amplitude läßt dann die Schaltung wieder in die Gleichgewichtslage 22 umkippen.Between terminal 9 and earth there is a direct current potential 17, while terminal 8 has a Resistor 18 is connected to earth. The associated charging characteristic is shown at 23 in FIG. 3. Man recognizes that it is the characteristic curve 13 of the switching element lying within the dashed frame 19 intersects at the three points 20, 21 and 22. Points 20 and 22 correspond to stable equilibrium states, while at point 21 there is an unstable equilibrium. Assumes that the item accordingly. a relatively strong current is in a stable position, e.g. B. in point 22, thus a sudden increase in the DC voltage applied in series with "the source 17" calls in Tilt the arrangement out, which now changes into the stable position 20, corresponding to a low current. A negative pulse of suitable amplitude then returns the circuit to its equilibrium position 22 tip over.

Solche Schaltungen mit zwei Gleichgewichtszuständen oder -lagen werden in Zählschaltungen und ähnliche Schaltungen angewendet.Such circuits with two equilibrium states or positions are called counting circuits and similar circuits applied.

Die Prinzipien der Erfindung wurden obenstehend in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen erläutert. Es ist jedoch klar, daß dies nur zum besseren Verständnis geschah und daß hierin keine Begrenzung des Wesens der Erfindung zu sehen ist.The principles of the invention have been set forth above in connection with certain embodiments explained. It is clear, however, that this was only done for the sake of clarity and that there is none here Limitation of the essence of the invention is seen.

Claims

Patent claims:

i. Electrical circuit arrangement with covered publications:
Vilbig, "Textbook of High Frequency Technology",

Leipzig, 1944, especially pp. 133 to 135;

H. K. Henisch, "Metal Rectifiers," Oxford, 1949,

P.21 and 22;

German patent specification No. 487 452.

the current-voltage characteristic, characterized in that a semiconductor metal contact with small recombination time of the semiconductor in series with a DC voltage and a AC voltage source is arranged, the voltage peak values of which are greater than the potential difference of the DC voltage source, and that the frequency of the AC voltage is selected in such a way is that the electrical charge carriers introduced into the semiconductor despite a short recombination time of the semiconductor does not completely disappear.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that that the semiconductor metal contact is a germanium diode.

3. Arrangement according to 'claim 1 and 2, characterized characterized in that the DC voltage source is bridged by a capacitor.

4. Application of the electrical circuit arrangement according to claim 1 to 3 in a bistable electrical trigger circuit such that the series with the output terminals of the semiconductor metal contact DC voltage source lying between different values that represent the two states of equilibrium of the arrangement is adjustable. ■

For this purpose ι sheet of drawings