Элемент памяти

 

И Е

ИЗОЫ ИтИНИЯ

268492

Coas Советвких

Социаливтичеоких

Рвопублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.1.1968 (№ 1207669/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.1V.1970. Бк;ллетень № 14

Кл. 21ат, 36/18

УДК 681.327.67(088.8) МПК Н 03k

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

Дата опубликования описания 19Л !11.1970

Автор изобретения

Э. Г. Золотухин

Донецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации горных машин

Заявитель

ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ

Предлагаемый элемент памяти предназначен для использования в цепях с ограниченным потреблением тока, например в искробезопасных схемах автоматики. Он можетнайти широкое применение в угольной, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Известно множество элементов памяти, в которых использованы тиристоры. Наиболее близким прототипом заявляемого устройства может служить триггерный элемент, состоящий из тиристора и нагрузочного сопротивления, который обладает двумя устойчивыми состояниями. Этот элемент применяют повсеместно в схемах тиристорных счетчиков, распределителей. Преимуществом указанного прототипа перед другими известными элементами памяти является его простота, минимальное количество активных элементов на один знак информации, отсутствие потребления тока в состоянии логического «нуля». Недостаток известного элемента памяти — большое потребление тока в активном, проводящем состоянии тиристора, соответствующем записи «единица», что обусловлено параметрами современных тиристоров общепромышленного назначения.

Известно, что для надежной и устойчивой работы тиристора в режиме «память» необходимо, чтобы прямой ток через тиристор был больше тока выключения, который у маломощных тиристоров (например, серии УД63) достигает 100 яа. В то же время, устройства автоматики, работающие в условиях агрессив5 ных и взрывоопасных сред, должны иметь минимальное энергопотребление и обеспечиваться питанием от искробезопасных источников питания, мощность которых ограничена.

В устройствах цифровой индикации, в кото10 рых применяют элементы памяти, эти элементы должны обеспечивать высокий потенциал считываемой единицы (иметь высоковольтный выход), для чего необходимо питать их высоким напряжением. С учетом большого потреб1S ляемого тока высоковольтные элементы памяти, подобные прототипу, имеют большую собственную энергоемкость и их невозможнообсспечить питанием от высоковольтного искробезопасного источника питания, имеющего, 20 как известно, ограниченную мощность. Кроме того, элементы памяти, подобные прототипу, требуют больших токов управления, что затрудняет управление ими.

Цель изобретения заключается в уменьше25 нии энергоемкости и повышении чувствительности элемента памяти при обеспечении высокого напряжения на его выходе. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в элементе памяти тиристор, включенный чеЗр рез высокоомный резистор в цепь высокого на268492

65 пряжения, снабжен транзистором, база которого через резистор и разделительный диод подключена к аноду тиристора, коллектор— через резистор — к управляющему электроду тиристора, а эмиттер — к шине питания низкого напряжения. Наиболее существенное отличие заявляемого элемента от прототипа состоит в том, что он снабжен транзистором, обеспечивающим удержание тиристора в открытом состоянии — запоминание «единицы».

На чертеже показан предлагаемый элемент памяти.

Он состоит из тиристора 1, транзистора 2, разделительного диода 8 и ограничительных резисторов 4 — 7.

Тиристор 1 питается постоянным напряжением от высоковольтного источника питания, положительный полюс которого подключен к клемме 8, а отрицательный полюс заземлен; питание транзисторов осуществляется от низковольтного источника питания, положительный полюс которого подключен к клемме 9, а отрицательный также заземлен. Смещение на базу транзистора подают от источника фиксированного смещения, положительный полюс которого подключен к шине 10, а отрицательный соединен с положительным полюсом низковольтного источника питания. Управляющий импульс подается от источника 11 управляющих сигналов.

Резистор 4 в высоковольтной анодной цепи тиристора при открытом состоянии последнего ограничивает в нем ток до величины, во много раз меньшей тока включения тиристора. Резистор 5, соединяющий базу транзистора 2 через разделительный диод 8 с анодом тиристора, ограничивает базовый ток транзистора (ток тиристора в низковольтных цепях) до величины, также во много раз меньшей тока включения тиристора. Общий ток, протекающий через тиристор (с учетом тока, отдаваемого в нагрузку, например газоразрядный индикатор), остается во много раз меньшим тока включения и тока выключения тиристора (рабочая точка тиристора всегда расположена ниже точек, соответствующих току включения и выключения на статической вольтамперной характеристике). Это исключает самоудержание тиристора в устойчивом проводящем состоянии.

Диод 3 служит для защиты транзистора от высокого анодного напряжения высоковольтного источника и включен встречно высокому потенциалу этого источника при закрытом тиристоре. Эмиттер транзистора подключен к положительной шине низковольтного источника. Коллектор транзистора через ограничительный резистор б подключен к-управляющему электроду хиристора и через последний— к общему минусу (шина 12) источников питания, Резистор 7 ограничивает ток в цепи смещения транзистора, обеспечивающий запирание его в начальном состоянии (состояние логического «нуля») . В исходном состоянии тиристор и транзистор заперты, токи в управ5

55 ляющем электроде тиристора и через тиристор близки к нулю.

При подаче управляющего импульса отрицательной полярности на базу транзистора 2 (шина 12), последний отпирается, по коллекторному сопротивлению (резистор) 7 в управляющий электрод тиристора 1 течет ток, который переводит тиристор в открытое проводящее состояние. На аноде тиристора 1 появляется низкий потенциал общего минуса («земли»), и через разделительный диод 3 и резистор 5 течет базовый ток транзистора 2, поддерживающий транзистор в открытом проводящем состоянии, а последний удерживает в проводящем состоянии тиристор 1 и при спаде управляющего сигнала элемент памяти остается в этом новом, устойчивом для него состоянии (состоянии записанной единицы), когда открыты ооа коммутирующих элемента— тиристор 1 и транзистор 2. В этом состоянии с анода тиристора 1 снимается высокое напряжение и течет малый ток в высокоомную нагрузку элемента (например, газоразрядный индикатор), а с коллектора транзистора 2— низкое напряжение и большой ток в другую внешнюю нагрузку (логические элементы, силовая нагрузка и др.) ..

Выключение (перевод в «нулевое» состояние) заявляемого элемента памяти осуществляется импульсом положительной полярности, подаваемым на базу транзистора (шина

11); при этом запираются транзистор и тиристэр и прекращается действие .внешней положительной обратной связи. В случае использования в элементе памяти тиристора с весьма низким током включения (как правило, тиристоры ь одной партии имеют разброс параметров и могут отличаться по току выключения, нижний предел которого в паспорте тиристоров обычно не ограничивают), тиристор сам может остаться в режиме памяти и в этом случае выключение тиристора и элемента памяти производится емкостной гасящей цепочкой, запирающей тиристор по анодной (катодной) цепи гасящим импульсом (как в обычном триггере на тиристоре). В этом случае не требуется отбор тиристоров ио большему току выключения.

При проектировании тиристорных схем с памятью нет необходимости для уменьшения энергоемкости отбирать тиристоры с малым током выключения и использовать их только в триггерном режиме или, наоборот, отбирать тиристоры с весьма большим током включения и использовать их только в одновибраторном режиме (с одним устойчивым состоянием), обеспечивая управление ими только по управляющему электроду. Необходимым и достаточным условием работы элемента памяти будет включение и удержание в открытом состоянии тиристора по управляющему электроду посредством транзистора и включение тиристора посредством анодно-емкостной цепочки. Тнристор в таком элементе может работать или в одновибраторном, или в триггер268492

Предмет изобретения

Составитель Гордонова

Техред Л. В. Куклина

Редактор Антропова

Коррсктор T. Лаврухина

Заказ 2208/1 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 ном режиме в зависимости от подключенной к нему нагрузки, но в любом случае собственная энергоемкость элемента памяти будет минимальной и определяется только величиной тока в управляющем электроде тиристора. Устройства на таких элементах будут иметь минимальную собственную энергоемкость и надежную работоспособность при нагрузках любого вида и величины — постоянных и переменных, малых (с током в несколько миллиампер) и большиv, «силовых» (с током до десятков и сотен миллиампер). Таким образом, при любой нагрузке предложенный элемент памяти отличается самой низкой собственной энергоемкостью из всех известных тиристорных устройств.

Элемент памя ги, содержащий тиристор, транзистор, ограничительные резисторы, диод и исто пинки высокого и низкого напряжений, отлииаюи/ийся тем, что, с целью повышения чувств пельностп и уменьшения потребляемой мощности, анод тирцстора через резистор подклю еч к шине источника высокого напряже10 ния;i через разделительный диод и резистор— к базе транзистора р — и — р-типа, коллектор которого .ерез резистор подключен к управляющему электроду тиристора, а эмиттер к шпче илочника низкого напри>кения.