Запоминающее устройство

 

.ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я («) 469139

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19,05.72 (21) 1786354/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.04.75. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 12.08.75 (51) M. Кл. G lie 11/22

Государственнык комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.327.66 (088.8) по делам нзооретеннй н открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. А. Завадский, В. А. Манжело и К. Г. Самофалов

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области запоминающих устройств (ЗУ).

Известно ЗУ, содержащее усилители считывания, адресные и разрядные формирователи, источники питания и напряжения смещения, сегнетоэлектрические пластины, на каждую из которых нанесены электроды возбуждения, расположенные на противоположных гранях пластины и подключенные к соответствующим адресным формирователям, полупроводниковые пленки по количеству запоминающих элементов, размещенные между разрядными электродами, и соединенные с ними электроды управления, подключенные к разрядным формирователям и изолированные от разрядных электродов и электродов возбуждения.

Однако двумерность известного ЗУ обуславливает сложность требуемого вспомогательного оборудования.

Предлагаемое ЗУ отличается от известного тем, что в нем электроды возбуждения выполнены в виде двухпроводных линий, разрядные электроды выполнены в виде трехпроводных линий, внешние из которых соединены с шиной нулевого потенциала, внутренняя линия в пределах каждой пластины подключена к соответствующему усилителю считывания и через резистор к источнику питания, а электроды управления подсоединены к источнику напряжения смещения.

Это позволяет упростить устройство и повысить его надежность.

На фиг. 1 изображен один из запоминающих элементов . устройства в аксонометрии (отдельные детали конструкции условно разнесены); на фиг. 2 приведена функциональная схема ЗУ.

Основу устройства составляют пластины 1 из сегнетоэлектрического материала, облада10 ющего пьезоэлектрическими свойствами. На одну грань каждой из этих пластин нанесены электроды 2 и 3, образующие двухпроводные линии возбуждения запоминающих элементов.

Между электродами 2 и 3 расположены элек15 троды 4, 5 и 6, образующие трехпроводные разрядные линии. В пределах каждого запоминающего элемента устройства на поверхность пластин нанесена пленка 7 полупроводника, например теллура, расположенная меж20 ду электродами 4 и 6 и соединяющая эти электроды с электродом 5. На электроды 2 — 6 и пленку 7 полупроводника нанесен электрод 8 управления проводимостью пленкой полупроводника, отделенный от электродов и полупро25 водника пленкой 9 электроизоляционного материала, например двуокиси кремния.

На противоположной грани пластины 1 расположены экранирующие электроды 10, перекрещивающиеся под прямым yr.пом с электро30 дами 2 и 3 возбуждения. Симметрично отно469139 сительно электродов 10 и на одной с ними поверхности пластины 1 нанесены электроды 11 и 12, образующие вторую группу двухпроводных линий возбуждения. Таким образом, электроды возбуждения запоминающих элеменгов расположены на противоположных гранях каждой из пластин так, что нормальная проекция любого электрода возбуждения на противоположную грань пластины накладывается на все линии возбуждения, расположенные на этой поверхности.

Внешние электроды 4 и 6 всех трехпроводных разрядных линий устройства соединены с шиной нулевого потенциала устройства («заземлены»). Средние электроды 5 разрядных линий соединены между собой в пределах каждой пластины и подключены к усилителю

13 считывания и через резистор 14 — к источнику 15 питания.

Электроды 2, 3 и 11, 12, принадлежащие различным пластинам, но имеющие одинаковые координаты Х и У, объединены в группы в пределах указанных координат.

Группы электродов 11 и 12 подключены к соответствующим адресным формирователям

16, а группы электродов 2 и 3 через резисторы 17 к формирователям 18 (координата Y) .

Электроды 8 управления соединены между собой в пределах каждой пластины и подключены к соответствующим разрядным формирователям 19, 20 и источникам 21, 22 смещения.

При изготовлении устройства сегнетоэлектрический материал каждой пластины поляризован приложением электрического поля между электродами 4, 5, 6 и электродами 10. В результате такой обраоотки (поляризации) материал в области пленки 7 полупроводника приобретает пьезоэлектрические свойства.

При эксплуатации устройства эта поляризация не изменяется.

Каждый запоминающий элемент устройстза состоит из четырех входных пьезоэлектричсcких преобразователей, образованных в зоне перекрытия перекрещивающихся электродов

2, 3 и 11, 12 и выходного пьезоэлектрического преобразователя, включающего часть пластины 1, заключенную между электродами 4, 5, 6, 10 и пленкой 7 полупроводника, и электрод 8, отделенный пленкой 9 электроизоляционного материала.

При записи информации в соответствии с сигналами дешифратора адреса (не показан) возбуждается один из адресных формирователей 16 по координате Х и один из формирователей 18 по координате Y. В результате на соответствующих группах электродов 2, 3 и

11, 12 устанавливаются потенциалы qi и ip .

Запись двоичной цифры в каждый запоминающий элемент производится путем поляризации сегнетоэлектрического материала его входных преобразователей в направлении, ортогональном плоскости электродов и определяемом принятой системой кодирования двоичных цифр.

Запись осуществляется в два такта.

В первом такте (стирание ранее записанной информации) производится запись, например, нуля во все разряды выбранного адреса. При этом формирователь 16 в течение заданного времени удерживает на электродах 11 и 12 потенциал + г,. Выбор знака потенциалов условный, определяющим является соотношение знаков. Разрядные формирователи 19 и 20 !

О также возбуждены и удерживают на электродах 8 управления потенциал — гр„Формирователь 18 возбуждается одновременно с формирователями 16, 19, 20 и на своем выходе создает потенциал — cubi,. Потенциа-!

5 лы qp, и Чч, разрядных формирователей 19, 20 и адресного формирователя 18 имеют одинаковые знаки и близки по абсолютной величине. В результате потенциал у1 электродов 2, 3 в течение заданного промежутка времени до20 стигает величины п» и между электродами 2, 3 и 11, 12 устанавливается напряжение U,=

=час — (— гр с), достаточное для переполяризации сегнетоэлектрика в этой области в 03правлении, условно принятом за «О».

25 В «невыбранных» адресах на пересечении с одной из групп электродов 2, 3 или ll, 12 действует разность потенциалов

1 1

Uln = —;" „— О, I Utn J (I Uc I i (2п — — + гг — О, I (. 2п (() (, .

В этих местах ранее установленная поляризация сегнетоэлектрика не нарушается.

Потенциал срз, на электроде 8 управления экранируется пленкой 7 полупроводника, разрядными линиями (4, 5 и 6), а также элекгродами 2, 3 и не оказывает влияния на процесс стирания.

Во втором такте записи сегнетоэлектриче40 ский материал пластины 1 поляризуется в направлении, задаваемом цифрами двоичного кода в каждом разряде. При этом в местах записи нуля сохраняется направление поляризации, установленное в такте стирания, а в местах записи единицы оно изменяется на противоположное.

Для записи единицы в такте записи полярность потенциалов з формирователей 16 и 18 изменяется на противоположную, принятую в такте стирания, т. е. гв — — (+ ) Разность потенциалов между электродами

55 2, 3 и 11, !2 в «выбранном» адресе,1 (- з — — — багз — (+ Г з) достаточна для переполяризации сегнетоэлектрического материала.

Лналогично такту стирания разность поген циалов помех U, в «невыбранных» адресах оказывается недостаточной для переключения сегнетоэлектрического материала в этих обла65 стях.

469139

В разрядах, где необходимо записать нуль, т. е. сохранить направление поляризации, установленное в предшествующем такте стирания, возбуждается разрядный формирователь, например формирователь 20. Под действием формирователя 20 на управляющих электродах 8 этого разряда устанавливается потенциал р„причем знак потенциала электродов

8 противоположен знаку потенциалов срь установленному на электродах 2, 3 под действием адресного формирователя 18.

Таким образом за два такта записи в местах пересечения «выбранных» групп электродов 2, 3 и 11, 12 во всех разрядах устанавливаются направления поляризации сегнетоэл Kтрического материала, задаваемые кодом записываемого числа и определяемые возбужденным состоянием разрядных формирова, елей 19, 20.

При считывании информации возбуждаются соответствующие адресные формирователи 16 и 18 в течение промежутка времени, значительно меньшего, чем в тактах записи. В результате между электродами 2, 3 и 11, 12 действует короткий однополярный импульс с амплитудой U„„меньшей U, Поляризованный в такте записи сегнетоэлектрический материал деформируется под действием импульса U,„„, причем знак деформации зависит от направления поляризации сегнетоэлектрика в месте пересечения «выбранных» групп электродов 2, 3 и 11, 12 (входных пьезоэлектрических преобразователей). Возникшая деформация воспринимается выходным преобразователем выбранного запоминающего элемента, в результате чего на поверхности сегнетоэлектрического материала изменяется величина поверхностного заряда; тем самым модулируется проводимость пленки 7 полупроводника, соединяющего электроды 4, 5, 6 разрядной линии.

Внешние электроды 4 и 6 разрядной линии соединены с шиной нулевого потенциала устройства, и их потенциал остается неизменным.

Тогда под действием импульсов U,„èçìåíÿåòся потенциал только электродов 5, соединенных с усилителями 13 считывания.

В «невыбранных» адресах величина деформации входных преобразователей, а следова5 тельно, и заряд на поверхности выходного преобразователя. модулирующий проводимость пленки 7 полупроводника, вдвое меньше, чем в «выбранном» адресе. Исключение помехи от «невыбранных» адресов достигнуто выбором напряжения источников 21, 22 смещения, подключенных к электродам 8 управления, таким образом, что модуляция проводимости пленки 7 полупроводника в присутствии поля смещения происходит только в

«выбранных» запоминающих элементах.

П р едм ет из обр етения

Запоминающее устройство, содержащее усилители считывания, адресные и разрядные формирователи, источники питания и напряжения смещения, сегнетоэлектрические пластины, на каждую из которых нанесены электроды возбуждения, расположенные на противоположных гранях пластины и подключенные к соответствующим адресным формирователям, полупроводниковые пленки по количеству запоминающих элементов, размещенные между разрядными электродами, и соединенЗ0 ные с ними электроды управления, подключенные к разрядным формирователям и изолированные от разрядных электродов и электродов возбуждения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повыше35 ния его надежности, электроды возбуждения выполнены в виде двухпроводных линий, разрядные электроды выполнены в виде трехпроводных линий, внешние пз которых соединены с шиной нулевого потенциала, внутренняя ли40 ния в пределах каждой пластины подключена к соответствующему усилителю считывания и через резистор и источнику питания, а электроды управления подсоединены к источнику напряжения смещения.

469139

Редактор И, Орлова

Корректоры: В. Дод и А. Николаева

Заказ 1980/10 Изд. № 1465 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография пр. Сапунова, 2

/

I(t l

Составитель В. Рудаков

Техред Е. Подурушииа