Элемент памяти

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i() 483709

Сон)в Советски)1

Социалистическик

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 12.12.72 (21) 1858897/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.09.75. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 10,02.76 (51) М, Кл. G 11с 11/34

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Т. Коломиец, Г. А. Андреева, Э. А. Лебедев

И. А. Таксами и В. Х. Шпунт

Ордена Ленина Физико-технический и11 у им. А. Ф. Иоффе АН СССР /, (71) Заявитель (54) ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны элементы памяти, которые представляют собою чувствительный к электрическому напряжению слой, располо>кенный между двумя металлическими электродами.

Известные элементы памяти характеризуются наличием двух устойчивых состояний— высокоомного и низкоомного, которые могут сохраняться без затраты энергии. Переход из высокоомного состояния в низкоомное совершается при дости>кении на элементе памяти напряжения, равного или больше порогового (напряжение прямого перехода К„,). Низкоомное состояние элемент памяти запоминает сколь угодно долго и может быть возвращен в первоначальное высокоомное состояние электрическим импульсом.

Подобные элементы памяти находят широкое применение в электронике. Все они обладают симметричной вольт-амперной характеристикой (ВАХ) одного вида и в результате— способностью запоминать только один факт— факт прохождения электрического импульса, превышающего или равного напряжению прямого перехода.

Известно также, что в системе металл-халькогенидное стекло-серебро могут наблюдаться и несимметричные ВАХ. Однако практическое применение такой системы невозможно из-за нестабильности ее работы, например, из-за непрерывной диффузии серебра из контакта в халькогенидное стекло, которая приводит к выходу из строя активного слоя.

5 Целью изобретения является расширение функциональных возможностей элемента памяти, превращение его памяти в многопараметрическую, при которой элемент памяти мог давать информацию не только о том, что

10 через него прошел импульс с напряжением, больше порогового значения, но и о параметрах прошедшего импульса (его полярности, величине, длительности и т. д.).

15 Эта цель достигается тем, что активный слой элемента памяти выполнен пз диэлектрика или высокоомного полупроводника с введенной методом электрического пробоя примесью металла, например серебра или плати20 ны. При этом количество примеси металла, введенного в активный слой, строго дозировано и не изменяется в процессе работы устройства.

На фиг. 1 представлен вариант схемы эле25 мента памяти; на фиг. 2 — его динамическая

ВАХ; на фиг. 3 — его статическая ВАХ; на фиг. 4 — вид отрицательного импульса на электроде 4: а) без индуцирующего положительного им30 Г! льса;

483709

55 б) с индуцирующим положительным импульсом; на фиг. 5 — зависимость времени задержки от тока в индуцирующем импульсе (1 — 1,=

= 50 мксек, 4 = 40 мксек, 11 — t =50 мксек, 4=400 мксек); на фиг. 6 — зависимость времени задержки от длительности индуцирующего импульса (1=2 ма, 4=400 мксек); на фиг. 7 — зависимость времени задержки от интервала времени между импульсами (1=2 ма, t =150 мксек).

Элемент памяти (фиг. 1) состоит из изолирующей подложки 1 с электродом 2, легированного металлом слоя диэлектрика 3 и электрода 4. В качестве чувствительного слоя 3 возможно использование различных диэлектриков и высокоомных полупроводников с введенной примесью металла, в частности, оксидных стекол и халькогенидных стекол системы Ge — Si — As — Те — Se. Электроды 2, 4 могут быть выполнены из графита, молибдена, вольфрама и т. д.

Элемент работает следующим образом.

При подаче синусоидального напряжения при отрицательной полярности на электроде

4, со стороны которого введена примесь, ВАХ имеет участок отрицательного сопротивления

N-типа; при положительной полярности на электроде 4 — на ВАХ вЂ” участок отрицательного сопротивления S-типа (полярность напряжения соответствует знаку напряжения на электроде 4). ВАХ описываемого устройства, как видно из фиг. 2, имеет явно выраженную несимметричную форму. Статическая ВАХ устройства также несимметрична и имеет вид, представленный на фиг. 3. Проводящее (низкоомное) состояние устройства осуществляется при положительной полярности на электроде 4, а непроводящее (высокоомное) — при отрицательном напряжении на нем.

Из сравнения динамической и статической

ВАХ можно сделать заключение о том, что появление S- u N-образной динамической характеристики связано с влиянием напряжения одной полярности на вид ВАХ при другой полярности. На фиг. 4 показан импульс отрицательной полярности относительно электрода 4 без предшествующего индуцирующего импульса положительной полярности (фиг. 4,а) и с индуцирующим импульсом (фиг. 4,б).

В связи с прохождением импульса положительной полярности на импульсе, соответствующем отрицательной полярности, наблюдается переходной процесс, связанный с переходом образца из низкоомного состояния в высокоомное. Этот переходной процесс соответствует ВАХ Л -образного типа.

Аналогичная ситуация наблюдается, когда через образец проходит сначала импульс от5

45 рицательной полярности, а затем положительной. В этом случае на положительном импульсе наблюдается процесс перехода образца из высокоомного в низкоомное состояние, соответствующий ВАХ S-образного типа.

Таким образом, из импульсных измерений видно, что устройство запоминает полярность прошедшего импульса, т. е. происходят явления, аналогичные тем, которые наблюдались на синусоидальном напряжении.

На фиг. 4,б показаны временные параметры, позволяющие описать процесс наведения низкоомного состояния и возвращения образца в высокоомное состояние: 1 — длительность индуцирующего импульса, t> — интервал времени между импульсами, 1 — время задержки перехода из низкоомного состояния в высокоомное. На фигурах 5, 6, 7 приведены зависимости времени задержки 4 от тока в индуцирующем импульсе (1), длительности индуцирующего импульса (t ) и времени между импульсами (4) . Из приведенных графиков видно, что время задержки t„. быстро возрастает с увеличением тока в импульсе по закону 4=И" (где k и и зависят от ti и tz), увеличивается с длительностью импульса tj u уменьшается с увеличением интервала времени между импульсами 4, Уменьшение времени задержки t> при увеличении расстояния между импульсами 1 свидетельствует о том, что память элемента автоматически стирается со временем.

Приведенные результаты свидетельствуют, что по величине времени задержки t можно судить о токе в индуцирующем импульсе 1 (при t> —— const и t>=const), о длительности импульса tj (при I = const и t =const) о времени, прошедшем после индуцирующего импульса f> (npH I= const, t< — — const).

Таким образом, описываемый элемент памяти запоминает факт прохождения тока, полярность напряжения, ток в индуцирующем импульсе 1, длительность импульса t<, время, прошедшее после индуцирующего импульса t .

Подобные зависимости наблюдаются и при наведении S-образного состояния.

Предмет изобретения

Элемент памяти, содержащий чувствительный к электрическому напряжению слой стеклообразного полупроводника, например, из системы Ge — Si — As — Те — Se, расположенный между металлическими электродами, о т л ич а ющийся тем, что, с целью расширения области применения, слой стеклообразного полупроводника содержит примесь металла, например серебра.

483709 г я,сел

10 3, ror Сюгг

,> мЮ СЕт

ГОО ОО

Юыг у

Редактор Л. Утехина

Корректор О. Тюрина

Заказ 85 6 Изд. М 74 Тираня 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2

,, и сел

Рыг. 6

Составитель Б. Коломиец

Техред В. Рыбакова

Юао г,,гт сел