Динамическая ячейка памяти для постоянного запоминающего устройства

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 4С)2933 (61) Дот1олнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05. 10.7 Э (21)19б4033/18-24 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубг.икованог5.11.75,Бюллетень №4З

Лата опубликования описания 16.01.76 (51) М. Кл. 9 f11ñ 11 11/"12

Государстоениый комитет

Сооото Министров СССР

w делом изобретеиий и открытий (53) УЛК 681.З27.ВС1 (ORR,8) (72) Автор изобретения

В, Ф. Басалыга (71) Заявитель (54) ДИ11АМИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ ДЛЯ 1И1СТОЯ11НОГР

ЗАПОМИ! АЮ111ЕГО УС ТРОЙС 1 В А

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в постоянных запоми»люших устройствах (ПЗУ).

Известны ячейки памяти (ЯП) оптопрограммируемото ПЗУ, состоящие из двух электродного газоразрядного элемента с холодным катодом и резистора.

Газораэрядный элемент с холодным катодом выполняет функцию фотоприемника и активного элемента триггера. ЯП переключается иэ вьгключенного состояния во включенное в результате интенсивной фотоэмиссии, вызь1ваемой излучением импульс ной лампы. Для выборочного включения ЯП в матрице последняя освещается через информационный фототрафарет.

Однако известная ЯП, находящаяся в состоянии 1", потребляет энергию и не может опрашиваться сигналами интегральных микросхем, а нуждается в относительно сложных формирователях опроса и в сложных усилителях считывания;

Инерционность газоразрядного элемента и большая величина последовательно вклю ченного с ним резистора увеличивлют время считывания и время цикл».

l1emü изобретения — повьппение быстродействия и снижение потребляемой мошности устройства.

Достигается это благодаря тому, что ячейка памяти содержит конденсатор и

: Nl1H-транзистор, причем однл обкладкл конденсатора соединена с числовой шиной, а

10;другая - с катодом лвухэлектролного газь, разрядного элемента и затвором МДП-трлтьзистора, исток которого сг.язан с шиной смешения, а сток — с вь хопной шиной.

ЯП через информационную кодовую пло1 щадку фототрафарета освешается последовательностью импульсов светл, следующих с большой скважностью.

Предлагаемая ЯП практически не по1ребляет энергию и упрлвля .тся низковольт

20 ными импульсами напряжения, нлпример, сигналами ТТП-микросхем.

Быстродействие ЯП опрг-пеляе.гся только параметрами МДП-транзисторл и не связано с инерционностью глзоразрядного sneМ, мента.

492833

Запоминание O =- ЯП осуществляетс на конденсаторе в виде заряда, периодически регенерируемого током газоразрядного элемента, включаемого при одновременном воздействии напряжения и света., Для считывания сигналов ЯП можно испо, ь.зовать относительно, простой полярочувст ° вительный усилитель считывания.

На фиг. 1 принципиальнач злек - " иче, кая схема предло аемой оптограммируемо 1:

ЯП," на фиг. 2 - временные зависимости над ряжения (Jc HB запоминающем конден саторе ЯП„напряжения питания о. и лучистости g импульсной стробоскопическо! лампы; на фиг. 3 - передаточная характеристика используемого р-канального МДПтранзистора, требуе го для ЯП.

Предлагаемая ЯП (см. фиг. 1) включа-ется в пересечении числовой 1 и разрядной 2 шин. Числовая шина опрашивается отрицательным импульсом 3 с параметрам сигналов гТЛ микросхемы, у которых верх» ний уровень U - не менее 3,5 В, а нижний уровень U — не более О,4 В.

Разрядная шина находится под нулевым (или отрицательным) потенциалом. ЯП 4 состоит из двухзлектродного гаэоразрядного элемента 5 с холодным катодом, р-ка.нального ИДП-транзистора 6 с обогащению и конденсатора 7. Анод газоразрядного элемента подключен к шине 8 динамическо. о питания, представляющего собой непрерывную последовательность положительных импульсов амплитудой несколько десятков вольт, следующих с большой скважностью.

Катод газоразрядиого элемента, затвор транзистора и один конец конденсатора объединены. Сток транзистора подключен к разрядной шине, второй конец, конденсаторак числовой шине, а исток транзистора подключен к шине 9 положительного постоянного напряжения смен..ения

Форма импульсов напряжения питания на шине 8 обозначена на фиг. 2 буквой 9. !

Импульсы следуют с уровня Uce U u

> имеют амплитуду Uo, . Амплитуда им- Ю пульсов должна удовлетворять условию

2 о м 3

rrae eU — напряжения горения и

5 зажигания газоразрядного элемента, соответственно.

П риод следования импульсов питания лежит в секундном и даже минутном диапазоне, а длительность — в диапазоне соФ

1 теп микросекунд. Длительность фронтов импульсов питания находится в диапазонеФ единиц микросекунд. В целом последовательнос). ь импульсов питания, поступающих на анод, имеет широ ::"ие допуски по всем параметрам.

Одновременно с вступлением импульс@ пигания вспыхивает миниатюрная импульс пая стробоскопическая лампа 10 и через кодовую площадку, если она прозрачная, освещает катод газоразрядного элемента.

Форма временной зависимости ф лучис1 тости f лампы показана на фиг. 2. Импульсная лампа синхр®п зирована с истоком питания.

В состоянии 1 газоразрядныя элемент ЯП зкранирован от излучения импул6ской лампы непрозрачной кодовой площад-. кой информационного, фототрафарета.

От другого постороннего излучения (света) газоразрядный элемент зкранирован элементами конструкции. Поскольку гаэоразрядный элемент ЯП, находящийся в состоянии "1, находится в полной темноте, в межэлектродном промежутке свободных электронов нет. При поступлении импульса напряжения питания ток в газе не течет, так как нет первичных электро нов, по рождающих на ча льны е л а вины.

Благодаря токам утечки конденсатора газоразрядного элемента и затвора, затвор приобретает потенциал, близкий к на пряжению Усщ, которое, в свою очередь, 1 близко по зеличине к верхнему уровню импульса опроса. Затвор и исток будут под одинак>вым потенциалом.

Передаточная характеристика д МДПтранзистора (см. фиг. 3) выбрана такой, что транзистор при равных потенциалах затвора и истока закрыт, но находится на границе открывания. Импульс опроса 3 с числовой шины передается через конденсатор на затвор транзистора без потери амплитуды, поскольку сопротивление межд узлом затвор- катод- конденсатор и низкоомными иепями - зто большое сопротивление утечки диэлектрика.

При понижении напряжения на затворе .о на величину перепада U — Ь импульса опроса транзистор открывается, и от источника напряжения смешения UG через него течет ток, заряжающий емкость разрядной шины. Изменение потенциала .разрядной шины воспринимается усилителем c÷èòûâàïèÿ как сигнал е3иницы.

Б темноте ток в газе между анодом и холодщлм Këòoä ì газразрядного злемен *:-9293- " та равен нулю, но -.îê утечки по диэлекгр.лу может быть одного порядка с токами утечки "-.",.онденсатора. Предсказать заранее соотношение э гчх rozoa трудно„Чтобы ток уте и:и газораэрядного элемента не повышал потенциал затвора транзистора и не вводил таким образом транзистор в режим глубокой отсе пси, предусмотрено не постоянное, а импутп оное напряжеж е питания газоразрядных элементов. Из-за большой скважностп следования импульсов питания зарядом конденсатора током утечки газоразрядного элемента, увеличенным в течение импульса напряжения, можно пренебречь.

Между анодом и катодом газоразрядного элемента имеется емкость Со.к . Иь = пульс напряжения питания перецается на затвор чранзистора с сохранением формы, / но с уменьшением амплитуды в 6с. к! Сыл раэ, где gggq — емкость коБЯенсатсра 7. (Снап )) (;o. ). Отношение Ca, / C зо и подбирается таким, чтобы изменение напряжения на затворе было намного меньше перепада напряжения импульса опроса. С другой стороны, ввиду большой скважностн следования импульсов питания и засветки. rpegHee быстродейс G вие ПЗУ на расс.латривчемых ЯП практически не изменяется, если: момент pere нера пи и заря дов на конденсаторах опрос запрешается. В этом случае величина от ношения Eo- Y / C Зал некритична.

Если ЯП находится в состоянии О", через прозрачную кодовую плошадку информационного фототрафарета на катод ге зораэрядного элемента попадает свет от импульсной сгробоскопической -лампы., работаюшей синхронно с ис.гочником импульсного питания. Импульс света совпадает во времени с ймпульсом напряжения пита ния. заряд искажает электрическое поле и соэ1

При включении устройства первый импульс питания и импульс света включают газоразрядный элемент и ток последнего заряжает конденсатор 7. Включение газо= разрядного элемента при напряжении, меньшем напряжения зажигания происходиг вследствие интенсивной фотоэмиссии элекч ронов с холодного катода, который специально покрывается пленкой шелочного или шелочно-земельного металла с малой работой выхода. Выбитые электроны образуют мошную лавину, благодаря которой в межэлектродном промежутке образуется большой объемный заояд ионов. Объемный. дает условна сушествоващя самостоятельного разряда.

Вначале ток газоразрядно-,о элемента растет, но цо мере того как растет нацряженпе BB конденсаторе и, соответственно, уменьшается на газоразрдном элементе, ток начинает уменьшаться. При уменьшении напряже.-:-.".ия на газоразрядном элемен е до

U;; самощоятельный разряд прекрашается.

Если излученио имп чпэсной лампы к этому времени окончилось, несамостоятельного разряда тоже не оудет.

3аТВ0р транзистора ,посл окончания импульса напряжения пита ния и импульса подсветки оказывается под йапряжением U U> . Это напряжение не должно превышать предельно допустимую величину напряженич между затвором и стоком (истоком) или Уатвором и подложкой.

Амплитуда напряжения импульса опроса недостаточна для открывания транзистора, л. U 8 < У "U следовательно, при опросе ЗЯ, находяшейся в состоянии О, потенциал разрядной шины -ы не изменится.

После зарядки конденсатор медленно разряжается за счет тока утечки, а также токов утечки затвора транзистора и газоразрядного элемента. Минимальное напряжение на затворе для передаточной характеристики, показанной на фиг. 3, должно быть больше максимальной амплитуды 0 „- („н имопульса спроса.

Период следования импульсов питаюшего напряжения и импульсов подсветки устанавливается таким, чтобы конденсатор в худшем случае не успевал разряжаться ниже критио ческого напряжения (11,, „ —, я„ ).

На оси напряжений передаточной характерно тики (см. фиг. 3) отмечены значения раз-! ности потенциалов между истоком и затвором транзистора, определяюшие режимы работы ЯП.

Временная зависимость напряжения на конденсаторе обозначена на фиг, 2 буквой г.

Предмет изобретения

Динамическая ячейка памяти для постоянного запоминаюшего устройства, содержашая двухэлектродный газораэрядный элемент с холодным катодом, анод которого соединен с шиной питания, шину смс-.шения, числовую и выходную шины, о т л и ч а юш а я с я гем, что, с целью повышения быстродействия и снижения потребляемой

aI

ММ сек

Составит ль B. Фролов

Техред М, Лякович Корректор . Болдижар

Редактор Е. Гончар

Тираж 6 8 Подписное

11НИИПИ Государстве ного комитета Совета Министров СССР !

IIo дела изобретений и,открытий

113035, 1 москва, i 35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 1190

Филиал ППП "П )тент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 OI моши(х т)(» Она (.()ае )))(нт K()плен(лт()р я

Mllfl-транзистор, прин(-м оляю обкладка к()нденсйтора соединеHA (. числовОЙ )вино а другая — с катодом двухялектродного га оразряцяого элема)п я г хоп()дным катодол( и затвором M+II-транзистора, исток которо) о ( связан с tlJBHoA смешения, () сток-с выхолн())1

Шиной,