Интегральная ячейка памяти для постоянного запоминающего устройства

 

Оп ИСАНИЕ-иилпоо

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Гоюз <.оветских

Социал стицеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.03.75 (21) 2117518/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл.е G11C II/42

Государственный намитет

Севетв Министров СССР пе делаы нзабретеннй н открытий (43) Опубликовано 25 0З 77. Бюллетень № 11 (53) УДК 681.327,66 (088.8) (45) Дата опубликования опнсання15.06.77 (72) Автор изобретения

В. Ф. Басалыга (71) Заявитель (54) ИНТЕГРАЛЬНАЯ ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ ДЛЯ ПОСТОЯННОГО

ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Изобретение относится к вычислительной технике, и, в частности, к постоянным запоминающим устройствам.

Известны ячейки для постоянных запоминающих устройств (ПЗУ), включающие фотоприем- 5 ник, в качестве которого используется двухэлектродный газоразрядный или электровакуумный прибор с чувствительным к свету холодным катодом, В двухстабильных ячейках статического типа фотоприемник одновременно является актив- 10 ным прибором триггера. Из первого устойчивого состояния во второе ячейка переключается в результате воздействия на нее импульса света. 3апись данных в матрицу ПЗУ осуществляется посредством освещения ее импульсом света через инфор- 15 мациойный фототрафарет. Считывание информации выполняется электрическими сигналами.

Наиболее простая ячейка состоит из газоразрядного прибора и резистора. Однако ячейка имеет больиюй расход мощности, низкое быстро- 20 действие, сложность оирашивакиплх и считывающих схем, Другая ячейка ПЗУ состоит иэ гаэоразрядного прибора, двух M,till транзистор<>в и конденсатора. Не ни сетками:)i<>H я сики яни .ются сравни- 25 тельно большое потребление мощности, многокомпонентность и относительно малая величина выходного сигнала.

Наиболее близким техническим решением к данному предложению является динамическая ячей-! ка ПЗУ, содержащая двухэлектродный гаэораз- . рядный прибор с чувствительным к свету холодньпм катодом, конденсатор и МДП-транзистор.

Ячейка находится в единичном состоянии, когда газоразрядный прибор находится в темноте, и в нулевом состоянии, когда катод газоразрядного прибора освещается последовательностью световых импульсов. Недостатком ячейки является ее сложность, проявляющаяся при реализации фрагмента матрицы в виде микросхемы, включающей и катоды газоразрядных элементов.

Целью изобретения является упрощение интегральной ячейки памяти для ПЗУ оптопрограммируемого типа. Зто достигается тем, что катод газоразрядного прибора соединен с шиной питания, анод- с затвором МДП-транзистора и первой обкладкой конденсатора, исток МДП вЂ транзисто соединен с числовой шиной, а вторая обкладка конденсатора — с шиной нулевого потенциала.

55!700

Формула изобретения

Интегральная ячейка памяти для постоянного

60 запоминающе о устройства, содержащая двухНа фиг, 1 представлена электрическая схема ячейки ПЗУ, а на фиг. 2,3 — ее временные диаграммы.

Ячейка памяти включается в пересечении число. вой 1 и разрядной 2 шин матрицы ПЗУ. Разрядная шина через нагрузочный резистор 3 подключена к напряж.нию положительной полярности. Ячейка состоит из двухэлектродного газоразрядного прибора

4 с холодным чувствительным к свету катодам, n— канального МДП вЂ” транзистора с обеднением 5 и 10 конденсатора 6. Катод газоразрядного прибора подключен к шине 7 напряжения питания, Анод газоразрядного пр. бора, затвор транзистора и одна обкладка конденсатора объединены. Сток транзистора подключен к разрядной шине, вторая обклад- 15 ка конденсатора и подложка — к шине нулевого потенциала, а исток транзистора — к числовой инне.

Напряжение питания на шине 7 не превышает напряжение зажигания газоразрядного прибора. Ячейка памяти работает следующим образом. 20

В сост >янин двоичной единицы газоразрядный элемент зкрачируется от внешних источни <ов света непрозрачной кодовой площадкой информационного фототрафарета и элементами конструкции матрицы, В этом состоянии ток через газоразряцньй прибор равен нулю.

Напряжение ча затворе МДП-транзистора благодаря сопротивлению утечки конденсатора 6 устанавливается равным нулю, Числовая шина 1 опрашивается отрицательным импульсом с логическими 30

I уровнями потенциалс вИ, У фиг. 2,3). В отсутствие импульса опроса напряже.we на числовой шине, а, следовательно, на истоке МЛ31 — транзистора, равно V

Переда очная характеристика А (фиг. 2) транзистора формируется такой, чгобы пороговое на- 85 пряжение У> было несколько меньше минимальной величины V При этом в отсутствие импульса опроса МДП вЂ” транзистор ячейки, находящсйся в состоянии единицы, закрыт, ио близок к r ткрыванию. При опросе на числовую шину 1 поступает 40 отрицательный импульс фиг. 3Р и транзистор открывается. Ток i протекаег от исто па на напряжения (+5В) через резистор 3, МДП вЂ” транзистор 5 в числовую шиву 1. Импульс напряжения на разрядной шине 2 фиксируется усилителем считывания и как сигнал считанной ециницы. Когда ячейка находится. в состоянии двоичного нуля, через соответствующую прозрачную кодовую площадку информационноге светотрафареть проходит свет внешнего импульсного источ паса и освещает холодный катод газораз- 50 рядного прибора, В результате фотоэффекта катод генерирует первичные электроны, которые, ускоряясь в электрическом поле на пути от катода к аноду, испытывают иониэационные столкновения с атомами инертного газа, заполняющего прибор. 65

Происходит лавинное умножение электронов и ионов, и через прибор течет ток.

Прн определенной интенсивности импульса света образуется достаточно большое число первичных электронов и пропорциональное им число электронных лавин. Между анодом и катодом быстро накапливается обьемньй разряд положителы ых ионов вследствие того, что скорость их дрейфа на три порядка меньше скорости дрейфа электронов, и начальное распределение электрического поля сильно меняется. Начинае, выполняться условие существования самостоятельного разряда. Инициированньй импульсом света, ток газоразрядного прибора вначале возрастает, переходя из несамостоятельного в самостоятельньй, а затем — из — за того, что напряжение на конденсаторе растет, а на электродах падает, ток уменьшается до нулевого значения. После прекращения тока через газоразрядный прибор напряжение на конденсаторе и затворе

MJIJl-транзистора по абсолютной величине оказывается значительно большим, чем пороговое напряжение транзистора, Затем конденсатор разряжается через собственное сопротивление утечки. Но прежде чсм напряжение на конденсаторе достигнет величины—

У -У + V, при которой транзистор может открыться во время опроса, поступает следующий свстовой импульс, который восстанавливает максимальное напряжение на конденсаторе, запирающее тр аизис тор.

На фиг. 2 буквой В обозначена временная зависимость разности потенциалов между затвором и истоком для МДП вЂ” транзистора ячейки памяти, находящейся в состоянии двоичного нуля. Эта зависимость относится к ячейке памяти с максимальным током утечки конденсатора, а импульс опроса показан в наиболее неблагоприятный момент по отношению к запирающему напряжению транзистора, Из фиг, 2 видно, что в нулевом состоянии ячейки МДП вЂ” транзистор не открывается при опросе числовой шины, и выходной импульс на разрядной шине отсутствует.

Период следования импульсов света нежит в секундном диапазоне, а длительность импульса света измеряется десятками микросекунд. В состоянии хранения ячейка потребляет ток, равный среднему току утечки конденсаторе. Это определяет высокую экономичность ячейки.

При реализации фрагмента матрицы в виде микросхемы, например, обьсм 8 х 8 =64 ячейки, последняя может включать и аноды в виде металлизировагных пятен. На материал и структуру поверхности анодов в отличие от катодов никакие ограничения не накладываются. Это упрощает изготовление микросхсмы. Анод одновременно может выполнять .функцию обкладки конденсатора. Вторая обкладка конденсатора не требуется, ее заменяет подложка микросхемы, Таким образом, схема ячейки отвечает требованиям наиболее простой интегральной конструкции матрицы оптопрограммируемого ПЗУ.

551700

Ug р2. 7

Составитель P. Яворовская

Теяред I 0. Луговая

Редактор P. Пурнам

Корректор И. Гоксич

Тираж 762

Подписное

3аказ 30/28

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4!5

Фиг зал ППП "Патент", F. Ужпзрод, ул. Проектная, 4

Ф электродный гаэораэрядный прибор с чувствительным к свету катодом, конденсатор и МДП вЂ” транзистор, сток которого соединен с разрядной шиной, о т л и v а ю щ а я с я тем. что, с целью упрощения ячейки, катод гаэораэрядногс прибора соединен с шиной питания, анод — с затвором МДП вЂ” транзистора и первой обкладкой конденсатора, исток

МДП вЂ” гранзистора соединен с числовой шиной, а вторая обкладка конденсатора — c шиной нулевого потенциала.