Оптоэлектронный логический элемент

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ол искнне

И3ОБРЕТЕИИЯ (1, 684484

К АОТОРСКО 4У СВКДЕИЛЬСТВУ (б!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 05.07. 76 (21) 2381972/18-25 с присоедииеиием заявки № (23) Приоритет

Опубликоваио05 09.79.Бюллетень М 8 (51) М. Кл.

602 F Э/00

Гасударственный коинтет

СССР еа делам нзоеретеней н отнрьлнй (53) УДК 681.325.. 65(088. 8) Дата опубликования описания 08.09.79 (72) Авторы изобретения

В. М. Свиш и Л. И. Ля1певич (7i) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ЛОГИНЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ции (11.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известен оптоэлектронный логический элемент, осушествпяюший логические функции посредством дискретного отклонения луча света при поступлении на входы соответствуюшгс сигналов. Для отклонения луча используют двупреломляюшие кристаллы, отклоняюшие перпендикулярно поляризованные обыкновенный и необыкновенный лучи на разные углы, в переключение поляризации света осушествляют посредством врашения плоскости поляризации в электрооптических кристаллах, к которым прикладывают входные электрические сигналы, необходимая амплитуда которых определяется полуволновым напряжением, характерным для используемого электрооптического материала. При различных комбинациях входных сигналов луч выходит из такой системы по разным путям, что и позвоп яет осушествить логические функНедостатками известного догического элемента являются бодьшпе размеры, обусловленные применением электрооптических и двупучепреломпяюших кристаллов, и необходимость в управлиоипи напряжениях большой амплитуды.

Известен также оптичсский логический элемент, содержаший источник света, проводяшую отражаюшую мембрану, диэлектрическую пластину, высокорезистивный слой с окнами, фоторезистивный сдой с прозрачным электродом (21.

При освешении фоторезистивного слоя источником света освешенные участки его становятся лроводяшими, а поле между мембраной и верхней поверхностью слоя при этом становится достаточно сильным для того, чтобы отклонить мембрану. Прогнувшаяся часть мембраны осушествляет модуляцию падаюшего луча по фазе.

Недостатком данного устройства является ограниченные функциональные возмоясности, поскольку оно в состоянии 68 1484 4

? что p -- Е1 — г>ереходьле получают обрат1 .ое смешение. П Ои Отсутствии axoirttf>fx о- световых потоков 1 "> и 14 большая

15

25 обест}ечить выиоеи!ение ципн, двух rior. ч е?:ких функций.

11еле>ео изоб>рете>пил f>l÷ik!Oòofr pa! ти!Iр нне фуе?е}?е !х Bo;!л!?тм?!!О<}той, LLIfr этого Hafl QTparfнал}и стано!>Е}eiih! тттт!io;ii! If ><т}!>?е Отра жатели: flBQ нед первым окном четыре

„t1 няд вторым и 2 пял $j -i>t or т

Окпа D ВЫСОКОРЕЗИСТИВНОМ СЛОЕ ВЬЕПОЛиены прямоугольными, отражательные мембраны над окнами Выполнены т о ширине меньше ширины окоп с ocrIQCлением по линни, перпендикулярной к незакре}цеенеп,!л! краям мембран, причем источник света, отраж,".тельные мембреHhl) неподвижные отражатели o}ITI. Ieñêè последовательно свЕ?за}?ы между собой.

На чертем<е приведена конструкция зле ме нта. >л)

Оптоэлектронный логический эт!Олтент содержит источнгк света 1., }??тприл?ер светодиод или лазер, 1!Олу!?роволииковый кристалл 2, нагример кремний }т-тита проводимости в Виде отполированной

ПЛЕСТИНЫ> rrPОЗРЕЧ!ЕЬIЦ Э.?eКТРО!! Зт Е?Я— несенный е?а irnrrупроводнико}зый кристе}ел

2, например с lro} tort!I,ю поверхностной диффузии, фотодиоды 4 и т, сформ!}ровянные HQ полу}}1}оводние<оьом кристалле 2 зо с помощью диффузии ня Р— }1 иерехолех, резистивнь?й слой 6, нанесенный нз материале с Высоким удел ьным сопротивлением, неп риме р пол упроволящего стееяеа, причем удельное сопротивление этого слоя подбирают таким, чтобы оно имело промежуточное значение л?ем<цу аффекгивным значением та . л?ового удельНОГО СОПРОТ!1ВЛ ЕНИЯ P P — ПЕРСХОДОВ ?О и Рх эффективным удельным сопрот!}влением при полном освещении, прлмоу ол} ные окне 7 и 8 в резист!Евном слое 6 в местях сформирова фотодиодов, электрод 9, имеющий омический контакт

45 с резистивным слоем 6, отражающую л.ембрену 10, расположенную повсрх всех структуры и имеюецую омический контакт с электродом 9, например? металлизировеннея полимерная пленка, неподвижные

50 отражатели 11 и 12, упревляеошие входные световые потоки 13 и 14, логические вьиодв- 15- 17, контакты 18 и 19 длч подеОтесчеееия напряжения питания.

Логический элемент работает следую55 шим образом.

К контектем 18 и 19 призладьеваетсл напряжение питания (порядка десятых I олей вольта), причем текой полярности, честь напряжения окезываетсл приложенньем к р — 11- !тереходам, поэтому няпрям<ение, вызт.}ттетт>шее цетрир tali!!!0 0 т режаеоших мембран нал окнами 7 и 8, оказывается малым ?!ли равным нулю и деформация отрям<еюших мембран отсутстВует. Луч свете от источника 1, последовательно o pax

11ри освещении управляющим световым потоком 1 3 фотолиода 4 происходит перераспределение напряжения между резистивным слоем 6 в районе окна 7 и тротодиолом 4. О<-.новное напрлм<ение окезывяетсл пр!Еложенпым к резистивному сло}о возле окна 7 (p- переход диода и электрод 9), благодаря вьебору сопрот!}ве!ения резистивного слоя г. промежуточным значением темцового уде>!нного сопротивлсиия диоде и его аффективного удельного сопротивления tipH потном освешении. Поскольку ут?ругая зтря>!<я}ошQH мембрана металл.LçèpñQQ}IQ и имеет омический контакт с электродом 9, нанесенным на резистивный слой 6 тО Hall pfrx

Ball окном 7 неподвижного отражателя 12 и мембраны нед окном 8 попадает не логический выход 16. При прекращении светового потока 14 напряжение снова окезывеется предложенным к диоду 4 (между р -переходом и электродом 3), и отражаюшяя мембране над окном 7

ПОД ДЕ!тстВИЕЛ5 ИЛ УП>>УГОСТИ ВОЗВРЕт?тЕЕТ ся в исходное пютое?<ее?еге. }С7}и пОден голько управлятоший ВхопНОА световой!

/

l прц увеличении числа окон количество выполняемых операций может Сыть еше увеличено, и следовательно, описанный логический элемент Обладает большими функцпональнымн возможностями что позволи. более пгироко его применять и устройствах, предназначенных длл Обработки кн юрмации. Формула изОГ>ретенил

) ! птоэлектронный логический элемент, содержаший источник света, проводящие отражательные мембраны, диэлектрическу)О mac. T«uy, высокорезистивный спой с окнами, фоторезистивный слой, прозрачный электрод, о т и и ч а ю ш и йс л тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, HBlj oTIM жатольн)лми мембранами установлены неподвижные отражатели: ива над первым

Окном, четыре над вторым н 2 над р -м окном, Окна в высокорезистивном . слое выпОлнены прямоугольными Отра» жательные мембраны над Окнами выполнены по ширине меньше ширины окон с ослаблением по пинии, перпендикулярной

I: незакрсплснным краям мембран, причем источник света, отражательные мембраны, неподвижные отражатели Оптически последовательно связаны между собой.

Источники информации, принятые во внHh

-,1. Авторское свидетельство CCCP)

М. 419059, кл. 602 F 3/00, 1975.

2. Патент ClliA % 3553460, ют. 250-217, 1972.

5 684484 поток 14, то луч света источника 1, пос-! ледовательно отражаясь от Отражающей мембраны над окном 7 неподвижного отражателя 11 и наклонной плоскости (имеюшей одинаковглй угол наклона с наклонной плоскостью отражаюшей мембраны нал окном 7 при ее деформа)лги) отражаю)цей мембраны над окном 8, сформированной под действием управллюшего входного светового потока 14, в)лходит также на логический выход 16.

Таким образом, при наличии одного из двух управл лтоц их входных световых потоков 13 или 14, лу I света от источника 1 выходит на логический выход 16.

Это достигается благодаря соответствуюшему расположению неподвижных отражателей 11 и 12. При наличии двух управлл)оших входных световых потоков 13 и 14 луч источника 1, последовательно отражаясь от сформированной отражаюшей мембраны над окном 7, неподвижного отражателя 12, сформированной отражаюшей мембраны над Окном 8, выходит на логический выход 17.

Таким образом предложенный оптоэлектронный логический элемент реапизуот следукицие логические функции:

Выход 15 — Я «ч; выход 16Х 3ЮЦ выход 17 = Х ° /, где х и g — входные световые потоки 13 и 14 соотв етств евно.

Таким образом, при наличии мпнкмального числа окон (двух) описываеМОЕ TPOViCTBO В COCTOBHHA ВЫПОЛНЯТЬ как минимум три логические функции, 9 ПИИИПИ Заказ 5282/40

Тираж 588 Подписное

Филиал ППП "Патент" ° г. Ужгород, ул. Проектная, 4