Переключатель цилиндрических магнитных доменов Советский патент 1983 года по МПК G11C11/14 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при построении аа поминающих и обрабатывающих устройст на цилиндрических магнитных домёназ{ 1цмд,;. Известен переключатель ЦМД, содер жащий магнитооднооснуюпленку, на поверхности которой расположены выполненные на ферромагнитных Т-Т-У ап пликациях основной и вспомогательный каналы продвижения ВДД и токопроводя щая шина управления, выполненная в одном слое с ферромагнитными апплика циями. Токопроводящая шина осущесталяет однонаправленное переключение информации из одного канала в дру гой 11 . Недостатками известного устройств являются выполнение лишь функции однонаправленного переключения НМД, , низкая область устойчивой работы и большие энергозатраты в токопроводящих шинах. Наиболее близким к предлагаемому. является переключатель 1ШД, содержаиий магнитоодноосную пленку, на поверхности которой расположены выполненные на ферромагнитных аппликациях основной и дополнительный, каналы про движения ЩД и Токопроводящая шина управления, выполненная в дополни- тельном токопроводящем слое. Устройство осуществляет передачу ЦМД из ос новного в дополнительный канал и обратно, обмен ЩД между основным и , дополнительным каналами и копирова ние ЦМД из дополнительного в основно .канал 23. Недостатком такого устройства является сложность его изготовления, так как выполнение шины управления в дополнительном токопроводящем слое . требует изготовления для этого слоя прецизионного фотошаблона и трудоем кой операции совмещения токопроводящего и магнитного слоев. Для устройств, использую1цих ЦМД диаметром 2 мкм и менее, совмещение двух слоев с требуемым допуском по всей площсщи кристалла является очень сложно задачей. Цель изобретения - упрощение переключателя ЦМД. . Поставленная цель достигается тем что переключатель ЦМД, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены основной и дополнительны каналы продвижения ЦМД из ферромаг-нитных Т, Т и У аппликаций и Токопро водящая шина управления, содержит в основном и дополнительном каналах продвижения ЦМД токопроводящую перемычку и С-образные ферромагнитные ап пликации, п одключенные одними конца«ми к токопрЪводящей перемычке, и расположенные симметрично относительно последней, причем другие концы С-образных ферромагнитных аппликаций гальванически связаны с токопроводящей шиной управления. Форма и взаиг ное расположение С-образных аппликаций выбраны таким образом, чтЬ, подавая в токопроводяай ю шину управления импульсы тока определенной полярности, величины и фазы относительно вектора управляющего .. ТГоля, можно выполнять весь набор функ;ций доменных переключателей переключение ЦМД из основного в дополнительный канал, переключение ЦМД из дополнительного в основной канал., обмен ЦМД между основным и дополнительным каналом, копирование ЦМД, находящегося в дополнительном канале,- в основной канал. На- фиг.1 изображен переключатель ЦМД, на фиг.2, 3 и 4 - этапы продвижения ЦМД и фазовые диаграммы импульсов тока в режимах переключения из основного в дополнительней канал, переключения из дополнительного в основной канал, и копирования доменов соответственно. Переключатель ЦМД содержит ,(фиг.1) магнитоодноосную пленку 1, на которой расположены основной 2 и дополнительный 3 каналы продвижения ЦМД, Токопроводящая шина 4 управления, С-образная аппликация 5, входящая в основной канал продвижения ЦМД, С-образная аппликация б, входящая в дополнительный канал продвижения ЦМД, Токопроводящая перёмЕлчка 7, соединяющая указанные С-образные аппликации . Вектор Нч,пр управляющего поля вращается в - плоскости пленки1 по часовой стрелке. Вектор поля смещения направлен к плоскости пленки и перпендикулярно к ней. Предлагаемый переключатель ЦМД. может работать в следующих основных режимах: переключение ЦМД из основного в дополнительный канал, переключение ЦМД из дополнительного а основной канал, копирование ЦМД из дополнительного в основной канал и обмен ЩЛ, между основным и дополнительным каналами. В режиме переключения ЦМД из основного в дополнительный канал домен перемещается по аппликациям основного канала в соответствии с изменением направления вектора управ-ляющего поля Н,пр. При положении вектора, показанном на фиг,2а, находящийся на аппликации 5 ЦМД растянут , вдоль верхнего края аппликации. В этот момент в токопроводящую шину 4 управления подается импульс тока длительностью, равной половине периода управляющего поля и полярностью, при которой домен, находящийся на С-образной аппликации, при дальнейшем вращении вектора (фиг.26} рас тягивается по верхнему краю токопро.водящей перемычки 7 и захватывается притягивающим полюсом С-образной аппликац 1И б дополнительного канала. Величина амплитуды импульса тока око ho 20 1ЛА. При дальнейшем повороте i вектора Нупр домен вследствие магнит ного барьера по нижнему краю токопро водящей перемычки 7, создаваемого то ком, не двигается по притягивающим. полюсам С-образной аппликации 5, а полностью переходит на аппликацию б (фиг.2 в )и начинает перемещаться по дополнительному каналу 3 {фиг.2 г). Фазовая диаграмма импульсов тока в режиме переключения ЦМД из основного в дополнительный канал показана на фиг.2 д. В режиме переключения Щ-1Д из дополнительного канала в основной доме перемещается по аппликациям дополнительного канала. При положении вектора управляющего поля Hyrtfj, показан ном на фиг.За, в токопроводящую шину 4 управления подается импульс тока длительностью равной половине периода управляющего поля и полярностью, при которой домен, находящийся на нижнего краю С-образной аппликации 6, при, дальнейшем вращении вектора Hvhp б) растягивается по нижнему краю токопроводящей перег/ички 7 и захватывается притягивающим полюсом С-образной аппликации.5 основного канала. Величина амплитуды тока около 20 мА. При дальнейшем вращении вектора Н,пр домен вследствие магнитного барьера по верхнему краю хо копроводящей перемычки 7, создаваемо .го токдм, не двигается лО притягиваю щим полюсам С-образной аппликации 6, а полностью переходит на аппликацию (фиг.З в) и начинает перемещаться по Основному каналу (фиг.З.г,Ч Фазовая диаграмма импульсов тока в режиме переключения ЦМД из дополнительного канала в основной показана на фйГ.З д. Вследствие симметрии С-образных .аппликаций переключателя относительно токопроводящей перемычки 7 ток в режиме переключения из дополнительного канала в основной равен но вели чине, имеет противоположное направление и сдвинут на 180° относительно тока в режиме переключения ЦМД.из . основного в дополнительный канал. В режиме копирования ЩВД из допол нительного в основной канал домен перемещается по аппликациям дополнительного канала. При положении вектора управляющего поля , показанном на фиг.4 а,, домен располага ется на аппликации б возле токопрово перемычки 7. При не значите ль но дальнейшем повороте вектора в токопроводящую шину 4 управления подается короткий (0,2-0,3 мкс) импульс тока - i с амплитудой 90-100 мА такой полярности, при которой один конец домена растягивается вдоль нижней границы токопроводящей перемычки 7 и захватывается притягивающим полю- : сом С-образной аппликации 5 основного канала, а другой конец домена жестко фиксируется сильным магнитным полюсом С-образной аппликации б вспомогательного канала (фиг.4 б). Причем притягивакщий полюс аппликации 5 усиливается за счет того, что в этот момент вектор направлен вдоль токопроводящей перемычки 7, на конце которой наводится дополнительный притягивающий полюс. При положении вектора , показанном на фиг.4 в, в токопроводящую шину 4 управления подается короткий (0,1 мкс) импульс тока копирования i2 с амплитудой. 120 мА и прЬтивоположной полярности Возникающий относительно тока i. при этом вдоль нижнего края перемычки 7 и аппликации б сильный магнитный барьер разрезает растянутый домен на два домена. Один домен остается в дополнительном канале и продолжает перемещаться по его аппликациям, а его копия начинается перемещаться по аппликациям основного канала (фиг. 4 г). Фазовая диаграмма импуль-. ;сов тока в режиме копирования ЩД из дополнительного канала в основной показана на фиг.4 д. ; В режиме обмена ЩД между основным и дополнительным каналами соответствующие домены перемещаются по аппликациям каналов. Режим обмена является комбинацией режима переключения домена из дополнительного в основной канал и режима перекл-ючения домена из основного в дополнительный |канал. При положении вектора , показанном на фиг.З а, в токопрово.дящую шину 4 управления подается импульс тока переключения домена из дополнительного в основной канал. Через половину периода щщ окончательно переходит из дополнительного в основной канал (фиг.З вJ. В этот момент направление тока в шине управления меняется на противоположное и начинается процесс переключения ЦМД из основного в дополнительный канал (фи-г.2 а). После его окончания (фиг.2 BJ домен из основного канала занимает позицию, которую должен был :бы занять домен, переключенный из дополните ль ногр. в основной канал, ёсли ;бы импульсы тока переключения не по- . .давались. Таким образом, для обмена .ЦМД в токопроводящую шину необ-, ходимо подать два противофазных им-Гл-г

йуяьёа тока длительностью в половину периода ИУ/УР и соответствующей фазы.

Кроме того, вследствие симметрии С- -образмых аппликаций относительно токопроводящей перемычки возможен , .также режим копирования ЦМД из основ-5 його В дополнительный канал. Его фа:зовую диаграмму легко получить из Д сдвигом Импульсов тока на leo И сменой их полярности.

Приведенная вьше величина импуль- Ю сов тока управления соответствует. М гиитноЙ пленке кальций-германиевого граната с ЦМД диаметром 2 мкм, полем коллапса H(j 160-170 Э и намаг-,. .ничейностью насыщения 4Дм 300-3 0 Гс.115

Использование изобретения даст значительный экономический эффект вследствие упрощения и удешевления изготовления, а также вследствие повышения выхода годных устройств. Кроме того, переключатель может использоватьйя в доменных запоминаюииз{ устройствах повыяенной емкости с ЦМД диаметром 0,5-1,0 мкм. Которые имеют низкую СТОИМОСТЬ хранения одного бита

.информации. Выполнение переключателем всех функций переключения ЦМД между каналами позволяет унифицировать фуйкциональные узлы в запоминающем усТ;ройстве на ЦМД и сократить их число.

ПЕРЕКтЧКИЕЛЪ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ маГНИЗГНЫХ ДОМЕНОВ, ссщержащий магни;тоодноосную пленку, на которой расположены основной и дополнительный каналы продвижения цилиндрических /Jffj магнитных доменов из ферромагнитных Т, Т и У аппликаций и токопроводящая шина управления, отличаю щи йс я тем, что, с целью упрощения переключателя, в основном и допол нительном каналах Продвижения цилиндрическихмагнитных доменов выполнены то копроводящая перемычка и G-образные ферромагнитные аппликации,подключен-, ные одними концами к токопроводящей перемычке и расположенные симметрично относительно последней, причем другие концы С-образных ферромагнитных аппликаций гальванически связаны с токопроводящей шиной управления. «§ , )«i& 00

ft,

i.ffA

т 270 ff ff Фт.

ffff/ffl

0t№.