ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ Советский патент 1970 года по МПК G11C11/34 

Предлагаемый элемент памяти нредназначен для использования в цепях с ограниченным потреблением тока, например в искробезопасных схемах автоматики. Он может найти широкое применение в угольной, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Известно множество элементов памяти, в которых использованы тиристоры. Наиболее близким прототипом заявляемого устройства может служить триггерный элемент, состояший из тиристора и нагрузочного сопротивления, который обладает двумя устойчивыми состояниями. Этот элемент применяют повсеместно в схемах тиристорных счетчиков, распределителей. Преимуществом указанного прототипа перед другими известными элементами памяти является его простота, минимальное количество активных элементов на один знак информации, отсутствие потребления тока в состоянии логического «нуля. Недостаток известного элемента па.мяти - большое потребление тока в активном, проводяшем состоянии тиристора, соответствующем записи «единица, что обусловлено параметрами современных тиристоров общепромышленного назначения.

больше тока выключения, который у маломощных тиристоров (например, серии УД63) достигает 100 ма. В то же время, устройства автоматики, работающие в условиях агрессивных и взрывоопасных сред, долл-;ны иметь минимальное энергопотребление и обеспечиваться питанием от искробезопасных источников питания, мощность которых ограничена.

В устройствах цифровой индикации, в которых применяют элементы памяти, эти элементы обеспечивать высокий потенциал считываемой единицы (иметь высоковольтный выход), для чего необходимо питать их высоким нанряжением. С учетом большого потребляемого тока высоковольтные элементы памяти, подобные прототипу, имеют большую собственную энергоемкость и их невозможно обеспечить питат1ием от высоковольтного искробезопасного источника питания, имеющего, как известно, ограниченную мощность. Кроме того, элементы па.мяти, подобные прототипу, требуют больших токов управления, что затрудняет у.правление ими.

Цель изоб.ретения заключается в уменьщении энергоемкости и повышении чувствительности элемента памяти при обеспечении высокого напряжения на его вы.ходе. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в элементе памяти тиристор, включенный через высокоо.мный резистор в цепь высо.кого напряжения, снабжен транзистором, база которого через резистор и разделительный диод подключена к аноду тиристора, коллектор - через резистор - к управляющему электроду тиристора, а эмиттер - к шине питания низкого напряжения. Наиболее -существенное отличие заявляемого элемента от прототипа состоит в том, что он снабжен транзистором, обеспечивающим удержание тиристора в открытом состоянии-запоминание «единицы.

На чертеже показан предлагаемый элемент памяти.

Он состоит из тиристора /, транзистора 2, разделительного диода 3 и ограничительных резисторов 4-7.

Тиристор / питается постоянным напряжением от высоковольтного источника питания, положительный полюс которого подключен к клемме 8, а отрицательный полюс заземлен; питание транзисторов осуществляется от низковольтного источника питания, положительный полюс которого подключен к клемме 5, а отрицательный также заземлен. Смещение на базу транзистора подают -от источника фиксированного смещения, положительный полюс которого подключен к шине 10, а отрицательный соединен с положительным полюсом низковольтного источника питания. Управляющий импульс подается от источника 11 управляющих сигналов.

Резистор 4 в высоковольтной анодной цепи тиристора при открытом состоянии последнего ограничивает в нем ток до величины, во много раз меньшей тока включения тиристора. Резистор 5, соединяющий базу транзистора 2 через разделительный диод 3 с анодом тиристора, ограничивает базовый ток транзистора (ток тиристора в низковольтных цепях) до величины, также во много раз меньшей тока включения тиристора. Общий ток, протекающий через тиристор (с учетом тока, отдаваемого в нагрузку, например газоразрядный индикатор), остается во много раз меньшим тока включения и тока выключения тиристора (рабочая точка тиристора всегда расположена ниже точек, соответствующих току включения и выключения на статической вольтамперной характеристике). Это исключает самоудержаиие тиристора в устойчивом проводящем состоянии.

Диод 3 служит для защиты транзистора от высокого анодного напряжения высоковольтного источника и включен встречно -высокому потенциалу этого источника при закрытом тиристоре. Эмиттер транзистора подключен к положительной шине низковольтного источника. Коллектор транзистора через ограничительный резистор 6 подключен к-управляющему электроду тиристора и через последний - к общему минусу (шина 12) источников питания. Резистор 7 ограничивает ток в цепи смещения транзистора, обеспечивающий запирание его в начальном состоянии (состояние логического «нуля). В исходном состоянии тиристор и транзистор заперты, токи в управляющем электроде тиристора и через тиристор близки к нулю.

При подаче управляющего импульса отрицательной полярности на базу транзистора 2

(шина 12), последний отпирается, по коллекторному сопротивлению (резистор) 7 в управляющий электрод тиристора 1 течет ток, который переводит тиристор в открытое проводящее состояние. На аноде тиристора / появляется низкий потенциал общего минуса («земли), и через разделительный диод 3 и резистор 5 течет базовый ток транзистора 2, поддерживающий транзистор в открытом проводящем состоянии, а последний удерживает .,

проводящем состоянии тиристор / и при спаде управляющего сигнала элемент памяти остается в этом новом, устойчивом для него состоянии (состоянии записанной единицы), когда открыты оба коммутирующих элемента -

тиристор / и транзистор 2. В этом состоянии с анода тиристора / снимается высокое напряжение и течет малый ток в высокоомную нагрузку элемента (например, газоразрядный индикатор), а с коллектора транзистора 2 -

низкое напряжение и большой ток в другую внешнюю нагрузку (логические элементы, силовая нагрузка и др.).

Выключение (перевод в «нулевое состояние) заявляемого элемента памяти осуществляется импульсом положительной полярности, подаваемым на базу транзистора (шина J1), при этом запираются транзистор и тиристор и прекращается действие .внешней положительной обратной связи. В случае использсванил в элементе памяти тиристора с весьма низким током включения (как правило, тиристоры ь одной партии имеют разброс параметров и могут отличаться по току выключения, нижний предел которого в паспорте тиристоров обычно не ограничивают), тиристор сам может остаться в памяти и в этом случае выключение тиристора и элемента памяти производится емкостной гасящей цепочкой, запирающей ти-ристор по анодной (катодной)

цепи гасящим импульсом (как в обычном триггере на тиристоре). В этом случае не требуется отбор тиристоров по большему току выключения. При проектировании тиристорных схем с памятью нет необходимости для уменьшения энергоемкости отбирать тиристоры с малым током выключения и использовать их только в триггерном режиме или, наоборот, отбирать тиристоры с весьма большим током включения и исаользовать их только в одновибраторном режиме (с одним устойчивым состоянием), обеспечивая управление ими только по управляющему электроду. Необходимым и достаточным условием работы элемента памяти будет включение и удержание в открытом состоянии тиристора по управляющему электроду посредством транзистора и включение тиристора посредством анодно-емкостной цепочки. Тиристор в таком элементе может рабоHUM режиме в зависимости от подключенной к не;му нагрузки, но в любом случае собственная энергоемкость элемента памяти будет миниMiiXbHOM и определяется только величиной тока в управляющем электроде тиристора. Устройства на таких элементах будут иметь минимальную собственную энергоемкость и надежную работоспособность при нагрузках любого вида и величины - -постоянных и переменных, малых (с током в несколько миллиампер) и больших, «силовых (с током до десятков и сотен миллиампер). Таким образом, при любой нагрузке предложенный элемент памяти отличается самой низкой собственной энергоемкостью из всех известных тиристорных устройств. Предмет изобретения Элемент памяти, содержащий тиристор, транзистор, ограничительные резисторы, диод и источники высокого и низкого напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения потребляемой мощности, анод тиристора через резистор подключен к шине источника высокого напрял ения л через разделительный диод и резистор- к базе транзистора р-п-р-типа, коллектор которого ерез резистор подключен к управляющему электроду тиристора, а эмиттер - к шиче источника низкого напряжения.

// о

«о