УСТРОЙСТВО для ЗАДАНИЯ ВЕСОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ В МОДЕЛЯХ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ Советский патент 1970 года по МПК G06G7/32 

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны устройства для задания весовых коэффициентов в моделях линейных алгебраических уравнений, содержащие матрицу. Эти устройства значительны по габаритам и имеют следующие недостатки.

Сложность в напылении микропленочных цифро-управляемых сопротивлений большого номинала.

Сложность автоматизации ввода информации, когда число изменяемых резисторов велико (большой порядок решаемого уравнения).

Применение цифровых управляемых сопротивлений в устройстве- задания весовых коэффициентов требует значительное количество ключей, равное N n(n + l)m,

где п - порядок решаемого уравнения, т- количество ключей одного цифро-управляемого сопротивления.

Малая надежность устройства из-за большого числа соединительных шин и проводов.

Температурная нестабильность микропленочных цифровых управляе.мых сопротивлений, значительная потребляемая мощность.

Предложенное устройство отличается тем, что с целью повышения надежности и упрощения ввода информации в нем каждый элемент матрицы выполнен в виде параллельно включенных двух полевых транзисторов с

я- и р-индуцированными каналами структуры 1 еталл - окисел - полупроводник.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже.

Оно состоит из элементов, содержащих два параллельно включенных полевых транзистора с изолированным затвором п- и р-канала.

Полевой транзистор с изолированным затвором или структуры МОП (металл - окисел- полупроводник) представляет собой прибор, управляемый не током, как обычные транзисторы, а 1ацряжением.

В данном случае рассматриваются полевые транзисторы МОП-структуры, работающие в режиме обогащения (транзисторы с индуцированным каналом) двух типов: с каналом п и каналом р.

Па чертеже приведены символические обозначения; 3 - затвор, С - сток, И - исток; показана полярность подводимых напряжений до полевых транзисторов с каналом р (слева) и каналом п (справа), а также показаны вольт-амперные характеристики для обеих типов транзисторов при двух полярностях напряжения L/C (напряжение сток-исток), где кривой / соответствует характеристика полевого транзистора л-канала, и кривой / - характеристика полевого транзистора р-канала. Они отображают зависимость тока канала от напряжения сток-исток для и U при постоянпом напряжении на затворе. Рассмотрим аналитическое выраже вольт-амперной характеристики. 1.Полевой транзистор с «-каналом при а) , б) , при этом управляемое напряжение на затв з.0. 2.Полевой транзистор с р-капалом при а) , б) , при этом управляемое напряжение на затв . Запишем ряд формул. 1. Полевой транзистор с л-каналом, Uа) /,, /е„.)с„-у.,0 б) f/сл О, /е„ /С„ - (з„ - о„) : Выражения (1) и (2) справедливы ири ловии зп ,1 5 С/(,„. 2. Полевой транзистор с р-каналом, (7зр а)и,, 1,,,- К,- (зр - ор)с, б)f/e о, /е - /С, (а, - ор) ср --|f/c, Выражения (3) и (4) справедливы нри ловии sp(,, р-эфф , к Lh Е эфф-ПОДВИЖНОСТЬ носителей в канал SH- диэлектрическая проницаемость лятора под затвором; W - ширина канала; L - длина канала; h - толодина изолируюш,его слоя под твором; t/o - пороговое напряжение. Обш.ая вольт-а.мперная характерист включенных параллельно двух полевых т зисторов с п- и ;9-каналом (кривая /) он вается выражениями: 1.Для сложением формул (1) и 4 общ - + ср 4 общ - 2/ (f/3 ) с 2.Для L/.O сложением формул (2) и /с общ - + 4р. 4 общ - 2АГ (бз - ири этом предполагается, что: к„ к,к, i/e« f/e,,-.t/e, Формулы (5) и (6) справедливы при условии и,-и,и,(7) и отображают зависимость общего тока /собщ включенных параллельно двух но.левых транзисторов с я- и /;-каналом от напряжений, приложе)П1ых I-; стокам н затворам обеих транзисторов. Вольт-амперная характеристика включеи}:i :x параллельно полевых транзисторов с /г- и /; каналом для онисывается выражением (5) с общ - ср Г с/г /г nfi,,, -- -., с-(8) .2/С(). Для вырал епие вольт-амперной характеристики параллельно включенных полевых транзисторов с л- и р-капалом имеет вид формула (6) / - // с общ -„ -сИз формул (8) и (9) видно, что элемент матрицы коэффициентов, состоящий из параллельно включенных нолевых транзисторов пи /7-канала симметричен относительно полярности нанрял :ения U и линеен в определенной ооласти изменения напряжения L/C. Предел этот онределяется условием (7). Изменяя напряжение па затворах такого элемента 3 3p + f/3«, при /7зр /з„, МОЖНО получить семейство вольт-амперных характеристик (кривые 1, 2 н 3) линейных в области нанряжений и симметричных относительно полярности напряжения 11. Сонротивление элемента с параллельно включенными нолевыми транзисторами определяется по формуле: R (10) 2;..э4кИ и (U,-U) и как видно зависит от геометрических размеров канала нолевых транзисторов. Равное изменение геометрических размеров нолевых транзисторов обеих типов (длины и ширины канала) при U - L const дает возможность получить пужный номинал соиротивления. Найдя зависимость R f(Uz - Uo) при постоянных геометрических размерах канала полевых транзисторов, можно получить определенный диапазон изменения сопротивления элемента в области этого номинала. Шины А устройства подключаются на вход уравновешивающих устройств квазианалога, шины 5 на выход уравновешивающих устройств и основных пеизвестных х, шины В - подключаются к источникам напряжения , ...

стве автоматически, а именно по очередным подключением преобразователя код-аналог, на выходе которого устанавливается определенная величина напряжения tg, соответствующая нужному значению сопротивления, к каждому из элементов матрицы на точки Г и Д.

Переключение преобразователя код-аналог нроизводится распределительным устройством (кольцевой счетчик) с определенной частотой/ и повторяется циклически.

В отключенном состоянии заданная величина t/3 напряжения на элементе будет поддерживаться аналоговым запоминающим устройством, подключенного в точки Г и Д, например - конденсатором.

Предмет изобретения

Устройство для задания весовых коэффициентов в моделях линейных алгебраических уравнений, содержащее матрицу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения ввода информации, в нем каждый элемент матрицы выполнен в виде параллельно включенных двух полевых транзисторов с п- и р-индуцированными каналами структуры металл-окисел-полупроводник.

.

Aff-

аи

л гв л

и,

3 /и,.