ЗАПОМИНАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ НА ДИОДАХ ГАННА Советский патент 1972 года по МПК G11C11/36 

Изобретение относится к области заноминающих эле.меитов, действие которых основано на эффекте образования в некоторых нолупроводииках домена сильного электрического ноля ири превышении порогового напряжения (эффект Ганна). Изобретение может б)1ть нрименено в сверхбыстродействующих цифровых вычислительных устройствах и приборах ядерной электроники.

Известные запо.мииаюпию элементы динамического тина состоят из двух одинаковых диодов Ганна, соедииеиных параллельно и нагруженных на общее сонротпвление. Каждый диод имеет участок с умегплнениой площадью иоиеречиого сечепия. Иапряжение питания выбирают ииже норогового значения, так что в исходиом состоянии домены сильного поля в Д1юдах не образуются. При подаче на вход запускающего импульса в диоде возбуждается до.мен. При этом ток через диод уменьшается, а ток через другой диод соответственно увеличивается. Когда домен в первом диоде проходит участок выреза, ток в иервом диоде достигает минимальной, а ток во втором диоде - максимальной величины. Параметры схемы могут быть выбраны так, что в этот момент ток во втором диоде оказывается достаточным для возбуждения домена. После исчезновения домена на аноде иервого диода следующий домен

образуется в лгомент нрохождення домена во втором диоде .мимо выреза. Таким образом, схема имеет два устойчивых состояния - иаличия и отсутствия генерации. Для иравильпой работы схемы необходимо, чтобы образование доменов в диодах нронсходило не в области выреза, а вблизи катода. Это возможно только при наличии в нрикатодной области участка с иовыщенным сонротивленпем, снижающим нороговое значение электрического поля при условип достаточно -малой глубины вырезов. Образование участка с повьш1енным сонротивлепием в процессе ссздан11я коптактов является пеконтролнруе ым н невоспроизводимым процессом.

В настоянхее вре.мя отработана технология создания омических контактов к арсениду галлия, при которой нороговое значенне электрического ноля близко к теоретическому зпачен по 3,3 . Такие диоды имеют наибольшее отношение максимального тока к минимальиому, o.uiaKo они не могут бьгп иснользованы для создания оннсанного заноминаюпдего элемента ввнду того, что домен в таких диодах образуегся па участке выреза, а не вблизп катода. Следовательно, осповпым недостатком прототнпа являются жесткие требования к характеристике катодного коиЦель изобретения - обеспечить правильную работу заиоминающего элемента без предъявления каких-либо специальных требований к характеристике катодного контакта.

Цель достигается путем создания на боковой поверхности диодов участка с диэлектрическим покрытием. В качестве диэлектрика выбирают материал с большой диэлектрической ироиицаемостью, например BaTiOs.

Работа предлагаемого запоминающего элемента поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически показано строение запоминающего элемента на диодах Ганна с участком диэлектрического покрытия, па фиг. 2 - эпюра тока в диоде Ганна с участком диэлектрического покрытия.

Запоминающий элемент состоит из двух одинаковых диодов Ганна 1 и 2, соединенных параллельно и нагруженных на общее сопротивление 3. Часть поверхности диодов 4 и 5 покрыта слоями диэлектрика с высокой диэлектрической нроницаемостыо.

Запускающий импульс возбуждает в диоде / домен сильного поля, который движется от катода к аноду. Цри этом ток диода / изменяется так, как показано па фиг. 2. Участок АВ соответствует прохождению домена мимо участка с диэлектрическим покрытием. Умепьщение тока на участке АВ вызывает увеличение тока в диоде 2 и возбуждение в нем домена.

Домен в диоде / доходит до анода и исчезает, а новый домен в диоде 1 возбуждается при прохождении домена в диоде 2 мимо участка 5 с диэлектрическим покрытием. Схема переходит в состояние устойчивой генерации. В отличие от прототипа, к характеристике катодного контакта не предъявляется каких-либо специальных требований, так как наличие диэлектрика не изменяет порогового напряжения диода. Для правильной работы элемента- участок с диэлектрическим покрытием должен быть располол ен ближе к аноду, чем к катоду, чтобы исчезновение домена на аноде предшествовало возникновению нового домена.

Предмет изобретения

Запоминающий элемент на диодах Гаппа, содержащий два диода, соединенные параллельно и нагруженные на общее сопротивление, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления элемента, часть новерхпости диодов покрыта диэлектриком с высокой диэлектрической проницаемостью, например BaTiOs, причем участок диэлектрического покрытия расположен ближе к аноду, чем к катоду.

1

§5

Л. I

Фиг.

пзрог,-

MUfi.