НЕЙРИСТОР НА ОСНОВЕ ПРИБОРОВ С 5-ОБРАЗНОЙ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ Советский патент 1973 года по МПК G06G7/60 

1

Предлагаемое устройство относится к вычислительной технике.

Известны нейристоры на основе приборов с S-образной вольтамперной характеристикой, содержащие базовую область в виде монокристалла высокоомного полупроводника, например, р-тнпа проводимости, с высоколегированной областью того же типа проводимости и металлическим слоем на одной из его поверхностей Ир - п переходами, а также резисторы, RC-цепи и источники импульсного и постоянного -напряжения. Такие нейристоры характеризуются значительным влиянием на их характеристики параметров высокоомного полупроводника.

Предлагаемое устройство отличается тем, что содержит иа поверхности монокристалла, противоположной поверхности с высоколегированной областью, низкоомные области р-тнпа проводимости, которые сформированы вдоль требуемого направления распространения импульсов, а также сформированные внутри указанных областей и соединенные с ними через омические контакты и резисторы высоколегированные области к-типа проводимости, первая из которых присоединена к источнику импульсного напряжения, а остальные подключены через RC-цепи к источнику Постоянного напряжения.

Это позволило упростить технологию изготовления и повысить воспропзводимость нейристорных линий. Предлагаемый пейристор изображен на

чертеже.

Нейристор представляет собой монокристалл высокоомного нолупроводника, служащий базовой областью 1, например, р-т}1па проводпмости, на одной стороне которого по

всей поверхностп образована высоколегированная область 2 с тем же типом проводимости, что и базовая область, используемая в качестве антизапорного контакта, и металлический слой 3, образованный на области 2.

На противоположной поверхностн высокоомной базовой областп / вдоль требуемого направления распространения имнульса сформированы ннзкоомные области 4 с проводимостью, соответствующей проводпмостп базовой области /, и высоколегированные области 5 с проводимостью, противоположной проводимости нпзкоомной области 4, образуюп.;ей с ней р-п переход 6. Между областями 4 и 5, образующими р-п переход 6 через

омические коптакты 7 и 8, подключен резистор 9.

Первая (крайняя) высоколегированная область 5 через омический контакт 8 подключена к источнику 10 импульсного напряження,

остальные - через RC-пепн //, 12 соединены с источником is постоянного напряжения, другой полюс которого соединен с металлическим слоем 3. Концентрация примесей N в высокоомной базовой области У (N), области 4 (yV.|) и 5 высоколегированной области 5 (/Vg) должны удовлетворять условиям: .. Расстояние между высоколегированными областями 5 выбирается таким, чтобы выполнялось условие: , где дифф- Ю диффузионная длина неосновных носителей. Удельное сопротивление высокоомной базовой области / должно быть не менее 100 см-см. Величина сопротивления резистора 9, шун- 15 тируюш,его р-п переход 6, выбирается из требуемого напряжения включения активных элементов, Величина сопротивлення резистора 11 выбирается такой, чтобы активные элементы 20 находились в одном устойчивом состоянии. Напряжение источника 13 выбирается таким, чтобы падение напряжения на активных элементах было меньше напряжения их включения. Пейристор работает следующим образом. Подключим к резистору 11 и металлическому слою 3 источник 13 постояииого наиряжения так, чтобы полярность его соответствовала смешению р-л-переходов в прямом направлении. Так как базовая область 1 имеет высокое сопротивление, то напряжение питания будет в основном надать на высокоомном слое. Инжекция из р-п перехода неосновных носителей в базовую область будет незначи- 35 тельна. Через активные элементы будет протекать слабый ток (закрытое состояние). Напряжение на конденсаторах 12 будет приблизительно равным нанряжению нитання. При подаче иа первую (крайнюю) область 40 5, например л-типа проводимости через омический контакт 8 от источиика 10 импульсного сигнала имиульса, амплитуда которого превышает напряжение включения активного элемента, носледний включается (открытое 45 состояние). Пнжектированные из упомянутой п-области 5 в высокоомную базовую область / не основные носители модулируют высокоомиую базовую область на расстоянии нескольких диффузионных длин. Сопротивление базовой области иа этом расстоянии, а следовательно падение напряжения на ней, резко уменьшается. При этом увеличивается падение напряжения на р-га переходе соседнего активного элемента, при- 55 водящее с большей инжекции не основных 25 50 носителей в высоомную базовую область, а это, в свою очередь, приводит к дальнейшему уменьшению ее сопротивления и т. д. Этот лавинообразный процесс протекает до тех пор, пока не будет полностью промодулирована высокоомная базовая область /. При этом, через активный элемент потечет большой ток (открытое состояние), который будет модулировать высокоомную базовую область на расстоянии нескольких диффузионных длин, включая расположенный соседний элемент и т. д. Разряд конденсатора 12 будет осушествляться в тот момент, когда соответств юпл,ии активный элемент откроется. Последовательное включение активных элементов током предыдущего элемента, находящихся на расстоянии нескольких диффузионных длии. обеспечит прохождение импульса с постоянной скоростью распространения. После разряда накопительной емкости 12 актнвные элементы нереходят в закрытое состояние. Процесс заряда конденсаторов осуш.ествляется от источника 13 постоянного напряжения через резисторы 11 до первоначальной величины. Рефракторный нериод определяется временем заряда указанных наконительиых конденсаторов. Предмет изобретения Пейристор на основе приборов с 5-образной вольтамперной характеристикой, содержащий базовую область в виде монокристалла высокоомного полупроводника, например р-типа проводимости, с высоколегированной областью того же типа ироводимости и металлическим слоем иа одиой из его поверхностей и р-п переходами, а также резисторы, RC-цепи и источники импульсного и постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения воспроизводимости нейристорных линий, он содержит на поверхности монокристалла, противоположной поверхности с высоколегированной областью, низкоомные области р-тииа проводимости, которые сформированы вдоль требуемого направления распространения импульсов, а также сформированные внутри указанных областей и соединеиные с ними через омические контакты и резисторы высоколегированные области п-типа проводимости, первая из которых присоединена к источнику импульсного напряжения, а остальные подключены через RC-цепи к источнику иостояиного напряжения.