Оптоэлектронная бистабильная ячейка Советский патент 1974 года по МПК H03K17/78 

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в различ.ных импульсных оптоэлектронных устройствах обработки и преобразования информации:

Известны оптоэлектронные бистабильные 5 ячейки, которые имеют два оптических входа, один из которых служит для записи информации, другой - для считывания (стирания) информации. Однако управление по одому оптическому входу (например работа 10 со счетным входом) в таких ячейках невозможно.

Целью изобретения является обеспечение возможности управления бистабильной ячейкой как по двум, так и по одному оп- 15 тическому входу.

Для этого в ячейку, содержащую управляемый световыми сигналами фототранзистор и световой диод, имеющий с фототранзистором канал положительной оптйЧе- 20 ской обратной связи и подсоединенный в проводящем направлении одним выводом к оллектору фототранзистора, а другим через езистор к общей шине питания, введен двухазовый фотодиод, оптически связанный с ис- 25

точником внешних световых сигналов н подключеиный эмиттером к коллектору фототранзистора, рервой базой - к общей питающей щине, а второй базой через переменный резистор к источнику питания фототранзистора.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемой ячейки.

Она содержит световой диод 1, фототранзистор 2, оптически связанный с внещним источниким света н имеющий положительную оптическую обратную связь (ПООС) со световым диодом, двухбазовый фотодиод 3, оптически связанный с внешним источником света, и ограничительный резистор 4,. величина сопротивления которого выбирается из условий обеспечения необходимой яркости свечения диода 1 при включении ячейки и выполнения неравенства

R + R. «

(1)

вх сд 1

где ц - входное сопротюление двухбазового фотодиода в области насы- iщения;

R - входное сопротивление двухба- j зового фотодиода в области от

сечки;

сопрот1тление светодиода;

сд

R - сопротивление переменного резистора 5, гфедназначенного для установки напряжения пика двухбазового фотодиода.

Ячейка может работать в режиме управления .ПО одному или по двум оптиче ским входам. В ирходном состоянии на оптических входах ячейки отсутствуют сигналы Bxi; внешнего источника света,, светодйод 1 (источник света) погашен, положительная оптическая обратная связь световой диод - фототранзистор выключена. В темновом режиме сопротивление фототранзистора 2 и входное сопротивление фотодиода 3 имеют сравнительно большую величину. При этом обеспечиваетс

1 вх

(2) . 25

«сд «1 ;х

фттемн

где сопротивление фототранзи- ;

фттемн стора в темновом режиме.

Поэтому больщая часть напряжения питания Е падает на фототранзистор 2. В коллекторной цепи фототранзистора протекает ток, величина которого недостаточна для зажигания светового диода 1.

Рассмотрим работу ячейки при управле НИИ по одному оптическому входу. Запись и стирание информации в этом режиме осу-, ществляется подачей импульса света на ; фототранзистор. Под действием светового сигнала записи информации он переходит в проводящее состояние, его сопротивление уменьшается. Ток, протекающий в коллекторной цепи фототранзистора, переводит диод 1 в зажженное состояние. По каналу световой диод - фототранзи crop включается ПООС, Ячейка переходит в состояние Включено, которое сохраняется при снятии с фототранзистора внешнего светового сигнала.

Совместное действие светового сигнала записи информации и сигнала ПООС (ОС) не должно приводить к нарушению условия

записи п

t(3)

и

- падение напряжения на

фт записи

фототранзисторе при ; одновременном облучении его световыми сигналами вх1 и ОС..1

Стирание информахши (выключение ячейки) осуществляется путем повторного облучения фототранзистора - импульсом . света.

В TOM случае, если длительность входных световых сигналов выбрана из усло; вкя включения ПООС и не превышает по стоянной времени цепи обратной связи све товой диод - фототранзистор, то стирание информации может осуществляться входными световыми, сигналами, создающими на входе фототранзистора такую же освещенность что и сигналы записи информации. При од. новременном действии световых сигналов выключения ячейки и ПООС общая освещенность на входе фототранзистора суммируется. При этом он изменяет свое сопротив ление до более низкого значения. В результате происходит дальнейшее перераспределение напряжения Е между фототранзистором и последующим участком цепи. Увели(J на эмиттере фоточение напр51жения

диода 3 до значения

и (4)

фт стир приводит к переходу фотодиода 3 в область насыщения При этом его входное соаротивление резко падает- и шунтирует цепочку из последовательно соединенных диода 1 и резистора 4. Источник света диода 1 racaeTJ ПООС по каналу световой диод-фототранзистрр включается и ячейка переходит в ис- i ходное состояние (состояние Выключено). В том случае, когда длительность вход- . ных световых сигналов превышает постоянную времени цепи обратной связи световой диод-фототранзистор, выключение ячейки производится световыми сигналами, создающими на входе фототранзистора более высокий уровень освещенности, чем сигналы записи. Величина уровня освещенности должна обеспечить выполнение услоВИЯ (4).

При управлении по двум оптическим входам ячейка работает следующим образом. Запись информации (включение ячейки) осуществляется подачей на фототранзистор входного свётовго сигнала вх1, который переводит его в проводящее состояние и обеспечивает зажигание светового диода И включение ПООС по канаду световой ди:од-фототранзистор.

5 Однако выключается ячейка подачей светового сигнала вх2 на оптический вход двухбазового фотодиода. При этом его входное сопротивление резко падает и шунтирует цепочку из последовательно соединенных

0 светового диода 1 и резистора 4. Диод 1 гаснет, выключается ПООС и ячейка переходит в состояние Выключено Выбором величин сопрЪтивления резистора 5 производится установка необходимого зна чения напряжения пика у двухбазового фотодиода, при котором обеспечивается необходимый порот- включения фотодиода 3. Предмет изобретения Оптоэлектроиная бистабильная ячейка, содержащая фототранзистор и световой диод имеющий с фототравзистором канал положнтельной оптической обрагной связи, о т личающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности управления как по двум, так и по одному оптическому входу, в нее введен двухбазовый фотодиод, оптически связанный с источником внешних световых сигналов, эло1ттер которого подключен к коллектору фототранзистора, первая база - к общей шине источника питания, а вторая база через переменный резистор - к другой шине источника питания.

+