Динамическая ячейка памяти для постоянного запоминающего устройства Советский патент 1975 года по МПК G11C11/42 

(54) ДИНАМИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ ДЛЯ П(Х:ТОЯИНОГО ЗАПОМИИАЮиДЕГО УСТРОЙСТВА Запоминание О Б ЯП осушествляетс. : на конденсаторе а виде заряда, периоди« ческя регенерируемого током газоразрядного элемента, включаемого при одновременном воздействий напряжения и света, Для считываная сигналов ЯП можно испо. зовать относительно.простой полярочувст бительный усилитель считывания. На фиг. 1 принципиальна; элежтричв кай схема предлаг-аемой оптограммируемо ЯП; на (. 2, - временные зависимости напряжения IJc на запом шаюшем кокденсаторе ЯП, напряжения питашш Da и лу- чйстости j импульсной стробоскопической лампы; на фиг, 3 - яередаточная характеристика используемого р-.канального МДП транэистора, требуе го для ЯП, Предлагаемая ЯП (см. фт-сг. 1) включ. ется в пересечении числовсзй 1 и разряд™ ной 2 шин. Числовая шина опрашивается отрицательным импульсом 3 с параметрам сигналов ТТЛ-микросхемы, у которых верх НИИ уровень и не менее 3,5 В, а и - не более- 0,4 В. нижний уровень Разрядная шина находится под нулевым (или отрицательным) потенциалом. ЯП 4 состоит из двухэлектродного газоразрядного элемента 5 с холодным катодом, р«-ка нального МДП™транзистора 6 с обогащение и конденсатора 7. Анод газоразрядного эле мента подключен к шине 8 динамического питания, представляющего собой непрерыв ную последовательность положительных ям пульсов амплитудой несколько десятков вольт, следующих с большой скважностью. Катод газоразрядного элемента, затвор транзистора и один конец конденсатора объ единены. Сток транзистора подключен к разрядной шине, второй конец конденсатора к ч гсловой шине, а исток транзистора подключен к шине-9 положительного постоян.него напряжения смеа.ения UCM Форма импульсов напряжения питания на шине 8 обозначена на фиг, 2 буквой . Импульсы следуют с уровня UCM U и имеют амплитуду Ug. . Амплитуда импульсов должна удовлетворять условию

2

и + и... с Ц

С.М

где UT и Ug - напряжения горения и

зажигания газоразрядного элемента, соответственно.

Период следования импульсов питания лежит в секундном и даже минутном диапазоне, а длительность -- в диапазоне со

пульса опроса транзистор открывается, и от источника напряжения смешения ,

через него течет ток, заряжающий емкость разрядной шин. Изменение потенциала .разрядной шины воспринимается

усилителем считывания как сигнал единицы. Б Т(мноте ток в газе между анодом и

холодным катодом газоразрядного элементен микросекунд. Длительность фронтов импульсов питания заходится в диапазоне едкнии микросекунд. В делом последовагедьносгь имг.гу;-пьсов питания, пос1у1гаю щих на анод, имеет широкх1е допуски по всем параметрам. Одновремешю о яосауплением нмпульс питания вспыхивает миниатюрная ампульо аая стробоскопическая лампа 10 и через ко дону 1 площадку, если она прозрачная,-, освещает катод газоразрядного элемента. Форма временной зависимости лучис тосги j ламлы показана на фиг. 2. Им пульсная лампа синхрс дазирована с истоком питшгая. Е5 состоянии 1 газоразрядный элемен г ЯП экранирован от излучения импулл6 сной лампы непрозрачной кодовой плошай- кой информационного, ({рТОтрафарета. другого постороннего излучения (света) газоразрядный элемент экранирован элементами конструкции. Поскольку газоразрядный элемент ЯП, находящийся в состоянии , находится в полной Teivvноте, в межэлектродном промежутке свободных электронов нет. При поступлении импульса напряжения питания ток в i-азе не течет, так как нет первичных электро- нов, порождающих начальные лавины. Благодаря токам утечки конденсатора газоразрядного элемента и затвора, затвор приобретает потенциал, близкий к на пряжению УСРЛ 1 которое, в свою очередь, близко по величине к верхнему уровню и импульса опроса. Затвор и исток будут под одина;йй)вым потенциалом. Передаточная характеристика МДПтронзистора (см. фиг. 3) выбрана такой, что транзистор при равных потенциалах затвора и истока закрыт, но находится на границе открывания. Импульс опроса 3 с числовой шины передается через конденсатор на затвор транзистора без потери амплитуды, поскольку сопротивление межд узлом затвор- катод- конденсатор и низкоомнымисцепями - это большое сопротивление утечки диэлектрика. При понижении напряжения на затворе на величину перепада U - Оимта рввен щпю, но ток по диэлек-з-- рмку может быть одного поря дав с токами конденсатора. Предсказать заранее соотношение этих токов трудно. Чтобы ток утеши газоразрядного элемента не повышап потенциал затвора транзистора н не вводил таким образом транзистор в глубокой отсещси, предусмотрено не посто янное, а имггульсное напряжение питания газоразрядных элемантов. И. большой скважности следования импульсов пкташ я зарядом конденсатора током утечки газоразрядного элемента, увеличеггаым Б тече ние импульса напряжения, можно пренебречь.

Между анодом и катодом газоразрядного элемента имеется емкость Сак . I Mнульс напряжения питания передается на затвор транзистора с. сохранением формы, но с уменьшением амплитуды вСо.К/Сзйп

раз, где СзО-П

eNffiocTb конС нсато-

ра 7, ( Сзап :: Cart) ОтношениеСак /Сэо,п подбирается такго.-):,

чтобы изменение напряжения на затворе было намного меньше перепада напряжения импупьса опроса. С другой стороны, ввиду большой скважности следования импульсов питания и засветки, среднее быстродействие ПЗУ на рассматриваемых ЯП практи чески не изменяется, если к момент реге нерации зарядов на конденсаторах опрос запрещается. В этом случае величина от ношенияСак /Cjan некритична.

Если ЯП находится в состоянии О, через прозрачную кодовую площадку ин формационного фототрафарета на катод га«зоразрядного элемента попадает свет от импульсной стробоскопической -лампы, ра ботаюшей синхронно с источником импульсного питания. Импульс света совпадает во времени с -импульсом напряжения пита- ния.

При включении устройства первый импульс питания и импульс света включают газоразрядный элемент и ток последнего заряжает конденсатор 7, Включение газо- разрядного элемента при напряженки, меньшем напряжения зажигания происходит вследствие интенсивной фотоэмиссии элеКт ронов с холодного катода, который специально покрывается пленкой щелочного или шелочно-земельного металла с малой р.аботой выхода. Выбитые электроны образуют мош}1ую лавину, благодаря которой в межэлектродном промежутке образуется большой объемный заряд ионов. Объемный заряд искажает электрическое поле и соз. дает условна сушествава шя самостоятель™ кого разряда.

Вначале ток газоразрядного элемента растет, но по мере того как растет напря-5 жекие на конденсаторе и, соответстЕенно, уменьшае1х:я на газоразрядном элементе, ток начинает меньшатьс11. При умеьгьшении напряжений на газоразрядном элементе до самооуоительный разряд прекращается.

10

Если излучение импульсной лампы к SToxiy времени окончилось, несамостоятельного разряда тоже не будет.

Затвор транзистора

и,

о.

.после окончания импульса напряжения питания к импульса подсветки оказывается под йаяряжением - . Это натф жение не должно превышать предельно допустикГ/ю величину напряжения между за твором и стоком (истоком) или Затвором и подложкой.

Амгшит1да напряжения импульса опроса недостаточна для открывания транзистора,

т.е.и-и° и -и2 и,

следовательно, при опросе ЗЯ, находящейся в состоянии О , потенциал разрядной шины на не изменится.

После зарядки конденсатор медленно раэряжается за счет тока утечки, а также токов утечки затвора транзистора и газораа рядного элемента. Минимальное напряжение на затворе для передаточной характеристики, показанной на фиг. 3, должн) быть больше

максимальной амплитуды . 4ин. пульса опроса.

Период следования импульсов питающего напряжения и импульсов подсветки устанавливается таким, чтобы конденсатор в худшем

случае не успевал разряжаться ниже крити ческого напряжения ( и,уцо.(;. - и, ).

На оси напряжений передаточной характериотики (см. фкг. 3) отмечены значения раз.ности потенциалов межда истоком и затвором 1транзистора, определяющие режимы работы ЯП. Врезу.енная зависимость напряжения на конденсаторе обозначена на фиг, 2 буквой г.

50

Предкеет изобретения

Динамическая ячейка памяти для постоянного запоминающего устройства, содержашая двухэлектродный газоразрядный элемент с холодным катодом, анод которого соединен с шиной питания, шину смешения, числовую и выходную шины, о т л и ч а юш а я с я тем, что, с целью повышения

быстродействия и снижения потребляемой