Запоминающая матрица Советский патент 1977 года по МПК G11C11/34 G11C5/02 

(54) ЗАПОМИНАЮЩАЯ МАТРИЦА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в запоминакшшх устройствах цифровых вычислительных и управляющих машин.

Известны емкостные запоминающие устройства (ЗУ), в которых элементами памяти являются емкости между адресными и разрядными шннами, прнчем там, где записана единица, стоит большая емкость Српах э гдезаписан нуль - меньшая Crpin 1.

Основным недостатком этих ЗУ является снижение надежности при увеличении информационного объема.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ЗУ, элементами памяти в котором служат металл-диэлектрик-полупроводниковые (МДП) конденсаторы, селектируемые по матричной схеме с помощью дополнительньи электродов. Введенные в этом ЗУ управляющие, шины позволяют при считывании информации все невыбранные запоминающие элементы (ЗЭ) переводить в состояние Cmjn. что обеспечивает стабильность нагрузки в разрядной шине и, как следствие, более надежное распознавание считанной информации. 2.

Недостатком этого ЗУ является значительное ослабление выходного сигнала за счет малого емкостного сопротивления в выходной разрядной цепи. При этом выходная емкость, шунтирующая выходную разрядную шину, образуется всеми емкостями связи, соединенными с адреснымн шинами. В результате чем больше информационные размеры матрицы ЗУ. тем больше ослабление вцходного сигнала и ннже надежность работы устройства.

Целью изобретения является псшышение надежности работы ЗУ.

Для этого полупроводниковая пластина запоминающей матрицы имеет диффушонные области, расположенные под проводящими электродами, образующие с полупроводниковой пластиной р-п переходы с лавинным пробоем и соединенные через резисторы с управляющей щкной.

Таким образом, каждый ЗЭ к выходной шине

съема информации подключен через р-п переход, за счет чего уменьшается их шунтирующее действие и повьшиется надежность работы,

lia фиг. 1 да}ш схема предгюженной запоминающей матрицы; на фиг. 2 -- разрез А- А фиг. 1; на

I фиг. 3 графически изображены вольтфарадная и вольта1«1ервая характеристики.

На иолупровсдниковую пластину 1 последова телыю нанесены слои диэлектрика (например, окисла 2 и нитрида 3 кремния) и металлические электроды 4. образующие МНОП-конденсатор с гастережсной вольтфарадной характеристикой. Над электродами 4 соединенными через резисторы 5 с первой управлякнцей шиной 6, нанесен дополнительный слой диэлектрика 7. Размещенные на нем дополнительные электроды 8 и 9 соединены с соответствующими адресными шинами 10, II и 12, 13. Неположенные под электродами 4 даффузионные области 14 образуют с полупроводниковой пластиной р-п переходы с лавинным пробоем, которые через резисторы 1S соединены со второй управляющей шиной 16. Съем считанной информации осуществляется с разрядной щины 17.

Вольтфарадная характеристика участка диффузионная область 15 - окисел 2 - нитрид 3 электрод 4 иожет вид петли гистерезиса (фиг. 3).

При подаче на электрод 4 относительно диффузионной области 14 импульса напряжения Vnop емкость утастка изменится по кривой а-б и после снятия напряжения емкость останется на уровне CjMBKC. соответствующем логической единице; при подаче - Vnop емкость изменится по кривой в-г и останется ш уровне Смин. соответствующем логическому нулю.

При подаче импульсов, амплитуда которых - I Vo V VQ, величина емкости будет обратимо изменяться соответственно по участкам б шш в при исходном значении CjvjaKC и по участкам а или в при исходном значении Смин- Вольтамперная характеристика д-е отображает переход с лавинным пробоем, образованный пластиной полупроводника 1 и диффузионной областью 14 (фиг. 3).

-Запоминающая матрида работает следующим образом.

При селекции ЗЭ на все его дополнительные электроды 8 и 9 одновременно подаются однополярные импульсы, в случае же, если ЗЭ не выбран, m все его дополнительные , электроды заземлены или селектирующий импульс подается только на один дополнительный электрод, и образующийся при этом емкостной делитель обеспечивает на электроде 4 напряжение, меньщее по абсолютной величине необходимого для селекции ЗЭ и сохраняющее записанную информацию.

В цикле записи обе управляющие щины 6 и 10

заземляются. Прн записи нуля на дoпoл штeльныe

электроды 8 и 9 подается импульс напряжения v

-Vnop (см. фиг.,3), происходит лавинный пробой

. р-п перехода (участок д) н далее матрица работаег

обычным образом. При загшсн единицы импульс напряжения V Vnop открьгаает р-п переход (участок е) и далее матрица работает также обычным образом.

При считьшании на первую управляющую щину 6 подается напряжение смещения -Vo, вторая управляющая щина 16 заземляется, а разрядная щина 17 заземляется через нагрузку. Прн этом все ЗЭ запоминающей матрицы обратимо переходят в состоя1ше CMHH- В выбранном 33 нахгряжение считьшания Vcr , подаваемое на все его дополнительные электроды, позволяет МНОП-конденсатору перейти в состояние, соответствующее записанной в нем информации: Смаке (в случае единицы) или Смин (в случае нуля), р-п переход открывается, и на нагрузке разрядной цшны выделяется импульс Vc с амплитудой, соответствующей считанной информации.

Импульс считьшания Vc запирает р-п переходы всех невыбранных ЗЭ, которые оказьшаются подключенными к разрядной шине через емкости запертых р-п переходов, значительно меньших С инТаким образом,снижается щунтирующее действие невыбранных ЗЭ уменьщается ослабление выходного сигнала и, следовательно, повышается надежность работы запоминающей матрицы.

Формула изобретения

Запоминающая матрица, содержащая МНОПконденсаторы, вьшолненные на полупроводниковой шистнне, с последовательно нанесенными на нее слоями диэлектрика, например, окисла : нитрида кремния, на которых расположены металлические электроды, соединенные через резисторы с первой управляющей шиной, на электродах расположен дополнительный слой диэлектрика, на котором размещены дополнительные электроды, соединенные с соответствующими адресными шинами,отличающее с я TeMi что, с целью повьциенйя н1адежности работы матрицы она имеет диффузионные области, расположенные;, .в полупроводниковой пластине под металлическими электродами н образующие с пластиной р-п-переходы с лавинным пробоем и соединенные через дополнительные резисторы со второй управляющей ашной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

10

ft 8

9

/V

--/t