Оптоэлектронный элемент памяти Советский патент 1982 года по МПК G11C11/42 

(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ

Изобретение относится к электронике, кибернетике и вычислительной технике и предназначено, в частности, для использ- зования в интегральных схемах памяти.

Известны оптоэлектронные элементы памяти, состоящие из ячеек памяти, записи, опроса и считьтания информации 1.

Сигналы записи информации подаются в форме световых импульсов, а сигналы опроса и сигналы на выходах элемента памяти являются электрическими. Это ограничивает функциональные возможности устройств на основе данных элементов, а также их быстродействие, так как операция считывания осуществляется последовательно.

Наиболее близок к предлагаемому оптоэлектронный элемент памяти, содержащий первый и второй полевые транзисторы, истоки которых соединены с шиной нулевого потенциала, первый и второй фотодиоды, катоды которых подключены к шине нулевого потенциала, а аноды co-i единены соответственно с затворами пер-

2

вого и второго полевых транзисторов, стоки которых соединены соответственно с анодами второго и первого фотодиодов и первыми контактами первого и второго нагрузочных резисторов, другие контакты которых соединены с шиной питания. В ЗУ, созданных на основе указанного элемента памяти, возможна одновременная запись или стирание информации в любых ячейках .

Недостатком указанного ЗУ ясвляется .низкое быстродействие из-за невозможности параллельного (одновременного) опроса большого числа ячеек, дающего возможность считьтания произвольных фрагментов информации за один такт. Кроме того, для расширения i функциональной возможности ряда устройств представляет инте;рес, когда информация выдается в форме оптических сигналов.

; Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей ЗУ на основе предлагаемого элемента памяти. Поставленная цель достигается тем, что в onтоэлектронный элемент памяти, содержащий первый и второй полевые транзисторы, лстоки которых соединены с шиной нулевого потенднала, первый и второй фотодиоды, катоды которых подключены к источнику смещения, а аноды соединены соответственно с затворами первого и второго полевых транзисторов, стоки которых соединены соответственно с анодами второго и первого фотодиодов и первыми контактами первого и второго нагрузочных резисторов, другие контакты которых соединены с шиной питания, введены первый и второй двузатворные поле вые транзисторы, третий нагрузочный резистор, третий фотодиод и первый и второй светоизлучающие диоды. При этом истоки двузатворных полевых транзисторов соединены с шиной нулевого потенпиала и первым контеа том третьего резистора, другой контакт которого соединен с катодом третьего фотодиода, анод которого подключен к анодам первого и второго светоизлучающих диодов, катоды которых соединены соответственно со стоками первого и второго двузатворных полевых транзисторов, первые затворы которых соединены с катодом третьего фотодиода, а вторые затворы соединены соответственно со стоками первого и второго полевых транзисторов. На чертеже показана принципиальная электрическая схема оптоэлектронной ячейки памяти (где Т и Т -первый и второй полевые транзисторы; Tj и Т первый и второй двузатворные полевые транзисторы; D , D. и Dj - первый, вто рой и третий фотодиоды; D4 и DC - первы и второй светодиоды {диоды Ганна), fi , KI и RT, - первый, второй и третий нагрузочные резисторы). Функ1шонирование оптоэлектронного элемента памяти в режимах записи, хранения и считывания информахши происходит следующим образом. При записи 1 (О) световой импульс подается на фотодиод D (Dj.), чт приводит к понижению потенциала ячейки записи и установлению триггера в устойчи вое состояние, соответствующее ICO). После снятия светового импульса с фотодиода DV, (D J триггер сохраняет уста новленное состояние. При этом транзистор Тз(Т4) оказывается открн1тым по затвору, а транзистор ) - закрыты по затвору. В режимах записи и хранени ,0ба двузатворных транзистораТ и 1закрыты по затворам соответственно. При считывании подача светового импульса на фотодиод D приводит к повьпде- Ш1Ю потенциала фотоизлучателя и к открыванию двузатворных транзисторов по затчворам. При этом двузатворный транзистор Т(Т) оказывается открытым по обоим затворам, что приводит к свечению диода Ганна D4(%), свидетельствующему о том, что в элементе памяти записана 1 (О). При считътании разрушения информации не происходит. Быстродействие оптоэлектронного элемента в любом режиме Предлагаемое изобретение является оптоэлектронным элементом памяти с оптическими записью, стиранием, считыванием и выдачей информации. На основе элементов данного типа возможно создание интегральной схемы памяти, состоящей из большого числа таких элементов, объединенных друг с другом только по питания. Введение в элемент фоточувствительных ячеек опроса и излучателей света позволяет реализовать функции оперативной памяти с записью, считыванием и стиранием информации любыми фрагментами, включая весь объем памяти, за один такт. Возможность параллельного опроса и считывания в данном ЗУ в от личие от интегральных схем памяти, построенных на элементах прототипа, где опрос и считывание осуществляется последовательно, значительно увеличивает бь1стродействие и функциональные возможности предлагаемого устройства. Формула изобретения Оптоэлектронный элемент памяти, содержащий .первый и второй полевые транзисторы, истоки которых соединены с шиной нулевого потенциала, первый и второй фотодиоды, катоды которых подключены к источнику смещения, а аноды соединены соответственно с затворами первого и второго полевых транзисторов, стоки которых соединены соответственно с анодами второго и первого фотодиодов и первыми контактами первого и второго нагрузочных резисторов, контакты которых соединены с шиной питания, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия .элемента па:мяти, в него введены первый и второй вузатворные полевые транзисторы, тре- тий нагрузочный резистор, третий фотодиод и первый и второй светоизлучаюшие диоды, причем истоки двузатворных полевБ1к транзисторов соединены с шиной ну(Левого потенциала и первым контактом {третьего резистора, другой контакт которого соединен с катодом третьего фото.диода, анод которого подключен к анодам первого и второго светоизлучаюшйх Диодов, катоды которых соединены соответственно со стоками первого и второго 5двузатворных полевых транзисторов, пер; вые затворы которых соединены с катодом третьего фотодиода, а вторые затворы со- 96 98« единены соответственно со стоками первого и второго полевых транзисторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 6616О8, кл. Gil С 11/42, 1977. 2.Латент США № 3624419, кл. ЗО7-279, опублик. 1972 (прототип).