DE1474409B2 - Speichervorrichtung mit mindestens einem steuerbaren Halbleitergleichrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung mit mindestens einem steuerbaren Halbleitergleichrichter, z. B. einem steuerbaren Siüziumgleichrichter, und einer in der Anoden-Kathoden-Leitung des Gleichrichters liegenden Spannungsquelle zum Vorspannen des Gleichrichters in einen Haltestrom-Leitfähigkeitszustand, wobei ein erster Eingang zwecks Anlegen eines Signals an die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters sowie ein zweiter Eingang zwecks Anlegen eines Signals an die Anoden-Kathoden-Leitung vorgesehen ist.

Es sind zahlreiche Speicherelemente bekannt. Bekannt sind ferner zahlreiche Schaltungen zur Zusammenfassung einer Mehrzahl derartiger Speicherelemente zu Speichergruppen, z. B. zu einer Matrix. In den letzten Jahren hat die Forschung zu einer erheblichen Anzahl unterschiedlicher Speichervorrichtungen geführt. Beispielsweise stehen heutzutage der Twistor, der Tensor, verschiedene Eccles-Jordan-Flip-Flop-Schaltungen, Ferritkerne und andere Elemente zur Verfügung und werden zur Bildung eines logischen Speichers häufig verwendet.

Das zur Zeit vermutlich am häufigsten verwendete Speicherelement ist ein Ferritkern mit quadratischer Hystereseschleife. Der Ferritkern kann verhältnismäßig klein gehalten werden und vermag in Verbindung mit einem erheblichen Aufwand von

Zusatzeinrichtungen zwei Zustände zu speichern, die löschend oder nichtlöschend ausgelesen werden können. Die von den Speichern mit derartigen Elementen verbrauchte Leistung ist an sich nicht zu hoch, obwohl sie, um einen optimalen Speicher zu erhalten, verringert werden sollte.

Ferritkernspeicher haben weiterhin den Nachteil, daß sie nur mit großer Schwierigkeit in Verbindung mit integrierten Schaltkreisen aufgebaut werden können.

Bekannt ist es weiterhin, eine Doppelbasis-Halbleiterdiode als Speichervorrichtung zu verwenden (USA.-Patentschrift 2 907 000). Eine Doppelbasisdiode besitzt bekanntlich drei Elektroden. Zwischen zwei, nämlich den sperrschichtfreien Kontakten, wird eine Gleichspannung gelegt, die sogenannte Vorspannung. Der Querschnitt des Grundkörpers ist klein und — die Dotierung schwach — der Widerstand daher hoch. An der linken Seite des undotierten Körpers ist ein p-Bereich eingelassen, an den ein dritter Anschluß geführt ist.

Solange das Potential an diesem dritten Kontakt kleiner bleibt als das im Kristall an der Stelle des p-leitenden Kontaktes herrschende Potential, bleibt der pn-Kontakt gesperrt. Es fließt nur ein schwacher Elektronen-Strom zwischen den erstgenannten beiden Kontakten. Das Potential fällt längs des Kristalls linear ab. Erhöht man das Potential an dem dritten Kontakt so weit, daß die äußere Seite des p-Kontaktes gerade positiv gegen den angrenzenden Kristallbereich wirkt, so werden dort Löcher injiziert, die je nach der Polung an einen der beiden erstgenannten Kontakte abfließen. Hierdurch nimmt der Widerstand in dem einen, beispielsweise unteren Teil der Halbleiterdiode ab, und das Potential in der Diode in der Umgebung des pn-Überganges sinkt, so daß weitere Teile des p-Kontaktes Löcher in den Kristall injizieren. In diesem Bereich der Halbleiterdiode kann das zum Verschwinden des Widerstandes führen. Die erhaltene Charakteristik Id (Eingangsstrom) über Vd (Eingangsspannung) ist bekannt. Beim Betrieb der Schaltung ergeben sich zwei stabile Arbeitspunkte (Kippverhalten), die zur Speicherung ausgenutzt werden, wobei der zweite Arbeitspunkt allein dadurch eingestellt werden kann, daß das Potential an dem dritten Kontakt über einen bestimmten Schwellwert erhöht wird. Diesen Effekt kann man bei einer Matrixanordnung der Doppelbasisdioden dazu verwenden, eine bestimmte Zeile von Speicher-Zellen auszuwählen, sowie dazu, den Speicherzustand der Zelle festzustellen (auszulesen).

Die bekannte Anordnung ist zwar prinzipiell — wenn auch mit erheblichen Schwierigkeiten wegen der notwendigen vielen Potentialmessungen — geeignet, als integrierter Schaltkreis aufgebaut zu werden und ist auch günstig hinsichtlich der Größe, des Gewichts und der Kosten der Speicherelemente. Außerdem ist ein nichtlöschender Lesebetrieb möglich. Dabei ist der Signalpegel beim Auslesen genügend groß, so daß keine Hilfsverstärker notwendig sind. Nachteilig ist jedoch die relativ geringe Arbeitsgeschwindigkeit, da die Schaltzeiten der Doppelbasisdiode in der Größenordnung einiger Mikrosekunden liegen. Auch ist die Verlustleistung im gespeicherten Zustand relativ hoch, da die Hälfte der Vorspannung des dritten Kontaktes abfällt und der Strom auch nicht zu vernachlässigbar klein ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Speichervorrichtung mit einer Halbleiterdiode zu schaffen, die die Vorteile der bekannten Anordnung mit Doppel-Basisdioden besitzt, ohne deren Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Die Erfindung geht von einer anderen Halbleiterdiode, nämlich dem steuerbaren Halbleitergleichrichter (Thyristor) aus, dessen bistabile Eigenschaft an sich bekannt ist. Diese Eigenschaft wurde bisher nur in dem Sinne ausgenutzt, daß allein über die Torsteuerung der Gleichrichter voll gezündet oder durch Nichtanlegen der Torsteuerung gesperrt blieb. Die Erfindung nutzt einen anderen Effekt zur Speicherung aus, nämlich die Abhängigkeit des Haltestroms vom Schaltstrom. Es hat sich gezeigt, daß ein niederohmiger Bereich vorhanden ist, innerhalb dessen ein dem Haltewert entsprechender Strom eine hohe Leitfähigkeit nicht aufrechterhält, wenn nicht zunächst ein Strom angelegt wurde, der größer als der Schaltstrom ist.

Die Erfindung geht daher aus von einer Speichervorrichtung mit mindestens einem steuerbaren Halbleitergleichrichter, z. B. einem steuerbaren Siliziumgleichrichter, und einer in der Anoden-Kathoden-Leitung des Gleichrichters liegenden Spannungsquelle zum Vorspannen des Gleichrichters in einen Haltestrom-Leitfähigkeitszustand, wobei ein erster Eingang zwecks Anlegen eines Signals an die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters sowie ein zweiter Eingang zwecks Anlegen eines Signals an die Anoden-Kathoden-Leitung vorgesehen ist.

Die Erfindung besteht in der Anordnung eines in Reihe mit dem Anoden-Kathoden-Kreis des Halbleitergleichrichters liegenden, normalerweise geöffneten elektronischen Schalters, der bei gleichzeitigem Anlegen beider Eingangssignale schließt und einen Stromfluß bewirkt, der größer als der Schaltstrom ist, so daß die Spannungsquelle den Fluß des Haltestromes in der Anoden-Kathoden-Leitung auch dann bewirkt, wenn eines oder beide Eingangssignale entfernt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Eingangssignal an die Steuerelektrode des Gleichrichters gegeben, während ein weiteres Eingangssignal der Veränderung der Vorspannung des Gleichrichters dient. Bei nur einem der beiden Eingangssignale wird die Vorrichtung in den nichtleitenden Zustand überführt, wenn das Eingangssignal verschwindet. Auf diese Weise wird eine »0« gespeichert. Liegen beide Eingänge gleichzeitig vor, bleibt die Vorrichtung leitend, wenn eines oder beide Eingangssignale verschwinden. Eine Vorspannungsquelle liefert bei Verschwinden der Eingangssignale einen Haltestrom. Auf diese Weise speichert die Vorrichtung eine »1«.

Im bekannten Fall der Doppel-Basisdiode dagegen kann allein durch Anlegen eines erhöhten Potentials am dritten Kontakt der leitende Zustand (Speicherung der »1«) erreicht werden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung hat einmal den Vorteil, daß die Schaltzeiten und damit die Speicherzeiten sehr klein sind (etwa 0,1 Mikrosekunden oder auch eine Zehnerpotenz kleiner) und außerdem die Verlustleistung während des Speicherns der »1« sehr gering ist, was sich insbesondere dann günstig bemerkbar macht, wenn, wie allgemein üblich, die Speichereinheiten zu einer großen Matrix zusammengefaßt sind. Sie eröffnet überdies den Weg, den sehr weit verbreiteten und billigen Thy-

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ristor dem Speichersektor zugänglich zu machen. Stroms. Es ist besonders günstig, wenn diese Schalt-Doppel-Basisdioden — auch Unijunktion Transisto- vorrichtung einen Transistor aufweist, dessen Kolren genannt — haben dagegen bislang noch keine lektor im Hinterkreis in Reihe mit einer Vorspangroße Verbreitung gefunden und scheinen sowohl nungsquelle und dem Anoden-Kathoden-Kreis des hinsichtlich des technologischen Aufbaues als auch 5 Halbleitergleichrichters geschaltet ist.
hinsichtlich der Schaltungstechnik noch nicht so Eine andere bevorzugte Ausführungsform der ausgereift zu sein wie der Thyristor. Eine Speicher- Erfindung besteht darin, daß mit der Anode des matrix erfordert jedoch eine Vielzahl von gleich- Halbleitergleichrichters ein Widerstand verbunden artigen, gut beherrschbaren Speicherelementen. ist, dessen andere Seite den Eingang für die Halte-

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es io Stromvorspannung und für eines der Eingangssignale

günstig, wenn der Halbleitergleichrichter zwei korn- bildet, daß an die Anode des Halbleitergleichrich-

plementäre Transistoren aufweist, deren Kollektoren ters ferner die Kathode einer Diode angeschlossen

jeweils mit der Basis des anderen Transistors ver- ist, deren Anode den Ausgang der Speichervorrich-

bunden sind, wobei die Basis des einen Transistors tung bildet, sowie daß an die Steuerelektrode des

die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters bil- 15 Halbleitergleichrichters die Kathode einer weiteren

det und der Anoden-Kathoden-Kreis über die Emitter Diode angeschlossen ist, deren Anode einen Signal-

der Transistoren führt. Dies ist eine bekannte Äqui- eingang der Speichervorrichtung bildet,

valentschaltung, die sich in der Praxis als sehr Von besonderer Bedeutung ist ferner, daß die

zweckmäßig erwiesen hat. Bauteile der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin- 20 ohne weiteres als integrierte Schaltung ausgeführt dung sind an den Halbleitergleichrichtern drei Si- werden können. Durch die Verwendung bekannter gnale anlegbar, von denen zwei bei gleichzeitigem Verfahren können sämtliche Dioden und WiderAnlegen einen Schaltstrom fließen lassen, während stände, der Transistor und der gesteuerte Siliziumdas dritte Signal ein Durchlaßvorspannungssignal ist, gleichrichter auf einer einzigen Scheibe ausgebildet das einen Haltestrom fließen läßt, der den Halb- 25 werden. Die Möglichkeit des integrierten Aufbaus leitergleichrichter auch nach Verschwinden der bei- wird dadurch verbessert, daß die Bauteile des Speiden anderen Signale in leitendem Zustand hält, so cherelements nicht kritisch sind. Eine derartige Vordaß das gleichzeitige Auftreten der beiden anderen richtung kann als Teil einer Speichergruppe auf einer Signale als Weiterfluß des Haltestroms speicherbar einzigen Scheibe aus Halbleitermaterial leicht mit ist, während das gleichzeitige Anlegen von nur zwei 30 integrierten Schaltungszwischenverbindungen verdieser drei Signale einen Strom fließen läßt, der sehen werden. Die Vorteile einer integrierten Ausgeringer als der Schaltstrom ist, so daß nach Ver- führung sind erheblich.

schwinden der Signale kein Haltestrom fließt und Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten

der Halbleitergleichrichter in den nichtleitenden der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend be-

Zustand zurückkehrt. Hierbei ist es vorteilhaft, 35 schriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigt

wenn die beiden anderen Signale an die Anode bzw. F i g. 1 ein schematisches Schaltbild einer Spei-

die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters an- chervorrichtung nach der Erfindung,

legbar sind. F i g. 2 eine Stromspannungskennlinie für den Be-

Bei Anlegen der beiden obengenannten Signale trieb eines gesteuerten Halbleitergleichrichters oder

zur Speicherung einer »1« kann ein mit dem Gleich- 40 zweier entsprechend Fig. 8 geschalteter pnp- und

richter zusammengeschalteter Transistor betätigt npn-Transistoren zur Erläuterung der Arbeitsweise

werden, um einen niederohmigen Stromweg zu der Vorrichtung nach der Erfindung,

schaffen, so daß ein hoher Schaltstrom fließt. Durch F i g. 3 ein schematisches Schaltbild eines weite-

diesen wird der Halbleitergleichrichter derart vor- ren erfindungsgemäß aufgebauten Speicherelements,

bereitet, daß er nur mit dem Haltestrom im leiten- 45 F i g. 4 ein schematisches Schaltbild einer ent-

den Zustand gehalten werden kann. Wie oben bei sprechend der Erfindung aufgebauten Speichergruppe

der besonderen Ausführungsform erwähnt, hält der unter Verwendung der Speichervorrichtung nach

Haltestrom die Vorrichtung dann nicht im ein- Fig. 1,

geschalteten Zustand, solange ein kleinerer Strom F i g. 5 ein schematisches Schaltbild einer abge-

als der Schaltstrom fließt. Um einen Zustand der 50 wandelten Ausführungsform einer Speichervorrich-

Vorrichtung auszulesen, wird wiederum eines der rung nach der Erfindung,

Eingangssignale angelegt. Leitet der Gleichrichter, F i g. 6 eine Abwandlung des schematischen Schalt-

so bedeutet dies, daß eine »1« gespeichert ist. An- bildes nach Fig. 5,

derenfalls, d. h., wenn der Gleichrichter nicht leitet, F i g. 7 ein schematisches Schaltbild einer erfin-

ist eine »0« gespeichert. 55 dungsgemäß aufgebauten Speichergruppe bei Ver-

In einem besonderen Ausführungsbeispiel der Wendung der Speichervorrichtung nach F i g. 5 und

Erfindung weist der elektronische Schalter einen F i g. 8 ein schematisches Schaltbild, das einen

Transistor auf, im anderen Beispiel eine Diode. äquivalenten Stromkreis für einen gesteuerten

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn eine Leseschal- Siliziumgleichrichter veranschaulicht,

tung zum Abfragen des Leitfähigkeitszustandes des 60 In F i g. 1 ist eine Speichervorrichtung 10 veran-

Halbleitergleichrichters vorgesehen ist. Eine solche schaulicht, die einen gesteuerten Siliziumgleich-

Leseschaltung kann bevorzugt einen Transistor auf- richter 12 mit einer Anode, einer Kathode und einer

weisen. Torelektrode aufweist. Der Gleichrichter 12 kann

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Er- aus einer Reihe von bekannten Vorrichtungen ausfindung besteht in einer im Anoden-Kathoden-Kreis 65 gewählt werden. Eine herkömmliche Bauart bedes Halbleitergleichrichters liegenden Schaltvorrich- stimmter gesteuerter Siliziumgleichrichter sind Viertung zur Vorspannung des Halbleitergleichrichters schicht-pnpn-Bauelemente. Obwohl die Vierschichtin Sperrichtung und zur Unterbrechung des Halte- Bauelemente vorliegend als gesteuerte Silizium-

gleichrichter bezeichnet sind, kann auch Germanium als Gleichrichtermaterial verwendet werden. Es können auch Vierschicht-npnp-Bauelemente hergestellt und in den Schaltungen nach der Erfindung verwendet werden, wobei sämtliche Spannungspolaritäten S umgekehrt, alle Dioden entgegengesetzt gepolt sowie npn-Transistoren gegen pnp-Transistoren und pnp-Transistoren gegen npn-Transistoren ersetzt sind. Ein gesteuerter Siliziumgleichrichter stellt im wesentlichen das Halbleiteräquivalent eines Gasthyratrons dar.

Entsprechend Fig. 1 ist die Kathode des Gleichrichters 12 über einen Widerstand 13 mit der Basis eines Transistors 14 verbunden. Der Transistor 14 ist ein herkömmliches npn-Bauelement, das entsprechend den im folgenden erörterten Kriterien ausgewählt ist. Die Anode des Gleichrichters 12 ist über eine herkömmliche Diode 18 an Masse angeschlossen. Die Kathode liegt über einen Widerstand 16 an einer negativen Vorspannung V₁. Die Torelektrode des Gleichrichters 12 liegt über einen Widerstands an einer negativen Spannung. Zur Einsparung von Bauelementen ist die gleiche Spannungsquelle F₁ gezeigt, obwohl der tatsächliche Wert der durch den Widerstand 19 angelegten Spannung nicht gleich F₁ zu sein braucht.

Der Kollektor des Transistors 14 ist über einen Widerstand 20 mit einer Vorspannungsquelle F₂ verbunden. An einer Klemme 24 können Ausgangssignale von dem Element 10 abgenommen werden. Das Element 10 weist zwei Eingangsklemmen 21 und 23 auf. Die Klemme 21 ist über eine Kopplungsdiode 22 mit der Anode des Gleichrichters 12 verbunden, während die Klemme 23 unmittelbar an die Torelektrode des Gleichrichters 12 angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise einer gesteuerten Halbleitergleichrichtervorrichtung entsprechend dem Gleichrichter 12 sei an Hand der Fig. 2 erläutert. Fig. 2 zeigt die Kennlinien der Vorrichtung, wenn mit Hilfe der Vorspannungspotentiale und der Eingangssignale verschiedene Spannungen und Ströme angelegt werden. Die in F i g. 2 gezeigten Kurven sind der Übersicht halber absichtlich verzerrt dargestellt. Wie oben bemerkt, ist der gesteuerte Gleichrichter das Halbleiteräquivalent des Gasthyratrons. Normalerweise ist ein derartiger Gleichrichter in pnpn-Form aufgebaut und mit drei Anschlüssen versehen. Zwei dieser Anschlüsse sind mit Anode und Kathode bezeichnet (entsprechend Fig. 1), während der dritte Anschluß als Torelektrode bezeichnet wird. Die in Fig. 2 dargestellten Spannungen sind Spannungen zwischen der Anode und der Kathode, während die Ströme die durch das Bauelement fließenden Ströme sind.

Im allgemeinen verläuft die Kennlinie des gesteuerten Gleichrichters derart, daß bei Anlegen einer Sperrspannung zwischen der Anode und der Kathode nur ein sehr kleiner Sperrstrom fließt, bis eine Stelle V_A erreicht ist, bei der ein lawinenartiger Durchbruch erfolgt. Die Stelle V_A wird oft als Zenerspannung, Sperrdurchbruchsspannung oder Lawinenspannung bezeichnet. Bei einer Vorspannung in Durchlaßrichtung zwischen der Anode und der Kathode können eine Reihe von Eigenheiten beobachtet werden. Wird an der Torelektrode kein Strom angelegt, fließt ein sehr geringer Durchlaßstrom von verhältnismäßig konstantem Wert, bis eine Durchbruchsstelle erreicht wird. Diese Stelle ist in Fig. 2 mit V_Bv I_Bl bezeichnet. Wird bei gleicher Vorspannung in Durchlaßrichtung ein Torstrom angelegt, fließt durch den Gleichrichter ein geringfügig größerer, jedoch minimaler Durchlaßstrom, bis eine weitere Durchbruchstelle erreicht ist. Im allgemeinen steigt der kleine (im wesentlichen vernachlässigbare) Durchlaßstrom mit wachsenden Torströmen für jeden speziellen Wert der Durchlaßvorspannung zwischen der Anode und der Kathode an. T

Reichen die Vorspannung und der Torstrom aus, um die Vorrichtung über den Durchbruchswert hinausgelangen zu lassen, fällt die Spannung am Gleichrichter auf einen praktisch vernachlässigbaren Wert, wie dies aus dem gestrichelten Teil der Kurve nach Fig. 2 hervorgeht. Danach wird für wachsende Ströme eine praktisch konstante Anoden-Kathoden-Spannung aufrechterhalten. Der Betrag des Stromes hängt von dem Widerstand der an den gesteuerten Siliziumgleichrichter angeschlossenen Schaltung ab. Es wurde festgestellt, daß, wenn der durch den Gleichrichter fließende Strom größer als ein bestimmter vorgewählter Schaltstrom ist, der in F i g. 2 mit I_L bezeichnet ist, die an den Gleichrichter 12 angelegten Eingangs- oder Schaltsignale verschwinden können, sofern nur ein geringerer Haltestrom fließt. Beispielsweise hält im allgemeinen ein Haltestrom von ungefähr 100 Mikroampere den Gleichrichter im leitenden Zustand. Wenn der Gleichrichter einen Eingangswert aufnimmt, der nicht ausreicht, um für einen größeren Strom als den Schaltstrom/i zu sorgen, kehrt die Vorrichtung bei Verschwinden der Eingangssignale in den hochohmigen Zustand zurück und führt nur einen vernachlässigbar kleinen Strom.

Die Ursachen dafür, daß Signale, die einen Strom erzeugen, der größere und kleinere Werte als der Schaltstrom hat, den Gleichrichter unterschiedlich arbeiten lassen, wurden noch nicht vollständig geklärt. Die gegenwärtig benutzte Technologie verwendet einen »Überlast«-Strom. Es liegen gewisse Anzeichen dafür vor, daß der Wert, bei dem der Schaltstrom fließt, nicht erreicht wird, bevor eine ausreichende Spannung an Zwischenübergangskapazitäten innerhalb der Gleichrichtervorrichtung aufgebaut ist. Eine weitere Theorie besteht darin, daß der gesteuerte Gleichrichter, der praktisch zwei in Rückkopplungsschaltung miteinander verbundene Transistoren darstellt, so arbeitet, daß eine Rückkopplung größer als 1 durch Multiplikation der unabhängigen Transistorkennwerte an der Stelle auftritt, wo der Schaltstrom erreicht wird. Keine der Erklärungen befriedigt bis jetzt die Wissenschaftler vollständig, und es mag sein, daß sich eine andere Theorie als richtig erweist. Es besteht jedoch die wichtige Tatsache, daß ein niederohmiger Bereich vorhanden ist, innerhalb dessen ein dem Haltewert entsprechender Strom eine hohe Leitfähigkeit nicht aufrechterhält, wenn nicht zunächst ein Strom angelegt wurde, der größer als der Schaltstrom ist. Dies ist eine der Erscheinungen, die bei der vorliegenden Speichervorrichtung ausgenutzt wird.

Welche Gründe auch immer dafür verantwortlich sind, die Vorrichtung arbeitet jedenfalls so, daß die Vorspannung am Gleichrichter und das an die Torelektrode angelegte Eingangssignal so ausgewählt werden können, daß keines von beiden allein bewirkt, daß der Schaltstrom durch die Vorrichtung

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fließt. Infolgedessen bewirkt keines der beiden bestimmenden Eingangssignale allein, daß der Gleichrichter in den Zustand kommt, bei dem bereits der Haltestrom den betreffenden Zustand aufrechterhält. Andererseits können die Größen beider Signale so gewählt werden, daß, wenn beide Signale gemeinsam angelegt werden, der Schaltstrom durch die Vorrichtung fließt, so daß der Haltestrom die Vorrichtung selbst dann leitend hält, wenn beide Eingangssignale verschwinden. Diese Werte können aus den Kennlinien nach F i g. 2 bestimmt werden, indem eine an die Steuerelektrode angelegte Vorspannung ausgewählt wird, die kleiner als die Spannung ist, bei der der Gleichrichter unabhängig von dem Torstrom schaltet, und in dem eine Vorspannung zur Erzeugung eines Haltestromes gewählt wird, die kleiner als die Spannung ist, die für das Fließen des Schaltstroms erforderlich ist, wenn ein Torsignal angelegt wird.

Wenn über die Klemme 23 an die Torelektrode des Gleichrichters 12 nach F i g. 1 ein Spannungssignal Vq angelegt wird, leitet der Gleichrichter 12 in Durchlaßrichtung. Die an den Gleichrichter 12 angelegte Vorspannung ergibt sich dadurch, daß über die in Durchlaßrichtung leitende Diode 18 Massepotential an die Anode und über den Widerstand 16 das negative Potential F₁ an die Kathode des Gleichrichters 12 angelegt wird. Die das Signal Vg liefernde Schaltung hat einen geeigneten Widerstand, um einen brauchbaren Torstrom fließen zu lassen, da der Gleichrichter 12 im wesentlichen eine stromgesteuerte Vorrichtung darstellt. Die Spannung V₀ und der Strom I₀ sind in Verbindung mit der betreffenden Vorspannung so gewählt, daß der sich einstellende Strom in dem Bereich (für betreffende Werte) unterhalb der Stelle liegt, bei der der Schaltstrom 11 fließt. Der Gleichrichter 12 gibt damit über den Widerstand 16 Strom im niederohmigen Zustand ab, dieser Strom reicht jedoch nicht aus, um die Kathode auf ein ausreichend hohes Potential kornmen zu lassen, um den Transistor 14 stromleitend zu machen. Der Gleichrichter kann im hoch- oder niederohmigen Zustand arbeiten, wenn nur das Signal Vq angelegt wird (in Abhängigkeit von dem betreffenden Wert von F₀), solange ein Strom-fließt, der kleiner als der Schaltstrom I_L ist. Weän das Eingangssignal Vq von der Klemme 23 abgeschaltet wird, kehrt der Gleichrichter 12 in den hochohmigen Zustand zurück.

Wenn andererseits an die Klemme 21 ein Signal V_m angelegt wird, während an der Klemme 23 ein Signal F₀ nicht vorhanden ist, und wenn das Signal V_RW kleiner als der Wert V_Bl nach Fig. 2 ist, bleibt der Gleichrichter 12 im hochohmigen Zustand. Das Verschwinden des Signals V_RW läßt den Gleichrichter 12 in diesem hochohmigen Zustand.

Wenn beide Signale V_RW und F₀ gemeinsam an die Klemmen 21 und 23 angelegt werden, wird der Gleichrichter 12 in den niederohmigen Zustand umgeschaltet, bei welchem ein erheblicher Durchlaßstrom fließt, d. h. ein Strom, der ausreicht, um den Wert des Schaltstromes zu überschreiten. Daß dieser Zustand sehr rasch erreicht wird, wird bei der Schaltung nach F i g. 1 durch den Transistor 14 besonders begünstigt. Das gleichzeitige Anlegen der Signale bewirkt, daß an der Kathode des Gleichrichters 12 eine Spannung auftritt, die groß genug ist, um den Transistor 14 zu triggern. Wenn der Transistor 14 in den Sättigungszustand umschaltet, ermöglicht es der dabei geschaffene niederohmige Stromweg, daß durch den Gleichrichter 12 ein großer Strom fließt. Wenn die Signale V_RW und F₀ abgeschaltet werden, wird über die Diode 18 für einen ausreichenden Strom gesorgt, um den gesteuerten Siliziumgleichrichter 12 im niederohmigen Zustand zu halten.

Da der Basisemitterübergang in Sperrichtung vorgespannt ist, wird der Transistor 14 nichtleitend, und es wird während der Speicherung einer 1 durch den Transistor 14 keine Leistung verbraucht. Wenn ein zweites oder »Lese«-Signal V_RW an der Klemme 21 auftritt, während der Gleichrichter 12 im leitenden Zustand ist, wird der Transistor 14 wieder eingeschaltet oder in den Sättigungszustand überführt und gibt an der Klemme 24 ein Ausgangssignal ab, das praktisch auf Massepotential liegt. Andererseits hat, wie zuvor erwähnt, ein Signal V_RW, das an die Klemme 21 angelegt wird, wenn der Gleichrichter 12 im hochohmigen Zustand ist, auf das Element 10 und den diesem zugeordneten Transistor 14 keinen Einfluß und bleibt an der Klemme 24 der Wert F₂ stehen.

Bei der die obigen Elemente verwendenden Schaltung kann ein Signal F₀ zwischen 0,8 und 1,2 Volt und ein Signal V_RW zwischen 2 und 6 Volt angelegt werden. Bei einer bestimmten Ausführungsform hatte das Signal F₀ einen Wert von 0,9 Volt und das Signal V_RW einen Wert von 4 Volt. Bei dieser Ausführungsform hatte die Spannung F₁ einen Wert von 2 Volt und die Spannung V₂ einen Wert von 4 Volt. Diese Werte liegen ausreichend auseinander, um bei einer Rechnerschaltung, bei welcher das Element verwendet werden kann, eine Unterscheidung zu ermöglichen.

Bei der die obigen Bauteile verwendenden Schaltung sind verschiedene Merkmale besonders erwähnenswert. Beispielsweise hatte das an der Klemme 24 erscheinende Ausgangssignal einen Wert von entweder 0 oder 4VoIt, Werte, die bei herkömmlichen Rechnerschaltungen ohne weiteres verwendbar sind, ohne daß Leseverstärker erforderlich werden. Auf diese Weise wirkt die Vorrichtung selbst als Verstärker. Der von Masse über die Diode 18 fließende Haltestrom, um den Gleichrichter 12 im leitenden Zustand zu halten, betrug 100 Milliampere.

Das Element 10 kann nichtlöschend oder löschend gelesen werden. Wird für das Lesen und das Schreiben an der Klemme 21 ein identisches Signal V_RW benutzt, so bleibt das ausgelesene Bit im Element 10 gespeichert. Ein weiterer Vorteil des in F i g. 1 gezeigten Elements 10 besteht darin, daß es beim löschenden Lesen mit recht hoher Geschwindigkeit arbeitet. So erfolgt das Schalten vom Null- zum Eins-Zustand und zurück unter Verwendung handelsüblicher gesonderter Bauteile mit Frequenzen über 1 Megahertz. Beim nichtlöschenden Lesen wurden Geschwindigkeiten von 10 Megahertz erzielt.

Wahlweise kann der Stromkreis der Diode 18 geöffnet werden, indem entweder ein (nicht veranschaulichter) Schalter vorgesehen wird oder indem die Diode 18 durch einen Transistor ersetzt wird, um den Haltestromkreis zu unterbrechen.

In Fig. 3 ist eine weitere Speichervorrichtung gezeigt, die entsprechend der Erfindung aufgebaut ist. Ebenso wie bei der in Fig. 1 veranschaulichten Vorrichtung ist ein gesteuerter Siliziumgleichrichter

12 mit Bauelementen zusammengeschaltet, um seine besonderen Schaltstrom - Haltestrom - Eigenschaften auszunutzen. Die Anode des gesteuerten Siliziumgleichrichters 12 ist über eine Diode 18 mit Masse verbunden, während die Kathode über einen Widerstand 16 an einer negativen Vorspannung V₁ liegt. Der Anode des Gleichrichters 12 werden Eingangssignale von einer Klemme 21 über eine Diode 22 zugeführt. Toreingangssignale gelangen von einer Klemme 23 zur Torelektrode des Gleichrichters 12. Die Kathode des Gleichrichters 12 steht über eine Reihenschaltung aus einer Diode 34 und einem Widerstand 33 mit Masse in Verbindung. An die Kathode der Diode 34 ist eine Ausgangsklemme 24 angeschlossen.

Ebenso wie die Vorrichtung 10 nach F i g. 1 ist die Vorrichtung30 nach Fig. 3 derart vorgespannt, daß ein an die Klemme 21 angelegtes Eingangssignal V_Rw allein nicht ausreicht, um den Gleichrichter 12 für einen hohen Strom leitend zu machen. Weiterhin reicht ein Signal V₀ an der Eingangsklemme 23 nicht aus, um den Schaltstrom I_L in Durchlaßrichtung durch den Gleichrichter 12 fließen zu lassen, wenn nicht gleichzeitig ein Eingangssignal V_RW angelegt wird. Wenn das Signal an die Klemme

23 angelegt wird, kann ein großer Strom durch den Gleichrichter 12 fließen, der kleiner als der Schaltstrom/i ist. Infolge der Vorspannungswerte bleibt jedoch die Kathode des Gleichrichters 12 auf einem Potential, das niedriger als das Massepotential liegt, so daß die Diode 34 in Sperrichtung vorgespannt bleibt. Werden die beiden Signale V_RW und V₀ gleichzeitig an die Klemmen 21 und 23 angelegt, wird der gesteuerte Siliziumgleichrichter 12 in den Zustand hoher Leitfähigkeit überführt. Wenn das Signal V₀ angelegt wird und den Gleichrichter 12 in den niederohmigen Zustand schalten läßt, führt das an der Klemme 21 angelegte Spannungssignal ν_Κψ zu einem Anheben des Potentials an der Kathode des Gleichrichters 12, wodurch die Diode 34 in Durchlaßrichtung vorgespannt und über den Widerstand 33 ein niederohmiger Stromweg nach Masse gebildet wird. Infolgedessen kann durch den Gleichrichter 12 ein Strom fließen, der zum Schalten der Vorrichtung ausreicht. An dem Anschluß 24 der F i g. 3 kann eine Abtastschaltung, die einen Schalter entsprechend Transistor 14 der Fig. 1 aufweist, angeschlossen sein. Nach Verschwinden der Eingangssignale an den Klemmen 21 und 23 genügt der aus der Spannungsquelle V₁ über die Diode 18 fließende Haltestrom, um den Gleichrichter 12 leitend zu machen. Durch Absenkung des Potentials an der Kathode des Gleichrichters 12 kehrt die Diode 34 in den nichtleitenden Zustand zurück.

Wenn danach das Signal V_RW angelegt wird, um den Zustand des Elements 30 auszulesen, bleibt der nichtleitende Gleichrichter 12 nichtleitend. Das Signal V_RW bleibt ohne Einfluß auf den Zustand an der Klemme 24, d. h., es wird nach Masse abgeleitet, da die Diode 34 sperrt. Wenn andererseits der Gleichrichter 12 leitet (eine 1 speichert), beeinflußt das Signal V_m die Vorspannung an der Kathode des Gleichrichters 12 in ausreichendem Maße, um die Diode 34 in Durchlaßrichtung leiten zu lassen und eine positive Ausgangsspannung an der Klemme

24 zu entwickeln. Die Arbeitsweise des Elements 30 nach F i g. 3 entspricht also im wesentlichen derjenigen des Elements 10 nach Fig. 1. Es ergeben sich im wesentlichen die gleichen Vorteile. Von besonderer Bedeutung ist, daß auch alle Bauteile des Elements 30 leicht in Form einer integrierten Schaltung ausgebildet werden können.

F i g. 4 zeigt eine Speichergruppe mit mehreren Speichervorrichtungen. Das schematische Schaltbild nach F i g. 4 zeigt besonders anschaulich, wie einfach die Speichervorrichtungen zu einer Gruppe zusammengefaßt und in besonders wirtschaftlicher Weise sowohl für Schreib- als auch für Leseoperationen adressiert werden können. Der in F i g. 1 innerhalb der gestrichelten Linien veranschaulichte Teil der Speichervorrichtung 10 befindet sich jeweils in den gestrichelt gezeichneten Abschnitten nach Fig. 4. Der besseren Übersicht halber ist nur eine der Speichervorrichtungen ausführlich dargestellt. Jeder gestrichelte Abschnitt ist als bestimmtes Speicherbit-Element gekennzeichnet, z. B. B₁₁₁.

Die Torelektrode jedes Gleichrichters 12 ist mit einem mehrstufigen Schalter 42 verbunden. Die Anode jedes Gleichrichters 12 ist an einen mehrstufigen Schalter 41 angeschlossen, während der Emitter des Transistors 14 jedes Elements mit einem mehrstufigen Schalter 43 in Verbindung steht. Jede Schalterstellung des mehrstufigen Schalters 41 liefert ein Eingangssignal an die Anode jedes Gleichrichters 12 eines Elements, das in einer bestimmten Ebene liegt, die parallel zur Zeichenebene der F i g. 4 verläuft. Wenn der Schalter 41, wie veranschaulicht, in der Stellung 1 liegt, erhalten die in der dem Betrachter am nächsten liegenden Ebene befindlichen Elemente über den Schalter 41 eine positive Spannung. In ähnlicher Weise gibt jede der Schalterstellungen des Schalters 42 ein positives Potential an die Torelektrode der Gleichrichter 12 der in einer bestimmten Ebene liegenden Elemente. In jeder Stellung des Schalters 43 werden die Emitter sämtlicher Transistoren 14 der in einer bestimmten Ebene liegenden Elemente mit Masse verbunden. Auf diese Weise kann, indem jeder der Schalter 41,42 und 43 in eine bestimmte Stellung gebracht wird, eine »1« in ein einziges ausgewähltes Bit-Element eingeschrieben werden. In ähnlicher Weise kann in bestimmten Stellungen eine »0« eingebracht werden, indem nur zwei oder ein Anschluß beaufschlagt werden, die mit einem bestimmten Bit-Element verbunden sind. Liegt beispielsweise der Schalter 41 in der Stellung 1, der Schalter 42 in der Stellung 1 und der Schalter 43 in der Stellung 1, wird das mit B₁₁₁ bezeichnete Bit-Element ausgewählt und in den stark leitenden Zustand überführt, um eine »1« zu speichern. Wird dagegen der Schalter 42 in die Stellung 2 gebracht, während die anderen Schalter in ihren Schaltstellungen verharren, wird das Bit-Element B₁₂₁ ausgewählt. Der Index jedes Speicherbit-Elements (z. B. B₁₁₁) richtet sich der Reihe nach nach der Stellung des Schalters 41, dann des Schalters 42 und schließlich des Schalters 43. Die Schalter 41, 42 und 43 sind nur zu Zwecken der Erläuterung vorgesehen und werden in der Praxis durch bekannte Schaltungsanordnungen ersetzt. Beispielsweise wird man normalerweise Transistorschalt- und Wähleinrichtungen verwenden, um Signale an die mit 1, 2, 3 und 4 bezeichneten Klemmen jedes Schalters anzulegen.

Ein besonderes Merkmal der Anlage besteht in der Anordnung, die es ermöglicht, ein vollständiges Wort (beispielsweise das Wort in den Bit-Elementen B₁₁₁, B₁₂₁, B₁₃₁ bis B₁^₁) auszulesen, indem nur die

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Schalter 41 und 43 erregt werden. Beispielsweise können die Schalter 41 und 43 jeweils in die Schaltstellung 1 gebracht werden. Der Schalter 42 würde in eine der Schaltstellungen gebracht, in der kein Eingangssignal abgegeben wird. In diesem Fall 5 würde die Ausgangsklemme 24 jedes Elements des ausgewählten Wortes abgefragt, so daß das betreffende Wort parallel ausgelesen wird. Die veranschaulichte Matrixanordnung ermöglicht weiterhin die Auswahl jedes einzelnen Bits mit Hilfe von nur drei bestimmten Eingangssignal an drei bestimmten Anschlüssen. Auf diese Weise sind die der Anordnung zugeordneten Zusatzschaltungen erheblich vereinfacht. Die Verminderung von Zusatzschaltungen wird weiter dadurch begünstigt, daß die Ausgangssignale der Transistoren 14 jedes Elements verwendet werden, wodurch zwei ausnutzbare logische Pegel erhalten werden, ohne daß die normalen Leseverstärkerstufen vorgesehen zu sein brauchen. Auf diese Weise kann die gesamte Speichergruppe nach F i g. 4 als integrierte Schaltung leicht auf einer einzigen Scheibe oder Platte angeordnet werden, ohne daß weitere, von außen angeschlossene Bauteile notwendig werden als Eingabe- und Abfrageteile. Die für die Gruppe benutzte Wähleinrichtung kann, sofern sie mit Hilfe von Transistoren oder Dioden aufgebaut ist, auf der gleichen Scheibe angeordnet werden, um den Betriebswert der Anordnung weiter zu steigern.

In F i g. 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Speichervorrichtung 50 veranschaulicht, die mit Zusatzeinrichtungen verbunden ist. Bei der Speichervorrichtung 50 ist ein gesteuerter Siliziumgleichrichter 68 über seine Anode mit der einen Seite eines Widerstandes 64 und der Kathode einer Diode 65 verbunden. Die Steuerelektrode des Gleichrichters 68 ist an die Kathode der Diode 70 und an die eine Seite eines Widerstands 74 angeschlossen. Die andere Seite des Widerstands 74 ist mit der negativen Klemme einer Spannungsquelle 76 verbunden, deren andere Klemme an Masse liegt. An der mit der Anode der Diode 70 verbundenen Klemme 72 können Schaltsignale aufgenommen werden, die das Element 50 ein Informationsbit in Form einer binären »1« speichern lassen. An der mit der Anode der Diode 65 verbundenen Klemme 66 kann Information bezüglich des Zustands des Speicherelements 50 abgenommen werden.

Die andere Seite des Widerstands 64 ist in Reihe mit dem Kollektor-Emitter-Kreis eines Transistors 54 an die positive Klemme einer Spannungsquelle 52 und über einen mit dem Widerstand 64 in Reihe geschalteten Widerstand 58 an die negative Klemme einer Spannungsquelle 60 angeschlossen. Die negative Klemme der Spannungsquelle 52 und die positive Klemme der Spannungsquelle 60 sind mit Masse verbunden. Der Widerstand 56 liegt zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 54 und sorgt für einen Basisstromweg. An der mit der Basis des Transistors 54 verbundenen Klemme 62 können Signale aufgenommen werden, die den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 54 eröffnen oder schließen.

Die Kathode des gesteuerten Gleichrichters 68 ist in Reihe mit dem Kollektor-Emitter-Kreis eines Transistors 84 und einem Widerstand 88 an die negative Klemme einer Spannungsquelle 90 angeschlossen. Die Kathode des gesteuerten Gleichrichters 68 ist über einen Widerstand 80 ferner mit der positiven Klemme einer Spannungsquelle 78 und der Anode einer Diode 82 verbunden. Die Kathode der Diode 82, die positive Klemme der Spannungsquelle 90 und die negative Klemme der Spannungsquelle 78 liegen an Masse.

Die Speicherschaltung 93 nach F i g. 6 entspricht im wesentlichen der Schaltung 50 nach Fig. 5, mit der Ausnahme, daß der Basis-Emitter-Kreis eines Transistors 98 in Reihe zwischen die Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters 68 und einen Widerstand 97 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors 98 ist mit der einen Klemme des Widerstandes 64 verbunden. Der Widerstand 97 ist an die negative Klemme einer Spannungsquelle 99 angeschlossen, deren positive Klemme an Masse liegt. Der Wert des Widerstands 74 nach F i g. 5 entspricht im allgemeinen dem zehn- oder mehrfachen Wert des Widerstands 97 nach F i g. 6. Die Schaltung nach F i g. 6 kann infolgedessen einfacher in Monolithform hergestellt werden.

Zur Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtungen nach den F i g. 5 und 6 sei angenommen, daß sich der gesteuerte Gleichrichter 68 zunächst in seinem Null- oder hochohmigen Zustand befindet, bei dem der Anoden-Kathoden-Strom vernachlässigbar ist. Unter der Annahme, daß an den Transistor 54 nach F i g. 5 die richtigen Arbeitspotentiale angelegt sind (d. h. basispositiv gegenüber dem Emitter), steht an der Klemme 96 ein positives Potential. An der Klemme 72 liegt normalerweise eine negative Spannung, bis ein Steuersignal empfangen wird. Die Klemmen 96 und 92 liegen gewöhnlich auf einem Potential, das um etwa den Spannungsabfall an einer Diode über dem Massepotential liegt. Wenn in das Element 50 eine »1« eingeschrieben werden soll, wird die Klemme 72 von einem negativen Potential auf Massepotential umgeschaltet, so daß Strom durch die Diode 70 fließt. Wenn an die Klemme 85 ein Potential angelegt wird, das den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 84 leitend macht (eine positive Basis-Emitter-Spannung), erhält die Kathode des gesteuerten Gleichrichters 68 ein negatives Potential, während gleichzeitig ein Strom über die Diode 70 fließt, so daß über die Steuerelektrode ein Strom in den gesteuerten Gleichrichter 68 fließt, der einen Anoden-Kathoden-Strom durch den Gleichrichter 68 auslöst. Wenn daher der Klemme 92 ein negatives Potential und gleichzeitig der Klemme 72 Massepotential aufgeschaltet wird, beginnt über den Gleichrichter 68 ein Anoden-Kathoden-Strom zu fließen, der den gesteuerten Gleichrichter in den niederohmigen oder »!«-Zustand umschaltet. Über die Diode 80 fließt durch den Gleichrichter 68 ein Anoden-Kathoden-Strom weiter, auch nachdem der Transistor 84 wieder sperrt und das Massepotential von der Klemme 72 abgeschaltet wird.

Um die in einem Speicherelement 50 oder 93 gespeicherte Information auszulesen, wird die Klemme 92 von Massepotential (oder im wesentlichen Massepotential) auf ein negatives Potential geschaltet, indem an die Klemme 85 ein Signal angelegt wird, das den Transistor 84 leitend macht. Ist in dem gesteuerten Gleichrichter 68 eine »1« gespeichert, wechselt bei einer typischen Schaltung der veranschaulichten Art das Potential an der Klemme 66 von ungefähr 0,7 Volt über Massepotential auf un-

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gefähr 1 Volt unter Massepotential. Ist in dem ge- des Transistors 560 ist mit den Anoden der Dioden

steuerten Gleichrichter eine »0« gespeichert, ändert 170 und 270 verbunden. Der Emitter des Transistors

sich das Potential an der Klemme 66 nicht. Der 660 ist an die Anoden der Dioden 370 und 470

Lesevorgang ist nichtlöschend. angeschlossen.

Um statt einer »1« eine »0« zu speichern, wird 5 Der Emitter des Transistors 154 ist über den

ein verhältnismäßig negatives Potential an die Widerstand 164 mit der Anode des gesteuerten

Klemme 62 angelegt, welches den Kollektor-Emitter- Gleichrichters 168 und über den Widerstand 364

Kreis des Transistors 54 öffnet, so daß die Anode mit der Anode des gesteuerten Gleichrichters 368

des Gleichrichters 68 mittels der Spannungsquelle 60 verbunden. - - ■■

an ein negatives Potential gelegt wird. Der Halte- io Der Emitter des Transistors 254 ist über den

strom hört auf durch den gesteuerten Gleichrichter Widerstand 264 an die Anode des Gleichrichters 468

68 zu fließen, und der gesteuerte Gleichrichter kehrt angeschlossen,

in den hochohmigen Zustand zurück. Der Kollektor des Transistors 184 steht mit der

Die Vorspannungsquelle 78 liefert nicht nur Strom Kathode der gesteuerten Gleichrichter 168 und 368

an den Kollektor des Transistors 84, sondern auch 15 in Verbindung.

an die Diode 82, um die Diode 82 leitend zu halten. Der Kollektor des Transistors 284 ist an die Ka-

Die Diode 82 leitet, wenn der Transistor 84 nicht thoden der Gleichrichter 268 und 468 angeschlossen,

leitet. Es sei angenommen, daß die Speicherelemente

Bei der Schaltung nach F i g. 5 spannt die Span- 150 bzw. 350 den Bits 1 und 2 des Wortes 1 zu-

nungsquelle 76 die Steuerelektrode des Gleichrich- 20 geordnet sind. Es sei ferner angenommen, daß die

ters 68 negativ vor, wenn die Diode 70 gesperrt ist, Speicherelemente 250 bzw. 450 den Bits 1 und 2 des

und legt die Kathode der Diode 70 auf ein negatives Wortes 2 zugeordnet sind.

Potential, so daß die Diode 70 leitet, wenn an ihre Für die Beschreibung der Arbeitsweise der Schal-Anode Massepotential angelegt wird. Der Wert des tung nach F i g. 7 sei angenommen, daß sämtliche Widerstandes 74 kann beispielsweise in der Größen- 25 Speicherelemente zunächst im hochohmigen oder Ordnung von 10 000 Ohm liegen, um den Stromfluß Null-Zustand sind. Um eine »1« in das Bit-Element 1 über die Steuerelektrode zu begrenzen, während der des Wortes 1 einzuschreiben und das Bit-Element 2 Gleichrichter 68 leitet. des Wortes 1 im Zustand Null zu lassen, wird ein

Bei der Vorrichtung nach F i g. 6 kann der Wider- Potential an die Klemme 558 angelegt, so daß der

stand 97 in der Größenordnung von 1000 Ohm lie- 30 Transistor 560 leitet, und wird gleichzeitig ein Poten-

gen, was sich infolge der Verstärkung des Transistors tial an die Klemme 185 angelegt, das den Transistor

98 im Stromkreis der Diode 70 und der Steuer- 184 leitend macht. Die Kathoden der Gleichrichter

elektrode des Gleichrichters 68 wie ein Widerstand 168 und 368 werden auf ein negatives Potential

in der Größenordnung von 10 000 Ohm auswirkt. gebracht, während die Steuerelektroden der Gleich-

Die Schaltung nach F i g. 7 stellt einen Speicher 35 richter 168 und 268 durch den StromfLuß durch die

für zwei Wörter mit je zwei Bits, zusammen mit den Diode 562 auf Massepotential zu liegen kommen,

zugehörigen elektronischen Einrichtungen, dar. Die Der Transistor 194 leitet normalerweise, wenn kein

elektronischen Zusatzeinrichtungen entsprechen den- Steuersignal an der Klemme 162 liegt, so daß die

jenigen der Schaltungsanordnung nach F i g. 5, mit Anoden der Gleichrichter 168 und 368 auf relativ

der Ausnahme, daß sie mehrfach vorhanden sind. 40 positives Potential zu liegen kommen. Die an den

Die Schaltung mit den Elementen 152 bis 162 und Gleichrichter 168 angelegten Potentiale und Ströme

die Schaltung mit den Elementen 252 bis 262 ist lassen infolgedessen einen Anoden-Kathoden-Strom

der Schaltung nach Fig. 5 mit den Elementen52 fließen, der die Speicherzelle 150 in den Zustand »1«

bis 62 identisch. Die Schaltungen 150, 250, 350 und überführt. In ähnlicher Weise könnte jedes andere

450 sind mit der Schaltung 50 nach F i g. 5 identisch. 45 Speicherelement, d. h. die Elemente 250, 350 oder

Die Schaltung mit den Elementen 178 bis 190 und 450, in den Zustand »1« überführt werden,

die Schaltung mit den Elementen 278 bis 290 sind Um das Speicherelement 150 zurückzustellen,

mit der Schaltung nach F i g. 5 identisch, welche die wird an die Klemme 162 ein Signal angelegt, das

Elemente 78 bis 90 enthält. den Transistor 154 öffnet und negatives Potential

Die Schaltung mit den Elementen 552 bis 566 50 von der Spannungsquelle 160 an die Anoden der

stellt eine Treiberschaltung für die Steuerelektroden Gleichrichter 168 und 368 gelangen läßt. Die Schal-

der Elemente 150 und 250 dar. Die die Elemente tung des Transistors 154 stellt also eine Wortrück-

652 bis 666 enthaltende Schaltung ist der Schaltung stellung dar. In ähnlicher Weise ist die Schaltung

mit den Elementen 552 bis 566 identisch und dient des Transistors 254 eine Wortrückstellung. Die

der Aussteuerung der Steuerelektroden der Elemente 55 Schaltungen der Transistoren 184 und 284 dienen

350 und 450. Der Transistor 560 ist über einen dem Setzen von Wörtern, während die Schaltungen

Vorspannungswiderstand 454 mit der positiven der Transistoren 560 und 660 dem Setzen von Bits

Klemme einer Spannungsquelle 552 verbunden, dienen. Zum Setzen eines Bits müssen eine Wort-

deren negative Klemme an Massepotential liegt. Die setzschaltung und eine Bitsetzschaltung erregt

positive Klemme der Spannungsquelle 552 ist über 60 werden.

einen Vorspannungswiderstand 556 an die Basis des Um die Bits eines Wortes an den Klemmen 172

Transistors 560 angeschlossen. Der Emitter des und 372 auszulesen, wird die Wortsetzschaltung des

Transistors 560 ist über einen Lastwiderstand 564 Transistors 184 erregt. Um die Bits des zweiten

mit der negativen Klemme einer Spannungsquelle Wortes an den Klemmen 172 und 372 auszulesen,

566 verbunden. Die Anode einer Diode 562 ist an 65 wird die Wortsetzschaltung des Transistors 284

den Emitter des Transistors 560 angeschlossen. Die erregt.

positive Klemme der Spannungsquelle 566 und die Die Äquivalenzschaltung eines gesteuerten Si-

Kathode der Diode 562 liegen an Masse. Der Emitter liziumgleichrichters 584 ist in Fig. 8 gezeigt. Die

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Äquivalenzschaltung weist zwei Transistoren 580 stand 19. Sie kann, falls erwünscht, an die Klemme und 582 auf, deren Kollektoren mit der Basis des 23 der Schaltung nach F i g. 3 angeschlossen werden, anderen Transistors verbunden sind. Die Anode A Die zweite Vorspannungsquelle wird in F i g. 5 durch des gesteuerten Gleichrichters 584 entspricht dem die Elemente 74 und 76, in F i g. 6 durch die EIe-Emitter eines ersten Transistors 580, die Kathode C 5 mente 99, 97 und 98 gebildet. Eine Vorrichtung des gesteuerten Gleichrichters 584 dem Emitter des entsprechend den Elementen 552 bis 566 nach zweiten Transistors 582 und die Steuerelektrode G F i g. 7 kann verwendet werden, um das Arbeiten der Basis des zweiten Transistors 582. der zweiten Vorspannungsquelle zu verhindern und Die Halbleitergleichrichter sind in den F i g. 1, 3 Spannungen und Ströme solcher Polarität bzw. Rich- und 4 mit 12, in den F i g. 5 und 6 mit 68 bezeich- io tung an die Steuerklemme anzulegen, daß der Gleichnet. Die an die Anodenklemme und Kathoden- richter leitet. Eine zweite Vorspannungsquelle, beiklemme angeschlossene Spannungsquelle spannt den spielsweise entsprechend den Elementen 54 bis 62 Halbleitergleichrichter in Richtung auf den strom- nach F i g. 5, kann verwendet werden, um die erste leitenden Zustand vor. Die entsprechende Span- Vorspannungsquelle zu sperren und den Stromfluß nungsquelle ist in den F i g. 1 und 3 mit F₁ und in 15 im Anoden-Kathoden-Kreis des Gleichrichters zu Fig. 5 mit 52 und 90 bezeichnet. Eine zweite Vor- verhindern. Eine Vorrichtung, die selektiv ermittelt, Spannungsquelle ist an die Steuerklemme angeschlos- ob in dem Anoden-Kathoden-Kreis des Gleichsen, um den Gleichrichter in Richtung auf den nicht- richters Strom fließt, wird in Fig. 1 durch den Tranleitenden Zustand vorzuspannen. Die zweite Vor- sistor 14 und die Klemme 24, in F i g. 5 durch die Spannungsquelle ergibt sich in Fig. 1 aus der Korn- 20 dem Transistor 84 und der Diode65 zugeordnete bination der Vorspannungsquelle V₁ mit dem Wider- Schaltung sowie die Klemme 66 gebildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Speichervorrichtung mit mindestens einem steuerbaren Halbleitergleichrichter, z. B. einem steuerbaren Silizium-Gleichrichter, und einer in der Anoden-Kathoden-Leitung des Gleichrichters liegenden Spannungsquelle zum Vorspannen des Gleichrichters in einen Haltestrom-Leitfähigkeitszustand, wobei ein erster Eingang zwecks Anlegen eines Signals an die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters sowie ein zweiter Eingang zwecks Anlegen eines Signals an die Anoden-Kathoden-Leitung vorgesehen ist, gekennzeichnet durch einen in Reihe mit dem Anoden-Kathoden-Kreis des Halbleitergleichrichters (12) angeordneten, normalerweise geöffneten elektronischen Schalter, der bei gleichzeitigem Anlegen beider Eingangssignal (V₀, V_RW) schließt und einen Stromfluß bewirkt, der größer als der Schaltstrom (I_L) ist, so daß die Spannungsquelle (F₁) den Ruß des Haltestromes (/_H) in der Anoden-Kathoden-Leitung auch dann bewirkt, wenn eines oder beide Eingangssignale (V₀, V_RW) entfernt werden.

2. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleitergleichrichter aus zwei komplementären Transistoren (580, 582) besteht, deren Kollektoren jeweils mit der Basis des anderen Transistors (582 bzw. 580) verbunden sind, wobei die Basis des einen Transistors (582) die Steuerelektrode (G) des Halbleitergleichrichters bildet und der Anoden-Kathoden-Kreis (A, C) über die Emitter der Transistoren führt.

3. Speichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Halbleitergleichrichter (12, 68) drei Signale anlegbar sind, von denen zwei (V_RW, V₀) bei gleichzeitigem Anlegen einen Schaltstrom (I _L) fließen lassen, während das dritte Signal ein Durchlaßvorspannungssignal ist, das einen Haltestrom fließen läßt, der den Halbleitergleichrichter auch nach Verschwinden der beiden anderen Signale (V_RW, V₀) in leitendem Zustand hält, so daß das gleichzeitige Auftreten der beiden anderen Signale als Weiterfluß des Haltestromes speicherbar ist, während das gleichzeitige Anlegen von nur zwei dieser drei Signale einen Strom fließen läßt, der geringer als der Schaltstrom (I_L) ist, so daß nach Verschwinden der Signale kein Haltestrom fließt und der Halbleitergleichrichter (12, 68) in den nichtleitenden Zustand zurückkehrt.

4. Speichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden anderen Signale (V_RW, V₀) an die Anode bzw. die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters (12, 68) anlegbar sind.

5. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter einen Transistor (14) aufweist.

6. Speichervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische 6g Schalter eine Diode (34) aufweist.

7. Speichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Leseschaltung zum Abfragen des Leitfähigkeitszustandes des Halbleitergleichrichters (12, 68).

8. Speichervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseschaltung den Transistor (14, 84) aufweist.

9. Speichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im Anoden-Kathoden-Kreis des Halbleitergleichrichters (68) liegende Schaltvorrichtung (54 bis 62) zur Vorspannung des Halbleitergleichrichters (68) in Sperrichtung und Unterbrechung des Haltestroms (F i g. 5).

10. Speichervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung einen Transistor (54) aufweist, dessen Kollektor-Emitter-Kreis in Reihe mit einer Vorspannungsquelle (52, 90) und dem Anoden-Kathoden-Kreis des Halbleitergleichrichters (68) geschaltet ist (Fig. 5).

11. Speichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Anode des Halbleitergleichrichters (68) ein Widerstand (64) verbunden ist, dessen andere Seite den Eingang für die Halte-Stromvorspannung und für eines der Eingangssignale bildet, daß an die Anode des Halbleitergleichrichters ferner die Kathode einer Diode (65) angeschlossen ist, deren Anode den Ausgang (66) der Speichervorrichtung bildet, sowie daß an die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters die Kathode einer weiteren Diode (70) angeschlossen ist, deren Anode den anderen Signaleingang der Speichervorrichtung bildet.