DE1474409C - Speichervorrichtung mit mindestens einem steuerbaren Halbleitergleichrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine 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.

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 Verfugung 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

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Zusatzeinrichtungen zwei Zustände zu speichern, die Speichervorrichtung mit einer Halbleiterdiode zu löschend oder nichtlöschend ausgelesen werden schaffen, die die Vorteile der bekannten Anordnung können. Die von den Speichern mit derartigen EIe- mit Doppel-Basisdioden besitzt, ohne deren Nachmenten verbrauchte Leistung ist an sich nicht zu teile in Kauf nehmen zu müssen,
hoch, obwohl sie, um einen optimalen Speicher zu 5 Die Erfindung geht von einer anderen Halbleitererhalten, verringert werden sollte. diode, nämlich dem steuerbaren Halbleitergleich-

Ferritkernspeicher haben weiterhin den Nachteil, richter (Thyristor) aus, dessen bistabile Eigenschaft

daß sie nur mit großer Schwierigkeit in Verbindung an sich bekannt ist. Diese Eigenschaft wurde bisher

mit integrierten Schaltkreisen aufgebaut werden nur in dem Sinne ausgenutzt, daß allein über die

können. io Torsteuerung der Gleichrichter voll gezündet oder

Bekannt ist es weiterhin, eine Doppelbasis-Halb- durch Nichtanlegen der Torsteuerung gesperrt blieb, leiterdiode als Speichervorrichtung zu verwenden Die Erfindung nutzt einen anderen Effekt zur Spei-(USA.-Patentschrift 2 907 000). Eine Doppelbasis- cherung aus, nämlich die Abhängigkeit des Haltediode besitzt bekanntlich drei Elektroden. Zwischen Stroms vom Schaltstrom. Es hat sich gezeigt, daß ein zwei, nämlich den sperrschichtfreien Kontakten, 15 niederohmiger Bereich vorhanden ist, innerhalb wird eine Gleichspannung gelegt, die sogenannte dessen ein dem Haltewert entsprechender Strom Vorspannung. Der Querschnitt des Grundkörpers ist eine hohe Leitfähigkeit nicht aufrechterhält, wenn klein und — die Dotierung schwach — der Wider- nicht zunächst ein Strom angelegt wurde, der größer stand daher hoch. An der linken Seite des undotier- als der Schaltstrom ist.

ten Körpers ist ein p-Bereich eingelassen, an den 20 Die Erfindung geht daher aus von einer Speicherein dritter Anschluß geführt ist. vorrichtung mit mindestens einem steuerbaren HaIb-

Solange das Potential an diesem dritten Kontakt leitergleichrichter, z. B. einem steuerbaren Siliziumkleiner bleibt als das im Kristall an der Stelle des gleichrichter, und einer in der Anoden-Kathodenp-leitenden Kontaktes herrschende Potential, bleibt Leitung des Gleichrichters liegenden Spannungsder pn-Kontakt gesperrt. Es fließt nur ein schwacher 25 quelle zum Vorspannen des Gleichrichters in einen Elektronen-Strom zwischen den erstgenannten beiden Haltestrom-Leitfähigkeitszustand, wobei ein erster Kontakten. Das Potential fällt längs des Kristalls Eingang zwecks Anlegen eines Signals an die Steuerlinear ab. Erhöht man das Potential an dem dritten elektrode des Halbleitergleichrichters sowie ein Kontakt so weit, daß die äußere Seite des p-Kon- zweiter Eingang zwecks Anlegen eines Signals an taktes gerade positiv gegen den angrenzenden 30 die Anoden-Kathoden-Leitung vorgesehen ist.
Kristallbereich wirkt, so werden dort Löcher inji- Die Erfindung besteht in der Anordnung eines in ziert, die je nach der Polung an einen der beiden Reihe mit dem Anoden-Kathoden-Kreis des Halberstgenannten Kontakte abfließen. Hierdurch nimmt leitergleichrichters liegenden, normalerweise geöffder Widerstand in dem einen, beispielsweise unteren neten elektronischen Schalters, der bei gleichzeitigem Teil der Halbleiterdiode ab, und das Potential in 35 Anlegen beider Eingangssignale schließt und einen der Diode in der Umgebung des pn-Überganges Stromfluß bewirkt, der größer als der Schaltstrom sinkt, so daß weitere Teile des p-Kontaktes Löcher ist, so daß die Spannungsquelle den Fluß des Haltein den Kristall injizieren. In diesem Bereich der stromes in der Anoden-Kathoden-Leitung auch dann Halbleiterdiode kann das zum Verschwinden des bewirkt, wenn eines oder beide Eingangssignale entWiderstandes führen. Die erhaltene Charakteristik Id 4° fernt werden.

(Eingangsstrom) über Vd (Eingangsspannung) ist Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein bekannt. Beim Betrieb der Schaltung ergeben sich Eingangssignal an die Steuerelektrode des Gleichzwei stabile Arbeitspunkte (Kippverhalten), die zur richters gegeben, während ein weiteres Eingangs-Speicherung ausgenutzt werden, wobei der zweite signal der Veränderung der Vorspannung des Gleich-Arbeitspunkt allein dadurch eingestellt werden kann, 45 richters dient. Bei nur einem der beiden Eingangsdaß das Potential an dem dritten Kontakt über einen signale wird die Vorrichtung in den nichtleitenden bestimmten Schwellwert erhöht wird. Diesen Effekt Zustand überführt, wenn das Eingangssignal verkann man bei einer Matrixanordnung der Doppel- schwindet. Auf diese Weise wird eine »0« gespeibasisdioden dazu verwenden, eine bestimmte Zeile chert. Liegen beide Eingänge gleichzeitig vor, bleibt von Speicher-Zellen auszuwählen, sowie dazu, den 50 die Vorrichtung leitend, wenn eines oder beide Ein-Speicherzustand der Zelle festzustellen (auszulesen). gangssignale verschwinden. Eine Vorspannungs-

Die bekannte Anordnung ist zwar prinzipiell quelle liefert bei Verschwinden der Eingangssignale

— wenn auch mit erheblichen Schwierigkeiten wegen einen Haltestrom. Auf diese Weise speichert die

der notwendigen vielen Potentialmessungen — ge- Vorrichtung eine »1«.

eignet, als integrierter Schaltkreis aufgebaut zu wer- 55 Im bekannten Fall der Doppel-Basisdiode daden und ist auch günstig hinsichtlich der Größe, des gegen kann allein durch Anlegen eines erhöhten Gewichts und der Kosten der Speicherelemente. Potentials am dritten Kontakt der leitende Zustand Außerdem ist ein nichtlöschender Lesebetrieb mög- (Speicherung der »1«) erreicht werden,
lieh. Dabei ist der Signalpegel beim Auslesen ge- Die Vorrichtung nach der Erfindung hat einmal nügend groß, so daß keine Hilfsverstärker notwendig 60 den Vorteil, daß die Schaltzeiten und damit die sind. Nachteilig ist jedoch die relativ geringe Ar- Speicherzeiten sehr klein sind (etwa 0,1 Mikrobeitsgeschwindigkeit, da die Schaltzeiten der Doppel- Sekunden oder auch eine Zehnerpotenz kleiner) und basisdiode in der Größenordnung einiger Mikro- außerdem die Verlustleistung während des Speisekunden liegen. Auch ist die Verlustleistung im cherns der »1« sehr gering ist, was sich insbesondere gespeicherten Zustand relativ hoch, da die Hälfte 65 dann günstig bemerkbar macht, wenn, wie allgemein der Vorspannung des dritten Kontaktes abfällt und üblich, die Speichereinheiten zu einer großen Mader Strom auch nicht zu vernachlässigbar klein ist. trix zusammengefaßt sind. Sie eröffnet überdies den

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 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

detund 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 erfindungsgemaßen 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 Stxomspannungskennlinie 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 tung 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-

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gleichrichter bezeichnet sind, kann auch Germanium bruchsstelle erreicht wird. Diese Stelle ist in F i g. 2

als Gleichrichtermaterial verwendet werden. Es kön- mit V_Bl, I_Bl bezeichnet. Wird bei gleicher Vor-

nen auch Vierschicht-npnp-Bauelemente hergestellt spannung in Durchlaßrichtung ein Torstrom ange-

und in den Schaltungen nach der Erfindung verwen- legt, fließt durch den Gleichrichter ein geringfügig

det werden, wobei sämtliche Spannungspolaritäten 5 größerer, jedoch minimaler Durchlaßstrom, bis eine

umgekehrt, alle Dioden entgegengesetzt gepolt sowie weitere Durchbruchstelle erreicht ist. Im allgemeinen

npn-Transistoren gegen pnp-Transistoren und pnp- steigt der kleine (im wesentlichen vernachlässigbare)

Transistoren gegen npn-Transistoren ersetzt sind. Durchlaßstrom mit wachsenden Torströmen für

Ein gesteuerter Siliziumgleichrichter stellt im we- jeden speziellen Wert der Durchlaßvorspannung zwi-

sentlichen - das Halbleiteräquivalent eines Gas- io sehen der Anode und der Kathode an.

thyratrons dar. Reichen die Vorspannung und der Torstrom aus,

Entsprechend F i g. 1 ist die Kathode des Gleich- um die Vorrichtung über den Durchbruchswert richters 12 über einen Widerstand 13 mit der Basis hinausgelangen zu lassen, fällt die Spannung am eines Transistors 14 verbunden. Der Transistor 14 Gleichrichter auf einen praktisch vernachlässigbaren ist ein herkömmliches npn-Bauelement, das ent- 15 Wert, wie dies aus dem gestrichelten Teil der Kurve sprechend den im folgenden erörterten Kriterien nach F i g. 2 hervorgeht. Danach wird für wachsende ausgewählt ist. Die Anode des Gleichrichters 12 ist Ströme eine praktisch konstante Anoden-Kathodenüber eine herkömmliche Diode 18 an Masse ange- Spannung aufrechterhalten. Der Betrag des Stromes schlossen. Die Kathode liegt über einen Widerstand hängt von dem Widerstand der an den gesteuerten 16 an einer negativen Vorspannung V₁. Die Tor- 20 Siliziumgleichrichter angeschlossenen Schaltung ab. elektrode des Gleichrichters 12 liegt über einen Es wurde festgestellt, daß, wenn der durch den Widerstand 19 an einer negativen Spannung. Zur Gleichrichter fließende Strom größer als ein beEinsparung von Bauelementen ist die gleiche Span- stimmter vorgewählter Schaltstrom ist, der in F i g. 2 nungsquelle V₁ gezeigt, obwohl der tatsächliche Wert mit I_L bezeichnet ist, die an den Gleichrichter 12 der durch den Widerstand 19 angelegten Spannung 25 angelegten Eingangs- oder Schaltsignale verschwinnicht gleich F₁ zu sein braucht. den können, sofern nur ein geringerer Haltestrom

Der Kollektor des Transistors 14 ist über einen fließt. Beispielsweise hält im allgemeinen ein Halte-Widerstand 20 mit einer Vorspannungsquelle F₂ strom von ungefähr 100 Mikroampere den Gleichverbunden. An einer Klemme 24 können Ausgangs- richter im leitenden Zustand. Wenn der Gleichsignale von dem Element 10 abgenommen werden. 30 richter einen Eingangswert aufnimmt, der nicht aus-Das Element 10 weist zwei Eingangsklemmen 21 reicht, um für einen größeren Strom als den Schalt- und 23 auf. Die Klemme 21 ist über eine Kopp- strom I_L zu sorgen, kehrt die Vorrichtung bei Verlungsdiode 22 mit der Anode des Gleichrichters 12 schwinden der Eingangssignale in den hochohmigen verbunden, während die Klemme 23 unmittelbar an Zustand zurück und führt nur einen vernachlässigdie Torelektrode des Gleichrichters 12 angeschlos- 35 bar kleinen Strom,
sen ist. Die Ursachen dafür, daß Signale, die einen Strom

Die Wirkungsweise einer gesteuerten Halbleiter- erzeugen, der größere und kleinere Werte als der gleichrichtervorrichtung entsprechend dem Gleich- Schaltstrom hat, den Gleichrichter unterschiedlich richter 12 sei an Hand der F i g. 2 erläutert. F i g. 2 arbeiten lassen, wurden noch nicht vollständig gezeigt die Kennlinien der Vorrichtung, wenn mit 40 klärt. Die gegenwärtig benutzte Technologie verHilfe der Vorspannungspotentiale und der Eingangs- wendet einen »Uberlast«-Strom. Es liegen gewisse signale verschiedene Spannungen und Ströme an- Anzeichen dafür vor, daß der Wert, bei dem der gelegt werden. Die in F i g. 2 gezeigten Kurven sind Schaltstrom fließt, nicht erreicht wird, bevor eine der Übersicht halber absichtlich verzerrt dargestellt. ausreichende Spannung an Zwischenübergangskapa-Wie oben bemerkt, ist der gesteuerte Gleichrichter 45 zitäten innerhalb der Gleichrichtervorrichtung aufdas Halbleiteräquivalent des Gasthyratrons. Nor- gebaut ist. Eine weitere Theorie besteht darin, daß malerweise ist ein derartiger Gleichrichter in pnpn- der gesteuerte Gleichrichter, der praktisch zwei in Form aufgebaut und mit drei Anschlüssen versehen. Rückkopplungsschaltung miteinander verbundene Zwei dieser Anschlüsse sind mit Anode und Ka- Transistoren darstellt, so arbeitet, daß eine Rückthode bezeichnet (entsprechend Fig. 1), während so kopplung größer als 1 durch Multiplikation der under dritte Anschluß als Torelektrode bezeichnet abhängigen Transistorkennwerte an der Stelle aufwird. Die in Fig. 2 dargestellten Spannungen sind tritt, wo der Schaltstrom erreicht wird. Keine der Spannungen zwischen der Anode und der Kathode, Erklärungen befnedigt bis jetzt die Wissenschaftler während die Ströme die durch das Bauelement vollständig, und es mag sein, daß sich eine andere fließenden Ströme sind. 55 Theorie als richtig erweist. Es besteht jedoch die

Im allgemeinen verläuft die Kennlinie des ge- wichtige Tatsache, daß ein niederohmiger Bereich steuerten Gleichrichters derart, daß bei Anlegen vorhanden ist, innerhalb dessen ein dem Haltewert einer Sperrspannung zwischen der Anode und der entsprechender Strom eine hohe Leitfähigkeit nicht Kathode nur ein sehr kleiner Sperrstrom fließt, bis aufrechterhält, wenn nicht zunächst ein Strom aneine Stelle V_A erreicht ist, bei der ein lawinenartiger 60 gelegt wurde, der größer als der Schaltstrom ist. Durchbruch erfolgt. Die Stelle V_A wird oft als Zener- Dies ist eine der Erscheinungen, die bei der vorspannung, Sperrdurchbruchsspannung oder Lawinen- liegenden Speichervorrichtung ausgenutzt wird,
spannung bezeichnet. Bei einer Vorspannung in Welche Gründe auch immer dafür verantwortlich Durchlaßrichtung zwischen der Anode und der Ka- sind, die Vorrichtung arbeitet jedenfalls so, daß die thode können eine Reihe von Eigenheiten beob- 65 Vorspannung am Gleichrichter und das an die Torachtet werden. Wird an der Torelektrode kein Strom elektrode angelegte Eingangssignal so ausgewählt angelegt, fließt ein sehr geringer Durchlaßstrom von werden können, daß keines von beiden allein beverhältnismäßig konstantem Wert, bis eine Durch- wirkt, daß der Schaltstrom durch die Vorrichtung

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 F₀ 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 V₀ 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/i 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. Wenn 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_RW angelegt wird, während an der Klemme 23 ein Signal V_a nicht vorhanden ist, und wenn das Signal V_RW kleiner als der Wert V_{B ±} nach F i g. 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 kernen Einfluß und bleibt an der Klemme 24 der Wert F, 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 F₂ 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 4 Volt, 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_m 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

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12 mit Bauelementen zusammengeschaltet, um seine sich im wesentlichen die gleichen Vorteile. Von bebesonderen Schaltstrom-Haltestrom-Eigenschaften sonderer Bedeutung ist, daß auch alle Bauteile des auszunutzen. Die Anode des gesteuerten Silizium- Elements 30 leicht in Form einer integrierten Schalgleichrichters 12 ist über eine Diode 18 mit Masse tung ausgebildet werden können,
verbunden, während die Kathode über einen Wider- 5 F i g. 4 zeigt eine Speichergruppe mit mehreren stand 16 an einer negativen Vorspannung V₁ liegt. Speichervorrichtungen. Das schematische Schaltbild Der Anode des Gleichrichters 12 werden Eingangs- nach F i g. 4 zeigt besonders anschaulich, wie einfach signale von einer Klemme 21 über eine Diode 22 die Speichervorrichtungen zu einer Gruppe zusamzugeführt. Toreingangssignale gelangen von einer mengefaßt und in besonders wirtschaftlicher Weise Klemme 23 zur Torelektrode des Gleichrichters 12. io sowohl für Schreib- als auch für Leseoperationen Die Kathode des Gleichrichters 12 steht über eine adressiert werden können. Der in F i g. 1 innerhalb Reihenschaltung aus einer Diode 34 und einem der gestrichelten Linien veranschaulichte Teil der Widerstand 33 mit Masse in Verbindung. An die Speichervorrichtung 10 befindet sich jeweils in den Kathode der Diode 34 ist eine Ausgangsklemme 24 gestrichelt gezeichneten Abschnitten nach Fig. 4. angeschlossen. 15 Der besseren Übersicht halber ist nur eine der Ebenso wie die Vorrichtung 10 nach F i g. 1 ist Speichervorrichtungen ausführlich dargestellt. Jeder die Vorrichtung 30 nach Fig. 3 derart vorgespannt, gestrichelte Abschnitt ist als bestimmtes Speicherbitdaß ein an die Klemme 21 angelegtes Eingangs- Element gekennzeichnet, z. B. B₁₁₁.
signal V_RW allein nicht ausreicht, um den Gleich- Die Torelektrode jedes Gleichrichters 12 ist mit richter 12 für einen hohen Strom leitend zu machen. 20 einem mehrstufigen Schalter 42 verbunden. Die Weiterhin reicht ein Signal F₀ an der Eingangs- Anode jedes Gleichrichters 12 ist an einen mehrklemme 23 nicht aus, um den Schaltstrom I₁ in stufigen Schalter 41 angeschlossen, während der Durchlaßrichtung durch den Gleichrichter 12 fließen Emitter des Transistors 14 jedes Elements mit einem zu lassen, wenn nicht gleichzeitig ein Eingangssignal mehrstufigen Schalter 43 in Verbindung steht. Jede V_RW angelegt wird. Wenn das Signal an die Klemme 25 Schalterstellung des mehrstufigen Schalters 41 liefert

23 angelegt wird, kann ein großer Strom durch den ein Eingangssignal an die Anode jedes Gleichrichters Gleichrichter 12 fließen, der kleiner als der Schalt- 12 eines Elements, das in einer bestimmten Ebene strom 11 ist. Infolge der Vorspannungswerte bleibt liegt, die parallel zur Zeichenebene der F i g. 4 verjedoch die Kathode des Gleichrichters 12 auf einem läuft. Wenn der Schalter 41, wie veranschaulicht, in Potential, das niedriger als das Massepotential liegt, 30 der Stellung 1 liegt, erhalten die in der dem Beso daß die Diode 34 in Sperrichtung vorgespannt trachter am nächsten liegenden Ebene befindlichen bleibt. Werden die beiden Signale V_RW und V₀ Elemente über den Schalter 41 eine positive Spangleichzeitig an die Klemmen 21 und 23 angelegt, nung. In ähnlicher Weise gibt jede der Schalterwird der gesteuerte Siliziumgleichrichter 12 in den Stellungen des Schalters 42 ein positives Potential Zustand hoher Leitfähigkeit überführt. Wenn das 35 an die Torelektrode der Gleichrichter 12 der in einer Signal V_G angelegt wird und den Gleichrichter 12 bestimmten Ebene liegenden Elemente. In jeder in den niederohmigen Zustand schalten läßt, führt Stellung des Schalters 43 werden die Emitter sämtdas an der Klemme 21 angelegte Spannungssignal licher Transistoren 14 der in einer bestimmten Ebene V_RW zu einem Anheben des Potentials an der Ka- liegenden Elemente mit Masse verbunden. Auf diese thode des Gleichrichters 12, wodurch die Diode 34 40 Weise kann, indem jeder der Schalter 41,42 und 43 in in Durchlaßrichtung vorgespannt und über den eine bestimmte Stellung gebracht wird, eine »1« in Widerstand 33 ein niederohmiger Stromweg nach ein einziges ausgewähltes Bit-Element eingeschrieben Masse gebildet wird. Infolgedessen kann durch den werden. In ähnlicher Weise kann in bestimmten Gleichrichter 12 ein Strom fließen, der zum Schalten Stellungen eine »0« eingebracht werden, indem nur der Vorrichtung ausreicht. An dem Anschluß 24 der 45 zwei oder ein Anschluß beaufschlagt werden, die F i g. 3 kann eine Abtastschaltung, die einen Schalter mit einem bestimmten Bit-Element verbunden sind, entsprechend Transistor 14 der F i g. 1 aufweist, an- Liegt beispielsweise der Schalter 41 in der Stellung 1, geschlossen sein. Nach Verschwinden der Eingangs- der Schalter 42 in der Stellung 1 und der Schalter 43 signale an den Klemmen 21 und 23 genügt der aus in der Stellung 1, wird das mit B₁₁₁ bezeichnete Bitder Spannungsquelle V₁ über die Diode 18 fließende 50 Element ausgewählt und in den stark leitenden Zu-Haltestrom, um den Gleichrichter 12 leitend zu stand überführt, um eine »1« zu speichern. Wird machen. Durch Absenkung des Potentials an der dagegen der Schalter 42 in die Stellung 2 gebracht, Kathode des Gleichrichters 12 kehrt die Diode 34 während die anderen Schalter in ihren Schaltstellunin den nichtleitenden Zustand zurück. gen verharren, wird das Bit-Element B₁₂₁ ausgewählt.

Wenn danach das Signal V_RW angelegt wird, um 55 Der Index jedes Speicherbit-Elements (z. B. B₁₁₁) den Zustand des Elements 30 auszulesen, bleibt der richtet sich der Reihe nach nach der Stellung des nichtleitende Gleichrichter 12 nichtleitend. Das Si- Schalters 41, dann des Schalters 42 und schließlich gnal V_RW bleibt ohne Einfluß auf den Zustand an des Schalters 43. Die Schalter 41, 42 und 43 sind der Klemme 24, d. h., es wird nach Masse abge- nur zu Zwecken der Erläuterung vorgesehen und leitet, da die Diode 34 sperrt. Wenn andererseits der 60 werden in der Praxis durch bekannte Schaltungs-Gleichrichter 12 leitet (eine 1 speichert), beeinflußt anordnungen ersetzt. Beispielsweise wird man nordas Signal V_RW die Vorspannung an der Kathode malerweise Transistorschalt- und Wähleinrichtungen des Gleichrichters 12 in ausreichendem Maße, um verwenden, um Signale an die mit 1, 2, 3 und 4 bedie Diode 34 in Durchlaßrichtung leiten zu lassen zeichneten Klemmen jedes Schalters anzulegen,
und eine positive Ausgangsspannung an der Klemme 65 Ein besonderes Merkmal der Anlage besteht in

24 zu entwickeln. Die Arbeitsweise des Elements der Anordnung, die es ermöglicht, ein vollständiges 30 nach F i g. 3 entspricht also im wesentlichen der- Wort (beispielsweise das Wort in den Bit-Elementen jenigen des Elements 10 nach Fig. 1. Es ergeben B₁₁₁, B₁₂₁, B₁₃₁ bis B_lNl) auszulesen, indem nur die

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 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 Eingangssignalen 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 Fig. 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 F i g. 5, mit der Ausnahme, daß der Basis-Emitter-Kreis eines

ίο 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-

gefähr 1 Volt unter Massepotential. Ist in dem gesteuerten Gleichrichter eine »0« gespeichert, ändert sich das Potential an der Klemme 66 nicht. Der Lesevorgang ist nichtlöschend.

Um statt einer »1« eine »0« zu speichern, wird ein verhältnismäßig negatives Potential an die Klemme 62 angelegt, welches den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 54 öffnet, so daß die Anode des Gleichrichters 68 mittels der Spannungsquelle 60 an ein negatives Potential gelegt wird. Der Haltestrom hört auf durch den gesteuerten Gleichrichter 68 zu fließen, und der gesteuerte Gleichrichter kehrt in den hochohmigen Zustand zurück.

Die Vorspannungsquelle 78 lief ert nicht nur Strom an den Kollektor des Transistors 84, sondern auch an die Diode 82, um die Diode 82 leitend zu halten. Die Diode 82 leitet, wenn der Transistor 84 nicht leitet.

Bei der Schaltung nach F i g. 5 spannt die Spannungsquelle 76 die Steuerelektrode des Gleichrichters 68 negativ vor, wenn die Diode 70 gesperrt ist, und legt die Kathode der Diode 70 auf ein negatives Potential, so daß die Diode 70 leitet, wenn an ihre Anode Massepotential angelegt wird. Der Wert des Widerstandes 74 kann beispielsweise in der Größen-Ordnung von 10 000 Ohm liegen, um den Stromfluß über die Steuerelektrode zu begrenzen, während der Gleichrichter 68 leitet.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 6 kann der Widerstand 97 in der Größenordnung von 1000 Ohm liegen, was sich infolge der Verstärkung des Transistors 98 im Stromkreis der Diode 70 und der Steuerelektrode des Gleichrichters 68 wie ein Widerstand in der Größenordnung von 10 000 Ohm auswirkt.

Die Schaltung nach Fig. 7 stellt einen Speicher für zwei Wörter mit je zwei Bits, zusammen mit den zugehörigen elektronischen Einrichtungen, dar. Die elektronischen Zusatzeinrichtungen entsprechen denjenigen der Schaltungsanordnung nach F i g. 5, mit der Ausnahme, daß sie mehrfach vorhanden sind.

Die Schaltung mit den Elementen 152 bis 162 und die Schaltung mit den Elementen 252 bis 262 ist der Schaltung nach F i g. 5 mit den Elementen 52 bis 62 identisch. Die Schaltungen 150, 250, 350 und 450 sind mit der Schaltung 50 nach F i g. 5 identisch. Die Schaltung mit den Elementen 178 bis 190 und die Schaltung mit den Elementen 278 bis 290 sind mit der Schaltung nach F i g. 5 identisch, welche die Elemente 78 bis 90 enthält.

Die Schaltung mit den Elementen 552 bis 566 stellt eine Treiberschaltung für die Steuerelektroden der Elemente 150 und 250 dar. Die die Elemente 652 bis 666 enthaltende Schaltung ist der Schaltung mit den Elementen 552 bis 566 identisch und dient der Aussteuerung der Steuerelektroden der Elemente 350 und 450. Der Transistor 560 ist über einen Vorspannungswiderstand 454 mit der positiven Klemme einer Spannungsquelle 552 verbunden, deren negative Klemme an Massepotential liegt. Die positive Klemme der Spannungsquelle 552 ist über einen Vorspannungswiderstand 556 an die Basis des Transistors 560 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 560 ist über einen Lastwiderstand 564 mit der negativen Klemme einer Spannungsquelle 566 verbunden. Die Anode einer Diode 562 ist an den Emitter des Transistors 560 angeschlossen. Die positive Klemme der Spannungsquelle 566 und die Kathode der Diode 562 liegen an Masse. Der Emitter des Transistors 560 ist mit den Anoden der Dioden 170 und 270 verbunden. Der Emitter des Transistors 660 ist an die Anoden der Dioden 370 und 470 angeschlossen.

Der Emitter des Transistors 154 ist über den Widerstand 164 mit der Anode des gesteuerten Gleichrichters 168 und über den Widerstand 364 mit der Anode des gesteuerten Gleichrichters 368 verbunden.

Der Emitter des Transistors 254 ist über den Widerstand 264 an die Anode des Gleichrichters 468 angeschlossen.

Der Kollektor des Transistors 184 steht mit der Kathode der gesteuerten Gleichrichter 168 und 368 in Verbindung.

Der Kollektor des Transistors 284 ist an die Kathoden der Gleichrichter 268 und 468 angeschlossen.

Es sei angenommen, daß die Speicherelemente 150 bzw. 350 den Bits 1 und 2 des Wortes 1 zugeordnet sind. Es sei ferner angenommen, daß die Speicherelemente 250 bzw. 450 den Bits 1 und 2 des Wortes 2 zugeordnet sind.

Für die Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 7 sei angenommen, daß sämtliche Speicherelemente zunächst im hochohmigen oder Null-Zustand sind. Um eine »1« in das Bit-Element 1 des Wortes 1 einzuschreiben und das Bit-Element 2 des Wortes 1 im Zustand Null zu lassen, wird ein Potential an die Klemme 558 angelegt, so daß der Transistor 560 leitet, und wird gleichzeitig ein Potential an die Klemme 185 angelegt, das den Transistor 184 leitend macht. Die Kathoden der Gleichrichter 168 und 368 werden auf ein negatives Potential gebracht, während die Steuerelektroden der Gleichrichter 168 und 268 durch den Stromfiuß durch die Diode 562 auf Massepotential zu liegen kommen. Der Transistor 194 leitet normalerweise, wenn kein Steuersignal an der Klemme 162 liegt, so daß die Anoden der Gleichrichter 168 und 368 auf relativ positives Potential zu liegen kommen. Die an den Gleichrichter 168 angelegten Potentiale und Ströme lassen infolgedessen einen Anoden-Kathoden-Strom fließen, der die Speicherzelle 150 in den Zustand »1« überführt. In ähnlicher Weise könnte jedes andere Speicherelement, d. h. die Elemente 250, 350 oder 450, in den Zustand »1« überführt werden.

Um das Speicherelement 150 zurückzustellen, wird an die Klemme 162 ein Signal angelegt, das den Transistor 154 öffnet und negatives Potential von der Spannungsquelle 160 an die Anoden der Gleichrichter 168 und 368 gelangen läßt. Die Schaltung des Transistors 154 stellt also eine Wortrückstellung dar. In ähnlicher Weise ist die Schaltung des Transistors 254 eine Wortrückstellung. Die Schaltungen der Transistoren 184 und 284 dienen dem Setzen von Wörtern, während die Schaltungen der Transistoren 560 und 660 dem Setzen von Bits dienen. Zum Setzen eines Bits müssen eine Wortsetzschaltung und eine Bitsetzschaltung erregt werden.

Um die Bits eines Wortes an den Klemmen 172 und 372 auszulesen, wird die Wortsetzschaltung des Transistors 184 erregt. Um die Bits des zweiten Wortes an den Klemmen 172 und 372 auszulesen, wird die Wortsetzschaltung des Transistors 284 erregt.

Die Äquivalenzschaltung eines gesteuerten Siliziumgleichrichters 584 ist in F i g. 8 gezeigt. Die

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Äquivalenzschaltung weist zwei Transistoren 580 und 582 auf, deren Kollektoren mit der Basis des anderen Transistors verbunden sind. Die Anödet des gesteuerten Gleichrichters 584 entspricht dem Emitter eines ersten Transistors 580, die Kathode C des gesteuerten Gleichrichters 584 dem Emitter des zweiten Transistors 582 und die Steuerelektrode G der Basis des zweiten Transistors 582.

Die Halbleitergleichrichter sind in den F i g. 1, 3 und 4 mit 12, in den F i g. 5 und 6 mit 68 bezeichnet. Die an die Anodenklemme und Kathodenklemme angeschlossene Spannungsquelle spannt den Halbleitergleichrichter in Richtung auf den stromleitenden Zustand vor. Die entsprechende Spannungsquelle ist in den F i g. 1 und 3 mit V₁ und in F i g. 5 mit 52 und 90 bezeichnet. Eine zweite Vorspannungsquelle ist an die Steuerklemme angeschlossen, um den Gleichrichter in Richtung auf den nichtleitenden Zustand vorzuspannen. Die zweite Vorspannungsquelle ergibt sich in F i g. 1 aus der Kombination der Vorspannungsquelle V₁ mit dem Wider-

stand 19. Sie kann, falls erwünscht, an die Klemme 23 der Schaltung nach F i g. 3 angeschlossen werden. Die zweite Vorspannungsquelle wird in F i g. 5 durch die Elemente 74 und 76, in F i g. 6 durch die EIemente 99, 97 und 98 gebildet. Eine Vorrichtung entsprechend den Elementen 552 bis 566 nach F i g. 7 kann verwendet werden, um das Arbeiten der zweiten Vorspannungsquelle zu verhindern und Spannungen und Ströme solcher Polarität bzw. Richtung an die Steuerklemme anzulegen, daß der Gleichrichter leitet. Eine zweite Vorspannungsquelle, beispielsweise entsprechend den Elementen 54 bis 62 nach F i g. 5, kann verwendet werden, um die erste Vorspannungsquelle zu sperren und den Stromnuß im Anoden-Kathoden-Kreis des Gleichrichters zu verhindern. Eine Vorrichtung, die selektiv ermittelt, ob in dem Anoden-Kathoden-Kreis des Gleichrichters Strom fließt, wird in F i g. 1 durch den Transistor 14 und die Klemme 24, in F i g. 5 durch die dem Transistor 84 und der Diode 65 zugeordnete 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 Eingangssignale (F₀, V_RW) schließt und einen Stromfluß bewirkt, der größer als der Schaltstrom (/ _L) ist, so daß die Spannungsquelle (F₁) den Fluß des Haltestromes (I_ä) in der Anoden-Kathoden-Leitung auch dann bewirkt, wenn eines oder beide Eingangssignale (F₀-, 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 (F _RW, V₀) bei gleichzeitigem Anlegen einen Schaltstrom (/ _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 (F _RW, F₀-) 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 (F _RW, F₀) 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 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 (Fig. 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 Haltestromvorspannung 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.