NO120682B - - Google Patents

Description

Pulsoverdrag omfattende et halvledende legeme.

Foreliggende oppfinnelse vedrører pulsoverdrag omfattende et halvledende legeme, et antall adskilte halvledende soner på eller i legemet, hvor hver av disse soner og den del av legemet som støter til sonene, representerer en likeretterforbindelse med stor flate, og minst én felles elektrode som er direkte forbundet med legemet og adskilt fra sonene som har en større lengde som står i det vesentlige loddrett på banen fra sonene til den felles elektrode.

Oppfinnelsen tar sikte på å forbedre oppbygningen og arbeidskarakteristikken for halvlederinnretninger med et større antall elektroder.

Andre formål med oppfinnelsen er å

tilveiebringe trinnkoblingsfunksjoner i en eneste halvledende innretning, oppnå en sikker overføring av en aktiv tilstand i en halvledende innretning fra en elektrode til en annen i en forutbestemt rekkefølge, forenkle det nødvendige utstyr for aktivering av elektroder og tilhørende kretser i en bestemt rekkefølge, og endelig oppnå aktivering eller sluttkobling med høye hastig-heter.

Oppfinnelsen utmerker seg ved at sonene har slike tverrsnitt og en slik motstand at der foreligger en vesentlig motstand mot strømpassasje langs de store lengder, at hver av sonene sammen med den tilstøtende del av legemet danner et koblingstrinn i pulsoverdraget, hvor hvert koblingstrinn har en høy- eller lav-impedanstilstand, at der med hver av sonene er forbundet minst én elektrode for å danne en lav-motstands-, i det vesentlige ikke-likerettende forbindelse til et begrenset område av hver sone nær enden av sonens største lengde og støtende til den sone i sonerekken, som står for tur til å tre i virksomhet, og at der mellom elektrodene og den felles elektrode er forbundet en strpm-krets som styrer de individuelle koblings-trinns impedanstilstand.

Hvert av koblingstrinnene i pulsoverdraget kan også omfatte en sone som ut-gjør én av et antall soner, som støter inntil legemet, og fire soner som følger etter til-støtende soner av motsatt ledningstype.

Andre formål, egenskaper og trekk ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av føl-gende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser en skjematisk fremstilling av en utførelse av en halvledende trinnkoblingsinnretning i overensstemmelse med oppfinnelsen, fig. 2 strøm-spenningskarakteristikken ved en indivi-duell trinnkoblingsfunksjon av innretningen på fig. 1, fig. 3 en annen utførelse av oppfinnelsen og fig. 4 en ytterligere ut-førelse av en trinnkoblingsinnretning kom-binert med en transformator.

Fig. 5 viser en utførelse av en trinnkoblingsinnretning som drives av en mot-taktforsterker, fig. 6 i perspektiv en ut-førelse hvor seksjonene er bygget sammen til en sluttet ring, slik at det er mulig å stille innretningen tilbake til utgangsstilling ved å fortsette trinnkoblingen videre til utgangsstillingen, og fig. 7 viser en annen ringformet utførelse. Fig. 8 og 9 er trinnkoblingsinnretninger og tilhørende kretser i overensstemmelse med oppfinnelsen arrangert slik at kobling kan oppnås i begge retninger, hvorved innretningen både kan addere og subtrahere. Fig. 10, 12, 13 og 14 viser trinnkoblingsinnretninger som ut-nytter sløyfekollektorkarakteristikker for å oppnå bistabil karakteristikk, innretningen vist på fig. 13 brukes for å oppnå trinnkobling i negativ retning. Fig. 11 viser en typisk karakteristikk for en seksjon eller et koblingselement for innretningene vis på fig. 10, 12, 13 og 14.

På tegningene er der brukt bokstaver med felles tall for henvisning til like elementer i de forskjellige utførelser.

Fig. 1 og 3 til 8 viser hver en halvledende trinnkoblingsinnretning. Hver trinnkobling utføres av en seksjon i innretningen som kobler fra en høyimpedans- eller lav-strømtilstand til en lavimpedans- eller høy-strømtilstand ved hjelp av konduktivitetsmodulasjon av en del av halvledermateri-alet som inngår i seksjonen.

Som vist f. eks. på fig. 1 består innretningen av et halvledende legeme 11 f. eks. av germanium, silisium eller blandinger av disse, eller legeringer mellom de sjeldne jordmetaller i gruppe III og elementene i gruppe V i det periodiske system. På tegningene er det halvledende legeme 11 forutsatt å være av n-typen, men det kan like gjerne være av p-typen, når polariteten av de påtrykte spenninger endres tilsvarende. Ved anvendelse av disse innretninger er det nødvendig å lage et felt over bredden av det halvledende legeme. For å redusere energitapet i halvlederlegemet som følge av dette felt, må tykkelsen av halvlederlegemet gjøres liten. Et materiale med høy spesifik motstand, f. eks. et materiale med halvlederegenskaper i ren tilstand ved romtemperatur, gjør det mulig å anvende høye felt med lave energitap. Spesielt fordelak-tige resultater oppnås når tilkoblingen til en naturlig halvleder gjøres ved hjelp av soner med høy ledningsevne. Således oppnås der f. eks. en gunstig karakteristikk når en naturlig halvleder med tilkoblings-soner av n-typen med høy ledningsevne anvendes som positiv tilkobling. Halvlederlegemet lages fortrinnsvis av en enkelt krystall som skjæres ut av en større krystall ved hjelp av en diamantskive, hvor-efter overflatene poleres og etses, eller opp-delingen utføres ved en etseteknikk. Tykkelsen, som regnes loddrett på papirets plan, kan være 0,25 mm eller mindre.

Et par tilkoblingsflater 12 og 13 med jevn avstand er montert på motstående sider av halvlederlegemet. Tilkoblingsflaten har lav motstand og er uten vesentlig likerettervirkning. Disse kontaktflater kan lages av bånd som strekker seg langs sidene av halvlederlegemet og begrenser området hvor trinnkoblingene foregår. Når halvlederlegemet er germanium av n-typen, kan f. eks. kontaktflatene lages av bånd av arsenbly som legges på elektrolytisk, eller ved lodding enten direkte til halvlederlegemet eller til områder med lav motstand, dvs. områder av n-typen fremstillet ved en lokal forurensning av halvlederlegemet.

En rekke asymmetriske tilkoblinger i form av likeretterkontakter mellom halvlederlegemet 11 og de rektangulære soner 14; 15, 16 og 17 av p-typen med begrenset utstrekning er fremstillet på overflaten av halvlederlegemet av n-typen. Disse rek-tangler har sin største dimensjon parallelt med de kanter av halvlederlegemet, hvor tilkoblingene 12 og 13 er montert. Slik blir sonenes største lengde perpendikulær på strømbanen mellom sonene og hovedtilkoblingene. Av grunner som vil bli forklart senere, må sonene lages slik at de befinner seg i en begrenset avstand fra den negative tilkobling 13 for at en stor del av de injiserte ladningsbærere fra sonene skal rekke frem til denne hovedtilkobling. De må være av en slik motstand og et slikt tverrsnitt i retningen loddrett på papirplanet at motstanden langs den største lengde fra den ene ende til den annen ved moderate strømmer, ca. 1 mA eller større, forårsaker et potensialfall noe større enn kT/q, dvs. ca. 0,025 V i germanium ved romtemperatur, og de må plaseres nær hverandre ende mot ende. Dette potensialfall gir den likerettende forbindelse mellom sonene og halvlederlegemet en høyere positiv forspenning rett under den begrensede flate-kontakt med sonen enn ved områder lengere borte. Sistnevnnte tilkobling er utført med liten kontaktflate. Derved vil største-parten av strømmen som følge av lad-ningsbærermisjonen fra forbindelsen mellom sonen og halvlederlegemet konsentreres under denne tilkoblingen, og områdene lengere fra tilkoblingen emitterer mindre desto større avstanden er fra tilkoblingen.

For å oppnå riktig form og tykkelse på sonene 14,15, 16 og 17 i trinnkoblingsseksjo-nene mellom tilkoblingene 18 og 13 er spesielle prosesser nødvendige. Ved én slik pro-sess pålegges indiumbånd som er ca. 1,25 mm lange, 0,25 mm brede og 0,25 mm tykke, på de områder av en germaniumplate av n-typen med 20 ohm-cm spesifik motstand og 0,127 til 0,25 mm tykkelse, hvor det er ønskelig å danne soner av p-typen. Opp-varming av platen og båndene til 500° C i 5 til 15 min. i en ikke oksyderende atmos-fære og avkjøling til romtemperatur på 30 sek., bevirker at indiumbåndene legerer inn i platen av n-type halvledermateriale. Området med rekrystallisert germanium av p-type som dannes i halvlederlegemet under indiumbåndet, blottlegges ved at resten av indiumbåndet etses bort fra overflaten av platen med saltsyre. Små mengder indium kan derefter smeltes fast på sonene som tilkoblingssteder med' begrenset kontaktflate. Hovedtilkoblingen til halvlederlegemet lages ved hjelp av en eutektisk legering av bly og tinn ved temperaturer som overstiger 350° C. Tilledninger av nikkel kan loddes til de små mengder av indium og til hovedtilkoblingene. Sonene av p-type som er laget på denne måte, har en motstand på 500 ohm over sin 1,25 mm lange lengde, slik at der for en emisjons-strøm på 4 mA vil gå 90 pst. av strømmen nærmere enn 0,25 mm fra loddingen. Kon-sentrasjon av en del av emisjonsstrøm-men fra f. eks. sone 14 i et foretrukket område av denne sone, kan oppnås ved å lage sonen slik at den tilfredsstiller paramet-rene i ligningen

hvor

IT er strømmen som injiseres fra emitter en i A, I strømmen i A som injiseres fra emitteren i et område mellom den loddede tilkobling i emittersonen og et i sonen ligg-ende punkt, hvis avstand er x cm. fra tilloddingen, g motstand pr. lengdeenhet av materialet i emittersonen i ohm/cm og y

2kT/q 1

— som omtrent er lik /g IT for c IT 20

germanium ved romtemperatur.

En annen teknikk til å lage disse soner av p-typen, er å dampe aluminium gjennom hensiktsmessige åpninger i skjer-mer som er plasert på overflaten av halv-lederplaten. Aluminium vil derefter diffundere inn i og/eller legeres med halvle-dermaterialet i platens overflate i en begrenset dybde som kontrolleres ved varme-behandling. Overflødig aluminium kan fjernes ved etsning av overflaten med unntagelse av tilkoblingsområdet.

En ytterligere teknikk ved fremstilling av soner av p-typen består i å lage et lag av p-typen over hele overflaten av halvlederlegemet av n-typen, og hvor tykkelsen av laget er noe større enn nødvendig, og derefter fjerne det uønskede materiale av p-typen ved å dekke over de områder som skal beholdes, og etse eller på annet vis fjerne det uønskede materiale. Overflater av p-typen kan lages enten under selve krystalliseringsprosessen av halvlederlegemet, ved diffusjon, eller ved legering og derefter rekrystallisasjon.

Hver trinnelektrode eller hvert område av p-typen er forsynt med en elektrisk tilkobling med lav motstand og uten vesentlig likeretteregenskaper 18 som kan lages ved å legere et hensiktsmessig materiale, såsom indium, til elektroden eller ved å feste en leder av gull innsatt med gallium til den.

Innretningen som er beskrevet ovenfor, er forsynt med forspenningsmidler, som f. eks. et batteri 19 som er forbundet mellom tilkoblingene 12 og 13, slik at tilkobling 12 er positiv i forhold til 13. Belast-ninger representert av motstander 21, 22, 23 og 24 er forbundet til seksjonene hhv.

14, 15, 16 og 17, og hver annen seksjon er forbundet til felles ledere 25 og 26 som fører til innretninger som representeres av

koblekontaktene 27 til 31 og raskt endrer potensialet som påtrykkes disse trinnseksjonene fra jordpotensial til en hensiktsmessig positiv spenning fra et batteri 32 over en felles begrensningsmotstand 33.

Ved bruk har hver av seksjonene i innretningen på fig. 1 som hver tjener som trinnkoblingselement, en karakteristikk mellom sine tilkoblinger 18 og 13 som vist på fig. 2; i en belastningstilstand vil belast-ningslinjen 35 skjære karakteristikken i et punkt 36 som representerer en høy impedans eller lavstrømtilstand og i et annet punkt 37 som representerer en lav impedans eller høystrømtilstand. Stillingen av denne belastningslinje er bestemt av stør-relsen av den felles motstand 33 og den individuelle belastningsmotstand forbundet med seksjonen som er i bruk. Formen på strøm-spennings-karakteristikken mellom tilkoblingene 18 og 13 beror på innretnin-gens oppbygning og de påtrykte spenninger.

Med tilkoblingen 12 positivt forspent i forhold til kontakten 13 som er jordet, vil det halvledende materiale av n-typen under sonene av p-typen 14 til 17 anta et mellomliggende positivt potensial i forhold til jordpotensialet f. eks. V(. som vist på fig.

2. Hvis kontakt 18 var jordet slik at potensialet som påtrykkes mellom 18 og 13 var null, ville p-n-forbindelsene som befinner seg mellom hver av sonene og storparten av halvlederlegemet av n-typen, få negativ forspenning, slik at der vil gå en metnings-strøm over forbindelsesflaten. Denne met-ningsstrøm vil fortsatt gå når potensialet på tilkoblingen 18 ved hjelp av spenningskilden 32 gjøres positivt til en størrelse lik V(1. Når dette potensial overstiger Vc, vil materialet av p-typen få en positiv forspenning i forhold til materialet av n-typen som det er i kontakt med, og p-n-forbindelsen vil få en forspenning i positiv ledningsretning. Når materialet av p-typen inneholder et større overskudd av aksep-torer enn materialet av n-typen inneholder donorer, vil strømmen i positiv retning over p-n-forbindelsen hovedsakelig bestå av positive ladningsbærere eller hull som flyter fra materialet av p-typen til materialet av n-typen.

Høystrømtilstanden som benyttes i

tnnnseksjonen i disse innretninger, forlanger at gangtiden for hull fra sonene 14 til 17 til elektrode 13 gjennom halvlederlegemet 11 som utgjør et område med tilnærmet ensartet elektrisk karakteristikk, er mindre enn levetiden for hull i dette område. Det elektriske felt i materialet av n-typen mellom sonene og elektrode 13 som følge av spenningskilden 19, vil trekke hullene som er emittert inn i materialet av n-typen, mot tilkoblingen 13. Hvis dette felt er høyt nok og levetiden for hullene er lang nok i materialet av n-typen, og avstanden mellom injeksjonspunktet og elektrode 13 er liten nok, vil hullene nå elektrode 13 før gjenforening finner sted. Tilstedeværelsen av disse injiserte hull i materialet av n-typen mellom 18 og 13 vil redusere motstanden av banen ved at de tiltrekker en nøytraliserende ladning av elektroner i dette område og derved øker antallet av frie ladningsbærere (både hull og elektroner) som er tilgjengelige for ledning, og som følge herav vil spenningen mellom disse klemmer avta mens strømmen øker som vist på fig. 2. Dette vil der senere bli referert til som konduktivitetsmodulasjon. Derfor vil spenningen synke eftersom strømmen øker og bevirke at der oppstår en negativ motstandsdel av karakteristikken, fig. 2. Den negative motstand vil ved-vare inntil spenningen og dermed feltet som skyldes spenningskilden 19, blir for lite til å transportere hullene til tilkoblingen 13 før gjenforening eller rekombinasjon finner sted. Når dette er tilfelle, vil det konduktivitetsmodulerte område avta, og motstanden vil igjen bli positiv og stabilise-res ved skjæringspunktet med belastnings-linjen 35 ved punkt 37, fig. 2. Derfor er hver trinnseksjon på fig. 1 bistabil med én likevektstilling som vist på fig. 2, hvor n-p-forbindelsen er forspent negativt og leder en liten strøm, og en annen likevektstilling ved punkt 37, fig. 2, hvor denne for-

bindelse er positivt forspent og leder en høy strøm.

Som nevnt ovenfor er p-områdene 14 til 17 langstrakte, slik at motstanden i sonens lengderetning fra venstre ende, fig. 1, til tilkoblingspunktet 18, gir et spenningsfall som er stort sammenlignet med kT/q ved en strøm av størrelsesorden 1 mA. En motstand på noen få tusen ohm vil gi et slikt spenningsfall.

Når en trinnseksjon arbeider på den del av karakteristikken som har lav strøm, vil potensialfallet langs lengden av sonen være lite sammenlignet med kT/q; følgelig vil sonene av p-typen i praksis være ekvipo-tensiale når det gjelder kolleksjon eller injeksjon av ladningsbærere. Når en av disse soner først er overført til høystrømtilstand er injeksjon av ladningsbærere fra alle deler av området i denne sone sannsynlig. Mens der går en høy strøm, vil likevel stør-stedelen av strømmen injiseres i nærheten av tilkoblingen, fordi potensialfallet som oppstår langs lengden av sonen som følge av strømmen som flyter til områder fjernt fra tilkoblingen, vil gi en lavere positiv forspenning på de fjernere partier og derfor redusere den effektive emisjon fra disse. Emisjonstettheten og effektiviteten av for-bindelsesområdet som konduktivitetsmodu-lerende element er størst under tilkoblingen 18 og avtar med økende avstand fra denne. Som vist på fig. 1 hvor seksjonen som omfatter sone 15 er avbildet i høystrømtil-stand, vil der dannes et feltbillede med ekvipotensiallinjer 40 og strømlinjer 41 mellom sone 15 og elektrode 13.

Feltbildet med ekvipotensiallinjer 40, fig. 1, viser at når sone 15 leder høy strøm! vil materialet nærmest til venstre for sone 16 være på et lavere potensial enn materialet i nærheten av sone 14. Følgelig er den kritiske spenning for sonen 16 mindre enn for sonen 14, slik at sonen 16 vil gå inn i høystrømtilstand før sonen 14 når skritt-kobleoperasjonen innledes. Dette feltbilde med ekvipotensiallinjer bestemmer dimen-sjonene av sonene og den innbyrdes pla-sering som er nødvendig for å oppnå en til-fredsstillende aktiviseringsrekkefølge. Forholdet mellom sonelengde og soneavstand må være slik at når sonen 15 er i høy-strømtilstand, vil konsentrasjonen av konduktivitetsmodulasjon under dens høyre ende minske potensialet i halvlederma-terialet under venstre ende av sonen 16 mere enn under den høyre ende av sonen 14. Derfor må avstanden mellom sonene være liten sammenlignet med lengden av dem. Således har man f. eks. funnet en ut-førelse med soner som er 1,25 mm lange og med en avstand på 0,127 mm tilfredsstill- ] ende.

Som forklart ovenfor, er ledningsevnen 1 i området hvor strømlinjene 41 er vist, mo-dulert ved injeksjon av hull. Dette område i befiner seg i det vesentlige under høyre i ende av sonen 15 og brer seg delvis inn i halvlederlegemet 11 mellom sonen 16 og elektroden 13. Sonen 16 med bryteren 34 i den tegnede stilling er forbundet til jord over kontaktene 27 og 31. Injeksjonen av ladningsbærere og således den største del av strømmen som passerer gjennom trinninnretningen, kan overføres fra den seksjon som omfatter sonen 15, til den seksjon som omfatter sonen 16 i denne innretning ved å fjerne den positive forspenning fra sonen 15 og påtrykke en positiv forspenning på sonen 16. Denne overføring av strømbanen forlanger at potensialene på de tilstøtende områder forandres i løpet av et tidsintervall som er kort sammenlignet med gangtiden for hullene i materialet av n-typen til tilkoblingen 13. Under disse forhold vil hullene som er injisert mellom høyre ende av sone 15 og tilkoblingen 13, fremdeles være tilstede under venstre ende av sone 16 og derved redusere potensialet av den de-len av halvlederlegemet som er nærmest og gjør det mulig for sonen 16 å få en positiv forspenning før noen av de andre sonene som er forbundet med den felles leder 25.

Ved omlegning av bryter 34 slik at kontakten 27 forbindes med kontakten 29 og kontakten 28 forbindes med kontakten 31, bringes sonen 15 på jordpotensial, og potensialet på sonene 14 og 16 forsøker å øke ut over V(. på grunn av forbindelsen til spenningskilden 32; n-p-skiktet mellom sonene 14 og 16 er således begge forspent i positiv retning og begge vil forsøke å emittere ladningsbærere eller hull inn i materialet av n-typen. Som følge av konduk-tivitetsmodulasjonen av materialet under venstre ende av sonen 16 ved hullinjeksjonen fra den tidligere ledende sone 15, vil likevel maksimalpotensialet som er nødven-dig for å oppnå emisjon fra sonen 16, være noe mindre enn det som er nødvendig for sonen 14; følgelig vil emisjonen flyttes fra høyre ende av sonen 15 til venstre ende av sonen 16. Som i tilfellet med sonen 15, vil potensialfallet langs lengden av sonen 16 som følge av strømmen i den, få emisjons-banen til å flyttes mot områder med lav tilkoblingsmotstand 18 til høyre ende av sonen 16, og bringes til å forbli i dette område til spenningskilden 32 fjernes, eller potensialet over p-n-skiktet mellom sonen 16 og halvlederlegemet 11 reduseres under V5, som vist på fig. 2. Sonen 14 som til å oegynne med påtrykkes samme potensial som sonen 16, hindres i å lede på grunn av begrensningsmotstanden 33, da den strøm som trekkes ved tenningen av sonen 16, reduserer potensialet på lederen 25 forbundet med koblekontakten til under V,, for sonen 14; derved opperttholdes negativ forspenning og lavstrømtilstand.

Den neste omlegning av bryteren 34 vil flytte hullemisjonen forover til trinnseksjonen som omfatter sonen 17, da venstre side av sone 17 vil være i en hensiktsmessig fysikalsk tilstand til å emittere hull. Denne tilstand er oppnådd ved konduktivitetsmodulasjon av området under sone 17 som følge av hullinjeksjonen fra sonen 16, og omkoblingen av spenningskilden 32 fra sone 16 til sone 17 vil redusere potensialet på sonen 16 under vedlikeholdsspenning Vs og derved heve potensialet på sonen 17 tilstrekkelig til at forbindelsen får en positiv forspenning som overskrider dens kritiske spenning Vc, som forklart i tilfellet ved forskyvningen av injeksjonen fra sone 15 til sone 16.

Mens innretningen ifølge fig. 1 er begrenset til 4 seksjoner, kan den utvides til å omfatte et hvilket som helst antall, og for hver omlegning av bryteren 30, vil strøm-banen flyttes til den nærmestliggende seksjon. Denne virkemåte er anolog med virkemåten for et glimtellerør; en halvledende innretning av denne art kan således brukes på samme måte som et glimtellerør, f. eks. til telling. Ved innretningen ifølge fig.

1 vil telleoperasjoner gå fra venstre mot

høyre. Det er derfor ønskelig at seksjonen ved venstre ende av innretningen er den første til å gå inn i høystrømtilstand ved igangsettelsen. Flere midler kan anvendes til å etablere en selektiv ladningsbærerinjeksjon fra den første seksjonen.

Tilledningen fra startsonene kan føres ut separat og et høyere positivt potensial påtrykkes denne ledning, slik at den positive forspenning økes og seksjonen «stjeler» strømmen fra en hvilken som helst av de

andre seksjoner og fortsetter å lede inntil

neste koblingspuls. Et arrangement av

denne art er vist på fig. 1, hvor batteri 43 øker den positive spenning på sonen 14 noe, men hele forspenningen må være mindre enn vedlikeholdspotensialet Vs for sonen 14.

En annen metode til å sette hullemisjonen igang selektivt fra en spesiell sone, er vist på fig. 3 hvor sonen 14 er oppbygget slik at det er sikkert at det er den som leder først, hvilket er oppnådd ved en del 42 av sonen som er anbragt nærmere tilkoblingen 13A enn noen del av de andre soner, hvorved motspenningen som utvikles av strømmen i det halvledende legeme 11A fra elektrode 13A, blir minst for den del av legemet som er nærmest jordpotensialet. Eftersom spenningen som påtrykkes ledningen 25A, økes, oppnås det kritiske potensial som er nødvendig for å gi en del av sonen 14A en positiv forspenning før noen del av sonen 16A når denne tilstand. Ut-førelsen ifølge fig. 3 viser også en annen metode til å oppnå tilstrekkelig intimt forhold mellom det konduktivitetsmodulerte område nærmest det foretrukne lednings-område for sonen 14A under tilkoblingen 18A og startområdet for den nærmeste sone. Dette er oppnådd ved innkobling av en innretning, hvor et par fingre 38 med ledningsevne av p-type stikker ut fra en-dene av hver sone nærmest tilkoblingen og omgir uten å berøre en finger 39 som stikker ut fra enden av den nærmeste tillig-gende sone. Dette sikrer at emisjonen fra fingrene 38 i den første sone konduktivi-tetsmodulerer materialet av n-typen rundt denne og nødvendigvis modulerer konduk-tiviteten i noe materiale i strømbanen mellom tilkoblingen 13A til legemet og den neste sone, nærmere bestemt det materiale som befinner seg under fingeren 39 i den nærmestliggende sone.

Innretningen ifølge fig. 3 virker ellers på samme vis som den på fig. 1. Den kan drives med et bryterarrangement som vist på fig. 1 eller med en annen drivmeka-nisme som gir en ekvivalent forandring i potensialene som påtrykkes sonene. Ar-beidsoperasjonen settes igang ved at et høyere potensial enn V(. påtrykkes den seksjon som skal aktiveres, og den stanses for denne seksjon ved at den påtrykte positive spenning reduseres under vedlikeholdspotensialet Vs.

Fig. 4 og 5 viser også innretninger som har soner 14B til 17B hhv. 14C til 17C med oppbygninger tilpasset for overføring av ladningsbæreremisjonen fra én sone til neste. Begge disse innretninger har deler av nærliggende soner som overlapper strømbanene til elektrode 13. På fig. 4 har hver av sonene form av et parallellogram, hvor ladningsbæreremisjonen i stasjonær tilstand fra én sone overlapper startområdet 44 for den nærmeste sone som strekker seg inn i strømbanen mellom elektrode 13B og den del av sonen, hvorfra den stør-ste del av strømmen går. Fig. 5 viser rektangulære soner som står på skrå i forhold til elektrodene 12C og 13C, slik at startområdet for alle med unntagelse av den første sone, overlapper det stasjonære

strømområde til den foregående sone og stikker ut inn i strømbanen som er konduktivitetsmodulert som følge av ladings-bærerinjeksjonen fra denne sone.

En transformatorkoblet inngang er vist i forbindelse med trinninnretningen på fig. 4. Denne oppbygning gjør det mulig at en stasjonær forspenning noe lavere enn V(. kan påtrykkes kontinuerlig på alle inn-retningens trinnseksjoner ved hjelp av midtuttaket 50 på transformatorens 52 se-kundærvikling 51. Trinnpulser påtrykkes innretningen ved å ledes gjennom primær-viklingen 53 på transformatoren 52. Disse pulser overlagres det faste forspennings-potensial fra spenningskilden 32B. Den transiente spenningsøkning fra en påtrykt puls hever potensialet på ledningen 25B tilstrekkelig til at sonen 14B får en positiv forspenning og aktiveres til sin høystrøm-tilstand. Transienten som fremkommer som følge av fallet av pulsen reduserer potensialet på ledningen 25B under vedlikeholdsspenningen Vs på sonen 14B og hever potensialet som over lederen 26B påtrykkes sonen 15B over dennes kritiske spenning, slik at ladningsbærerinjeksjon begynner fra denne sone. En annen puls vil forårsake enda en to-trinnsoperasjon i innretningen, hvorved ladningsbærerinjeksjonen flyttes forover, først til sone 16B og siden til 17B. For å sikre aktivering av efterfølgende seksjoner, må pulsrepetisjonshastigheten ikke være så stor at to pulsøkninger forekom-mer innenfor et tidsintervall som er lik gangtiden for ladningsbærerne fra sonene av p-typen til elektrode 13B. Hvis pulsrepetisjonshastigheten er slik at fronten for to pulser påtrykkes i et tidsintervall mindre enn gangtiden, vil området under trinnseksjonen foran den aktiverte seksjon fremdeles være konduktivitetsmodulert i noen grad som følge av tilstedeværelsen av ladningsbærere. Derfor kan der foreligge en viss tendens til at ladningsbæreremisjonen heller overføres fra den arbeidende seksjon til den foregående seksjon enn til den efterfølgende seksjon.

Generatoren ifølge fig. 5 er en mottakt-forsterker, hvis karakteristikk er slik at en puls som påtrykkes på inngangklemmen, frembringer pulser med motsatt polaritet på de to grupper av trinnseksjoner som er forbundet med dens utgangsklemmer. En konstant spenning påtrykkes trinnseksjonene fra forspenningskilden over belastningsmotstanden for mottakt-forsterkeren som virker på samme måte som forspenningskilden 32 og belastningsmotstanden 33 vist på fig. 1. En positiv utgående puls på lederen 26C hever forspenningen på denne ledning, slik at en av sonene som er forbundet med denne ledning, aktiveres og ladningsbærere emitteres. I samme øye-blikk påtrykkes en negativ puls på seksjonene forbundet med ledningene 25C og nedsetter potensialet på disse soner under vedlikeholdsspenningen, hvorved emisjon av ladningsbærere fra den aktive seksjon stanser. Som i tilfelle med transformatorkoblet inngang på fig. 4, må pulsens varig-het være større enn gangtiden for ladningsbærerne fra sonen til elektrode 13C for å sikre at ladningsbæreremisjonen går i positiv retning til den følgende sone og for å unngå at den foregående seksjon skal bli aktivert.

Fig. 6 og 7 viser ringformede trinninnretninger som benytter noen av egen-skapene ved de innretninger som er beskrevet ovenfor. Fig. 6 viser en oppbygning hvor strømmen går parallelt med aksen for et sylindrisk, halvledende materiale 60 som har ringformede elektroder 61 og 62 på motstående sider forbundet med en spenningskilde 19D for å etablere et felt i halvlederen og gi negativ forspenning over de likerettende flater mellom sonene 63 og halvlederlegemet. Hvilken som helst av me-todene til å sikre en selektiv aktiverings-rekkefølge av trinnseksjonene, både når det gjelder aktivering av første sone og følgende aktivering diskutert i forbindelse med fig. 1 til 5, kan anvendes ved ringoppbygningen. Generatorer og belastnings-innretninger av samme art som diskutert ovenfor, kan anvendes ved denne oppbygning. Ringoppbygningen gir spesielle for-deler ved at den kan arbeide ved et større antall perioder, f. eks. som en dekadeteller og kan arbeide i en retning tilbake til sin utgangsstilling.

Ringoppbygningen på fig. 7 gir i tillegg til de egenskaper som er oppnådd ved innretningen på fig. 6, muligheter til å oppnå et større felt i halvlederen for en gitt påtrykt spenning enn noen av de tidligere oppbygninger. I dette tilfelle er det halvledende legeme 70 ringformet og elektrodene 71 og 72 plasert på ytre og indre periferi og har stort sett konstant avstand langs hele sin lengde. En spenning påtrykkes tvers over legemet mellom elektrodene 71 og 72 med en slik polaritet at injiserte ladningsbærere fra sonen 73 i trinnseksjonen av feltet trekkes mot den indre periferi. En konvergerende strøm av ladningsbærere oppnås ved denne oppbygning, og potensialet i halvlederlegemet øker pro-porsjonalt med logaritmen til radien. Ster-kere felt oppnås derfor i halvlederlegemet

70 i områder nær den indre elektrode 72

enn i områder lengere fra denne elektrode. Dette gjør at innretningen kan arbeide med lavere påtrykte spenninger mellom hovedelektrodene 71 og 72 for en gitt elek-trodeavstand enn den som er nødvendig ved innretningene av tidligere utførelser, og et høyere felt konsentreres i området mellom sonene og den indre elektrode, hvorved gangtiden til den indre elektrode for ladningsbærere injisert i forbindelses-fJaten mellom legemet og sonene blir re-dusert.

Fig. 8 og 9 viser trinninnretninger som tillater forskyvning av strømbanen fra seksjon til seksjon i begge retninger. Denne innretning kan addere og subtrahere. Fig.

8 tilsvarer konstruksjonen i fig. 1 ved at

den er forsynt med et par felles ledninger 25F og 26F til første og annen sone 84 hhv. 85 og over individuelle belastningsmotstander 21F forbundet med 24F til en første serie av begrensede tilkoblingsområder 18F på høyre side av første og annen gruppe av soner 14F og 16F hhv. 15F og 17F. Påtrykningen av en positiv puls på lederen 25F får sonen 14F som er påtrykt en tilleggsspenning fra kilden 43F, til å over-skride sin V|; og begynne å lede strøm til elektrode 13F. Påfølgende pulser vekselvis på lederne 26F og 25F vil tenne seksjoner til høyre og overføre dem til ledende tilstand, mens den tidligere ledende seksjon gjøres isolerende ved at det påtrykte potensial reduseres under dens vedlikeholdsspenning Vs.

Trinnretningen for innretningen kan reverseres ved at en arbeidsspenning over-føres til lederne 81 og 82 som er forbundet med tredje og fjerde klemme 86 og 87. Dette overfører mesteparten av ladningsbæreremisjonen fra høyre ende av trinn-sonene 14F til 17F til venstre ende av disse soner ved at der etableres en forbindelse til sonene gjennom en annen rekke av tilkoblinger 83 på disses venstre ende. Meka-nismen som forårsaker denne overføring, er den samme som den som virker ved de tidligere beskrevne utførelser. Tilkoblingene 83 opptar bare et begrenset område av sonene og er tilkoblet i en avstand fra tilkoblingene 18F som har høy ledningsevne. Følgelig vil tverrstrømmer som flyter i sonens lengderetning på grunn av deres høye motstand pr. lengdeenhet utenfor det nærmeste området av tilkoblingen 18F og 83, forårsake et betydelig spenningsfall og gi delene av likerettersjiktet mellom legemet 11F og de soner som er fjernt fra den aktive tilkobling 83, en lavere positiv forspenning som områdene i nærheten av tilkoblingen. Siden området som er konduktivitetsmodulert i legemet 11F mellom den aktive sone i en gruppe og elektrode 13F som strekker seg utenfor dette området, er mest efektivt under høyre ende av sonen til venstre, vil følgelig denne venstre sone være den foretrukne, og påtrykningen av spenninger som reduserer den aktive sones potensial under dens vedlikeholdsspenning og så hever nærliggende soners potensial i de andre gruppper mot kritisk aktiverings-spenning, vil aktivere sonen til venstre.

Når innretningen på fig. 8 brukes til å flytte strømbanen mot høyre fra sonen 14F til sonen 16F, påtrykkes pulser på lederne 25F og 26F. Strømbanen kan flyttes til venstre fra 16F til 15F ved at forspenningskilden 32 og den felles belastning 33 (ikke vist på fig. 8), kobles fra lederne 25F og 26F til lederne 81 og 82. Dette forårsaker at størsteparten av strømmen forskyves fra høyre til venstre ende av sonen 16F, slik at strømbanen vil overføres til sonen 15F ved at en spenning påtrykkes på lederen 82, slik at potensialet på sonen 15F heves over dens kritiske spenning, og en spenning påtrykkes på lederen 81 som reduserer sonen 16F under dens vedlikeholdsspenning. Teknik-ken med selektiv overføring og igangset-ning som er foreslått ovenfor, kan anvendes ved elementene som er engasjert i hver trinnretning i denne oppbygning.

Flytning av strømbaner i begge retninger kan ved innretningen på fig. 9 også oppnås ved hjelp av et eget sett soner for hver trinnretning. For å forenkle beskriv-elsen er pulsmekanismen ifølge fig. 1 med spenningskilden 32, den felles mostand 33 og pulsbryteren 34 vist, selv om andre innretningen også kan anvendes. Pulsene påtrykkes selektivt på et av to par felles ledere ved hjelp av bryteren 90. Det første par 91 og 92 benyttes til å forskyve strøm-banen forover fra venstre mot høyre, og det annet par 93 og 94 til å forskyve banen fra høyre mot venstre. Lederne 91 og 92 er koblet til sonene 14G til 17G på forsiden av legemet 11G på tilsvarende måte som på fig. 5. Lederne 93 og 94 er koblet til sonene 95 og 98 som er lik sonene 14G til 17G og er plasert på baksiden av legemet 11G bak disse soner, men i omvendt rekke-følge. Tykkelsen av legemet 11G mellom disse sett med soner er bestemt av de samme betraktninger som ble anvendt ved fastleggelsen av avstanden mellom tilstøt-ende soner, slik at potensialene fra en aktiv sone brer seg til materilet nær den tilsvarende sone på motsatt side av halvlederlegemet og resduserer denne sones kritiske spenning. Den gjensidige påvirkning som oppnås på dette vis, muliggjør forskyvning av strømbanen fra seksjon til seksjon ved påtrykning av pulser, eller forskyvning til seksjonene på motsatt side ved en hensiktsmessig påtrykning av spenninger.

Når innretningen på fig. 9 er koblet som vist med bryteren 90 forbundet med lederne 91 og 92, vil der etableres en strøm-bane mellom sonen 14G og elektroden 13G ved at bryter 34 kobles slik at klemmen 28 forbindes med spenningskilden 32. En omlegning av bryter 34 vil bevirke at strøm-banen forskyves forover til høyre til sonene 15G, 16G og 17G. Strømbanen kan over-føres til en av sonene 95 og 98 og forskyves mot venstre ved omlegning av bryteren 90 til lederne 93 og 94, slik at de spenninger som påtrykkes sonene 14G og 17G, påtrykkes de tilsvarende soner 98 til 95. Antas det at sonen 17G er i høystrømtilstand, er spen-ningskildens 92 positive klemme forbundet med sonen over bryterne 34 og 90. Spen-ningskildens 32 potensial overføres til sone 95 og 97 på baksiden av legemet 11G ved at bryteren 90 legges om. Sonen 95 befinner seg i det område av legemet som er konduktivitetsmodulert ved den strøm som tidligere gikk fra sone 17G. Følgelig vil den aktiveres og gå over i høystrømtilstand før den kritiske spenning for sone 97 oppnås. Pulsing av lederne 93 og 94 ved omlegning av bryteren 34 forskyver nå strømbanen til 96 og videre til venstre. Forskyvninger av denne art kan gjentas mellom seksjonen på forsiden og baksiden av halvlederlegemet 11G.

De reversible trinninnretninger på fig.

8 og 9 kan modifiseres slik at de får flere

seksjoner med aktiveringspreferanse for hver trinnretning. Som foreslått under henvisning til fig. 1 kan der f. eks. påtrykkes en ekstra forspenning på en av seksjonene for å gjøre denne foretrukket i settet som teller fra venstre til høyre, forutsatt at denne tilleggsspenning ikke overskrider reduksjonen i den kritiske ak-tiveringsspenning som følge av konduk-tivitetsmodulasjonen fra en sone i høy-strømtilstand for en tilstøtende sone forbundet med den pulserende leder. Videre er reverseringsteknikken anvendelig ved ring-oppbygningene på fig. 6 og 7.

En utvidelse av oppbygningen på fig. 9 kan brukes til å lage en lukket rekke av trinnseksjoner med egenskaper som ring-oppbygningene på fig. 6 og 7. Sonene kan føres rundt hjørnene av det halvledende legeme og fortsettes langs den bakre overflate og så igjen bøyes tilbake til forsiden. Et arrangement av denne art må ha et halvlederlegeme som er tykt nok til at man unngår forskyvning av aktiveringsvirknin-gen fra det konduktivitetsmodulerte område under en sone gjennom legemet til en sone som på den motsatte side, fortrinnsvis av tykkelse lik sonelengden.

Trinnkoblings- eller telleinnretninger kan også lages ved hjelp av et større antall koblede transistorseksjoner som hver har en strømforsterkningskollektor. I slike innretninger kan kobling med fordel oppnås ved anvendelse av et basisområde eller et tilsvarende område av halvledende materiale, som er felles for alle transistorsek-sj onene og arrangert for å gi foretrukne ledningsområder, hvorved aktivering av én seksjon gjør neste seksjon foretrukket for aktivering ved påtrykning av hensiktsmessige aktiveringspotensialer. Flere typer av forsterkerkollektorer er tilgjengelige, som gir den ønskede karakteristikk med høy impedans under en kritisk spenning og lav impedans ved en meget lavere vedlikeholdsspenning straks efter at den kritiske spenning er overskredet. Disse utførelser innklu-derer skredforsterkningsinnretninger for ladningsbærerne og sløyfekollektortransi-storer, f. eks. av typen vist i US patent 2.655.609 og 2.655.610.

Trinn- eller telleinnretningene på fig. 10, 12, 13 og 14 benytter alle et antall flatetransistor seks joner med egen forspenning som hver har en ekstra sone som støter inntil kollektorsonen og har en ledeevne som er motsatt kollektorsonens ledeevne. Kombinasjonen av en kollektorsone og to dertil støtende soner benevnes en sløyfe-kollektor eller et konjugert emitterområde og gir en strømspenningskarakteristikk av samme type som vist på fig. 11 mellom hvert par områdetilkoblinger. Det grunnleggende trinnområde for disse innretninger innbe-fatter et halvledende legeme av en eneste krystall som inneholder fire tilstøtende soner med vekselvis motsatt type ledningsevne. Innretningen på fig. 10 består av fire seksjoner som hver har et felles basisområde 101, f. eks. et område med ledningsevne av p-typen, som er tynt nok til at transi-storvirkning kan finne sted tvers gjennom det, såsom 0,025 mm for germanium; et emitterområde 102 bestående av en sone med ledningsevne av n-typen ved siden av basisområdet og som gir en n-p-forbindelse 103 ved forbindelsesflaten med basisområdet; et kollektorområde 104 bestående av et område av n-typen som er tynt nok til at transistorvirkningen kan bre seg gjennom det, såsom 0,025 mm germanium, er anbragt over basisområdet for hvert emitterområde og danner en n-p-flatekollektor 105 i forbindelsesflaten med basisområdet. Strømforsterkning oppnås ved denne oppbygning ved hjelp av en tredje n-p-forbindelse 106 mellom kollektorområdet 104 og et område med ledningsevne av p-typen 107. Hull injiseres i kollektorområdet fra denne tredje forbindelse som* følge av strømmen som går inn i kolelktorområdet 104 og elektroner som injiseres ved emitterflaten 103, hvorved der under visse arbeids-tilstander fåes en utgangsstrøm større enn inngangsstrømmen ved emitterflaten 102.

Tre tilkoblinger 109, 110 og 111 uten likerettervirkning kobles til hver trinnseksjon av innretningen 100. Tilkoblingene 109 og 111 kan betraktes som emitter — hhv. basistilkobling for en konvensjonell flatetransistor, mens tilkoblingen 110 tilsvarer den konjugerte emitter- eller punktkollek-torkontakt for en flatetransistor som er forsynt med en sløyfekollektor. En egen-skap ved sløyfekollektorflatetransistorer er den strømforsterkning som kan oppnås med denne.

Virkemåten av hver kobleseksjon og den hensiktsmessige verdi for motstanden 112 kan for en spesiell oppbygning bestem-mes av følgende betraktning av en seksjon av oppbygningen vist på fig. 10. Med en forspenning i retningen som vist, vil forbindelsen 105 mellom områdene 101 og 104 få negativ forspenning, mens de andre to forbindelser 103 og 106 vil virke som emittere. Ladningsbærere vil således diffundere gjennom begge områdene 101 og 104; strømfor-sterkningsfaktorene for slike prosesser er ai hhv. æ>. Hvis metningsstrømmen for for-bindelsesområdet 104 som har negativ forspenning, er Is> kan det vises at strømmen I gjennom innretningen er gitt ved ligningen

Ligningen viser at der, hvis summen av de to a er mindre enn én, vil fåes en endelig strøm som er proporsjonal med met-ningsstrømmen. Hver av strømforsterk-ningsfaktorene a er uavhengig av den påtrykte spenning for spenninger større enn 25 mV. Følgelig vil I være uavhengig av spenningen, og spennings-strøm-karakteristikken for innretningen vil bli som kurve A, fig. 11. Ligningen viser også at tilstan-den er umulig når summen av strømfor-sterkningsfaktorene ai og a« er større enn én, fordi strømmen vil gå mot uendelig når summen nærmer seg én, og videre øk-ning av summen ville gi negative verdier for I. Hvis derfor summen av strømfor-sterkningsfaktorene a ved en påtrykt spenning større enn omkring 25 mV er større enn én, vil spenningen over innretningen aldri nå metningsverdien. Spennings-strøm-karakteristikken vil da være av en form som kurve B, fig. 11. Avhengig av ver-diene for ai og a2 kan derfor innretningen være enten en meget høy eller en meget lav impedans.

Når en motstand 112 kobles mellom områdene 102 og 101, vil denne lede noe av strømmen I forbi emitterforbindelsen mellom områdene 102 og 101. Det kan i denne forbindelse antas at a for vedkommende forbindelsesflate har avtatt og at verdien for ai derfor også har avtatt. Den nøyaktige verdi av ai vil likevel avhenge av forholdet mellom motstanden 112 og helningen av karakteristikken for den positivt forspente forbindelse mellom områdene 102 og 101. Da den siste motstand avtar med økende strømmer, vil effektivverdien av ai øke med økende strøm. Derfor vil en innretning hvor summen av strømforsterkningsfakto-rene a uten innkoblet motstand er større enn én med en motstand 112 av hensiktsmessig størrelse, ha strømforsterknings-faktorer a med en sum som er mindre enn én for strømmer mindre enn en viss verdi li. En hensiktsmessig verdi for li fremgår av fig. 11. Spennings-strøm-karakteristikken for innretningen vil da gå fra spenning null langs kurven A på fig. 11 til strømmen når den kritiske verdi li, hvor gjennombrudd finner sted ved V,.. Ved høy-ere strømmer vil summen av strømforsterk-ningsfaktorene a være større enn én, og karakteristikken må fortsette langs kurve B. Det bemerkes at hver gjennombrudds-mekanisme som gir en øket strøm med spenningen og således en øket a ved øket spenning, kan brukes som en seksjon med en høy- og en lav-impedanstilstand, som brukt ved krysspunktanvendelser. Derfor vil en slik innretning arbeide like bra om gjennomslaget skyldes Zener-effekt, lad-ningsbærerskred eller endog overflate-lekkasje.

Størrelsesordenen for motstanden 112, som kan brukes i en innretning ifølge fig. 10, er den samme som helningen RB for en p-n-forbindelse med positiv forspenning. Denne motstand Rc er en funksjon av strømmen I gitt ved ligningen

Re = kT/ql — 1/401 (ved romtemperatur).

For et strømområde for I mellom 10-<5 >og 10-<8> A vil Re ligge mellom 2500 og 25 ohm.

Shunt-motstanden R blir derfor å velge avhengig av de spesielle verdier av ai og ai og verdien av strømmen li der hvor det er ønskelig at karakteristikken har knekk. I praksis ble der benyttet verdier av R i området fra 50 ohm og helt opp til 10.000 ohm.

Ved bruk av innretningen på fig. 10 øker effektiviteten av emitteren til et nivå hvor den resulterende strømforsterkning for seksjonen overskrider én når spenningen mellom emitter- og kollektorkontak-tene overskrider en kritisk verdi Vei, og den overføres til en arbeidstilstand med lav impedans. Den forblir i denne arbeidstilstand så lenge en vedlikeholdsspenning større enn Vul opprettholdes mellom kontaktene 109 og 110.

En halvledende innretning av denne art kan lages ved hensiktsmessige diffu-sjons- og legeringsteknikker; således kan man f. eks. lage en n-p-n-p-innretning ved å la aluminium og antimon fra aluminium-antimonid diffundere fra en dampfase inn i overflatene i en plate av n-typen. Aluminium dif funderer raskere inn i silikon enn antimon og trenger derfor dypere inn enn antimonet og forandrer en del av det opp-rinnelige legeme av n-typen til p-typen. I overflateområdet vil likevel donor-sentre av antimon være i overvekt, og disse områder vil fortsette å være av n-typen. Resultatet er en struktur med fem lag halvledere av henholdsvis type n-p-n-p-n. Et av n-lagene kan fjernes med en hensiktsmessig etse-eller slipeteknikk, og lagene kan likeledes skilles i adskilte trinnseksjoner ved at der skjæres spalter i de ytre lag. Kontakter kan påsettes efter ønske ved pådampning eller pålegning av metallag ved legering av metallbiter eller metallfilmer til lagene eller ved hjelp av lodding.

Hver seksjon i trinninnretningen på fig. 10 er forsynt med ytre tilkoblingsområder 102 og 107 som er laget for å konsen-trere strømmene i seksjonen ved én ende med det formål å gjøre den nærmeste seksjon til den foretrukne. Denne strømkon-sentrasjon er oppnådd ved at tilkoblingsområdet er utført med en stor utstrekning i tverretningen og forsynt med lavohmig tilkobling bare over en begrenset del av overflaten på samme måte som omtalt for innretningene beskrevet ovenfor. De ytre tilkoblingsområder 102 og 107 er laget med et slikt tverrsnitt i planet loddrett på papirets plan og med en motstand slik at en strøm av størrelsesorden 1 mA som går i den lengste retning i disse områdene, gir et spenningsfall som er stort sammenlignet med kT/q over lengden av området i papirets plan. Dette spenningsfall har et slikt fortegn at det reduserer den positive forspenning over de ladningsbærer-emitter-ende forbindelser 103 og 106, slik at delene langt fra de lavohmige tilkoblinger 109 og 110 på høyre side av områdene 102 hhv. 106 søker å redusere emisjonen av ladningsbærere, og storparten av strømmen gjennom seksjonene konsentreres mellom kontaktene 109 og 110 og nær venstre side eller startområdet for den neste seksjon til høyre.

Ved bruk som telle- eller trinninnretning reagerer innretningen på fig. 10 på aktiveringspotensialer som kan påtrykkes slik som omtalt ovenfor. Som ved de tidligere beskrevne utførelser anvendes en eller annen metode for å gjøre en seksjon foretrukket og derved sikre at strømmen begynner å gå i det ønskede område. For å forenkle fremstillingen er denne innretning ikke vist på tegningen. Den kunne bestå av en spenningskilde tilsvarende bat-teriet på fig. 1. Påtrykningen av en positiv spenning på lederen 25H i tillegg til drifts-spenningen på seksjon Ai, er tilstrekkelig til å heve seksjonspotensialet over den kritiske spenning og aktivere denne seksjon slik at den arbeider i området MN av karakteristikken på fig. 11. Strømmen i seksjon Ai konsentreres mellom tilkoblingene 110 og 109. Når den spenning som påtrykkes lederen 25H, reduseres under vedlikeholdsspenningen VR, for seksjon Ai, vil denen seksjon slutte å lede. Hvis en spenning som er større enn den kritiske spenning for seksjonene Bi og B-, påtrykkes lederen 26H, vil disse seksjoner aktiveres, forutsatt at venstre ende av Bi er tilstrekkelig nær strømbanen for seksjonen Ai, nærmere enn noen få diffusjonslengder for ladningsbærere i det felles basisområde 101, og tiden mellom avslutningen av ledningen gjennom Ai og påtrykningen av den kritiske spenning VB er tilstrekkelig liten, omkring levetiden for ladningsbærere i det felles basisområde 101, vil Bi aktiveres fremfor B:>. Denne aktivering skyldes mindre ladningsbærere injisert i basisområdet for den neste seksjon fra den tidligere aktive seksjon. På samme måte kan det vises at aktiveringen vil forskyves én seksjon til høyre for hver gang et tilstrekkelig høyt potensial påtrykkes lederne 25H og 26H.

Aktiveringen av én seksjon, f. eks. A,, til fortrengsel for andre seksjoner som er forbundet med de felles ledninger for denne innretning, oppnås ved bruk av et potensialfall innenfor et område i hver seksjon av innretningen, og ved å gjøre basisområdet på fig. 10 av en slik utstrekning at den likerettende forbindelse til de andre seksjoner som har en forspenning slik at de befinner seg i høyimpedanstilstand, opprettholdes. Det nevnte potensialfall oppnås ved at basisområdet 101 utføres slik at motstanden innenfor dette område mellom de seksjoner som er forbundet med felles ledere, er av samme størrelsesorden som basismotstandene 112. Når den aktive seksjon er i strømforsterkningstilstand og derfor trekker en stor basisstrøm, går denne strøm således gjennom basisområdet og gjennom tilkoblingen 111 og motstanden 112. I sin tur vil potensialfallet på grunn av basis-strømmen gi basisområdet for den aktive seksjon en positiv forspenning i forhold til jord, slik at emitterforbindelsen får positiv forspenning. Parallelle strømbaner til jord langs basisområdet og gjennom basismotstandene 112 for andre trinnseksjoner er laget for noe av denne basisstrøm. Spen-ningene som oppstår som følge av strøm-men i basisområdet i disse baner, gir basis-materialet under de andre seksjonene f. eks. A2 et mindre positivt potensial. Derfor er den positive forspenning på emitterne for de andre seksjonene utilstrekkelig til å aktivere dem slik at de overføres til lav-impedanstilstand.

Trinninnretningen 120 ifølge fig. 12 tilsvarer den på fig. 10, men adskiller seg fra denne ved at basismotstandene 112 på fig. 10, er innarbeidet i det halvledende legeme i form av forlengelser 121 av basismateriale 101 for hver trinnseksjon. Det bemerkes at fig. 12 bare viser oppbygningen i ett plan, slik at bare området 107 for seksjonene A,, Bi, A- >, B2 er vist. Hvor basismotstandene lages ved en kamformet oppbygning, kan det tynne n-område 102 som danner emitteren, være kontinuerlig og ha lavohmige tilkoblinger i hensiktsmessige avstander for hver seksjon.

Fig. 13 viser en annen utførelse av en trinninnretning av den alminnelige type ifølge fig. 10. Denne utførelse benytter en felles ikke likerettende tilkobling 122 til halvlederlegemet i området som tjener som basisområde, og som i tilfellet med innretningen på fig. 12, benyttes motstanden i legemet i stedet for motstanden 112 på fig.

10. Som på fig. 12, viser fig. 13 ett plan

av innretningen og bare emittersonene 107K. Strømbanen i hver trinnseksjon er loddrett på papirets plan.

En reversibel trinnenhet 130 som benytter seksjoner av flatetransistortypen med sløyfekollektorforbindelse på samme måte som ifølge fig. 10, er vist på fig. 14. Belastningsmotstander 21 til 24, basisom-rådetilkoblinger 111, og basismotstander 112 er utelatt for å forenkle tegningen. Det er likevel underforstått at disse eller ekvi-valente elementer sammen med hensiktsmessige forholdsregler for å gjøre seksjoner

foretrukket, må innkluderes i en komplett

innretning. Som ved den reversible innretning på fig. 8, beror virkemåten for denne

innretning på bruken av tilkoblinger til

begrensede områder på høyre ende av seksjonene for å oppnå forskyvning av strøm-banen fra venstre mot høyre, og tilkoblinger på venstre ende for forskyvning mot

venstre. Valg av retning utføres ved hjelp

av bryteren 131 som i øvre stilling forbin-der kollektorlederne 132 og 133 og emitter-lederne 134 med spenningskildene for akti-viseringen og dermed gir strømkonsentra-sjon i høyre ende av seksjonen. I nedre

stilling forbindes på samme måte lederne

135, 136 og 137 som er forbundet med de

venstre ender av seksjonene, med aktivi-seringsspenningene.

Claims (4)

1. Pulsoverdrag omfattende et halvledende legeme (11), et antall adskilte halvledende soner (14, 15, 16, 17) på eller i legemet, hvor hver av disse soner og den del av

   legemet som støter til sonene, representerer en likeretterforbindelse med stor flate, og minst én felles elektrode (13) som er direkte forbundet med legemet og adskilt fra sonene som har en største lengde som står i det vesentlige loddrett på banen fra sonene til den felles elektrode, karakterisert ved at sonene har slike tverrsnitt og en slik motstand at der foreligger en vesentlig motstand mot strømpassasje langs de store lengder, at hver av sonene sammen med den tilstøtende del av legemet danner et koblingstrinn (11 — 15; 11—16; 11 — 17) i pulsoverdraget, hvor hvert koblingstrinn har en høy -eller lav-impedans-tilstand, at der med hver av sonene er forbundet minst én elektrode (18) for å danne en lav-motstands-, i det vesentlige ikke-likerettende forbindelse (18) til et begrenset område av hver sone (15) nær enden av sonens største lengde og støtende til den sone i sonerekken, som står for tur til å tre i virksomhet, og at der mellom elektrodene (18) og den felles elektrode (13) er forbundet en strøm-krets som styrer de individuelle koblings-trinns impedanstilstand.
2. 2. Pulsoverdrag ifølge påstand 1, karakterisert ved at hvert av koblingstrinnene i pulsoverdraget også omfatter en sone som utgjør én av et antall soner (fig. 10; 102, 103) som støter inntil legemet, og at hvert av disse koblingstrinn omfatter fire soner (fig. 10; 101, 102, 104, 107) som følger etter hverandre og hvor tilstøtende soner har motsatt ledningstype.
3. 3. Pulsoverdrag ifølge påstand 1, karakterisert ved at de førstnevnte soner (fig. 7; 73) er anordnet i en sluttet rekke.
4. 4. Pulsoverdrag ifølge påstand 1, karakterisert ved at koblingstrinnene i pulsoverdraget, (fig. 8; 14F og 11F, 15F og 11F osv.) er anordnet for påvirkning til lav-impedans-tilstanden i to retninger.