Полупроводниковый прибор на основе материала, обладающего доменной неустойчивостью

-8 аг 1)еч дс рото НИКОВЫЙ ПРИ ОБ 1 АДАЮЩЕ ОСТБЮ, содеБОРГОржа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский орд Красного Знамени эл ийститут связи (53) 621.382.2(088 (56) 1. Берега Т 11 соща Т., Запад 11. апо Лрр 1 дсай;опт о где г-Сайе-Сцпп-ЕЕ Е 1 ЕЕЕ Е 1)-8, ч. 21,2. Патент Япони кл. 99(5) СО, опуб тип). (54).(57) ПОЛУПРОВОД НА ОСНОВЕ МАТЕРИАЛА ДОМЕННОЙ НЕУСТОЙЧИВ9 щий анод, катод, запускающий электрод, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он содержит второй анод, второй катод, ряд электродов управления, ряд слоев с повышенной проводимостью и ряд отверстий, делящих прибор на два участка, соединенных перемычкамй, причем на противоположных концах первого участка расположены первый катод и первый анод,. вблизи катода расположен запускающий электрод, на противоположных концах второго участка расположены соответственно второй катод и второй анод, вдоль второго участка располо- жены слои с повышенной проводимостью,ф отделяющие друг от друга области, примыкающие к перемычкам, на перемычках расположены электроды управления,Изобретение относится к электронной технике и представляет собойполупроводниковый прибор на основематериала, обладающего доменной неустойчивостью, который может использоваться, в частности, для преобразования параллельного кода в последовательный..Известно устройство на полупровод, никовых приборах, использующих эффектГанна, выполняющее функцию сдвигового регистра 1 1.Такое устройство, как и подобныеему сдвиговые регистры на триггерах,обладает ограниченной скоростью считывания, которая определяется быстродейотвием схем, осуществляющихсдвиг кода.Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковое устройство на основе материала, обладающего доменной неустойчивостью, содержащее анод, катод, запускающийэлектрод 21,Такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностя 1 ми, так как не позволяет осуществитьсдвиг кода.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей прибора.Цель достигается тем, что полупроводниковый прибор на основе материала, обладающего доменной неустойчивостью, содержащий анод,катод, запускающий электрод, содержит второй анод, второй катод Ряд 35электродов управления, ряд слоев сповышенной проводимостью и ряд отверстий, делящих прибор на два участ.ка, соединенных перемычками причемна противоположных концах первогоучастка расположены первый катод ипервый анод, вблизи катода расположен запускающий электрод на противоположных концах второго участкарасположены соответственно второйкатод и второй анод, вдоль второго 45участка расположены слои с повышенной проводимостью, отделяющие другот друга области, примыкающие к перемычкам, на перемычках расположеныэлектроды управления. 50На чертеже показан пре бразователь параллельного кода в последовательный, использующий полупроводниковый прибор на основе материала,обладающего доменной неустойчивостью. 55Полупроводниковый прибор содержитдва участка 1 и 2 полупроводника сотрицательной дифференциальной проводимостью, соединенных перемычками3, причем участки 1 и 2 разделены рядом отверстий или .углублений 4, напротивоположных концах участка 1полупроводника расположены анод 5 икатод б, а на противоположных концахуЧастка 2 - анод 7 и катод 8; вблизи катода 6 на участке 1 полупровод ника расположен запускающий электрод9, на перемычках. 3 расположены дополнительные электроды 10 управления,вдоль участка 2 полупроводника расположены слои 11 с повышенной проводимостью (проводящие слои), отделяющие друг от друга области, примыкающие к перемычкам 3, к катоду 8 подключен выходной резистор 12 и шина 13выходного сигнала,Для осуществления преобразования параллельного кода в последовательный к электродам 10 управленияподключены триггеры 14. Прибор работает следующим образом.Напряжение, приложенное между анодами 5, 7 и катодами б, 8, создаетна участках 1 и 2 полупроводника с .отрицательной дифференциальной проводимостью, приводящей к доменнойнеустойчивости, предпороговую напряженность поля. В перемычках 3 подвоздействием разрешающего потенциалана электродах создается разрешающее поле, а под воздействием запрещающего потенциала - запрещающееполе. Тактовым импульсом, поданным назапускающий электрод 9, зарождаетсядомен, который начинает дрейф в участке 1 в сторону анода 5. Этот доменпри наличии разрешающего поля на перемычке 3 поперечно расширяется черезнее, переходя на участок 2. Еслив перемычке 3 имеется запрещающееполе, то домен в участок 2 не пройдет,Расширившийся участок 2 в домендрейфует от перемычки в сторону анода 7 до начала проводящего слоя 11,где он распадается. Наличие дрейфующего домена на отрезке между перемычкой 3 и проводящим слоем 11 вызывает падение напряжения на резисторе12, появляется выходной импульс нашине 13. Соответственно наличие запрещающегополя в перемычке 3 приводит к отсутствию выходного импульса на шине 13. Скорость дрейфа домена в участках 1 и 2 практическиодинакова, поэтому к моменту прихода домена, дрейфующего в участке 1к слецующей перемычке 3, домен вучастке 2 уже отсутствует, т. е. онраспадается на проводящем слое 11,находящемся перед соответствующей перемычкой,Время существования домена в участ.ке 2 меньше. длительности дрейфа домена от одной перемычки к другой,т.е. существование двух доменов вучастке 2 исключается. Если на двухсоседних перемычках 3 имеется разрешающее поле, соответствующее коду"11" на триггерах 14, то междудвумя выходными импульсами, интервалопределяется временем дрейфа доменана участке, равном длине проводящего слоя 11 и расстоянию до перемычки 3 по направлению дрейфа.1018182 Составитель И. ГореловаРедактор Т, Веселова Техред А,лч Корректор Е.рошкоЗаказ 3554/51 Тираж 703 ПодписноеВНИЛПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5е жфилиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Длительность выходного импульса .на шине 13 определяется временем дрейфа домена в участке 2 от перемычки.3 до начала проводящего слоя 11.Время преобразования и-разрядного параллельного кода в последо вательность импульсов определяется временем дрейфа домена в участке 1 от момента прихода тактового импульса до распада домена на аноде 5.Поэтому время преобразования мож но найти, как,участка 1;Ч - дрейфовая скорость домена,Длительность выходного импульсаможно определить из выражения имп20 где 1 - длина участка от перемычки3 до начала проводящегослоя 11Длительность интервала между выходными импульсами двух соседних разрядов .определяется, какс г/Чд,где г - расстояние от начала проводящего слоя 1.1 до следующей, 30по направлению дрейфа, перемычки 3.Поскольку скорость дрейфа.до- мена Ч с 10 см/с, достигается высо. кая скорость преобразования кода иего передачи,Если и - число разрядов - великои длина полупроводникового приборапревышает допустимую величину, томожно, к примеру, соединить последовательно несколько подобных полупроводниковых структур,Скорость поперечного расширениядомена на порядок выше скорости дрейфа, поэтому домен проходит через перемычку 3, имеющую малые размеры,практически мгновенно (задержка Менее 50 нс при длине перемычки5 х 10 см.Использование полупроводниковойструктуры, обладающей отрицательнойдифференциальной проводимостью, кото.рая приводит к доменной иеустойчивости, обеспечивает высокое быстродействие прибора, так как функции тактового .сигнала выполняет домен, дрей-. -фующий в теле полупроводника, Засчет двухмерных свойств этот доменявляется одновременно причиной появления выходного сигнала.Преимущество предложенного прибора перед известными заключается втом, что он обладает расширеннымифункциональными воэможностями. Крометого,. при использовании прибора впреобразователе параллельного кодав последовательный сохраняется код кснимается требование к быстродействию триггеров, так как в процессесчитывания они не переключаются.