Элемент памяти

268492 Сова Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваявлено 03.1.196присоединениемриоритст. 21 а 1, 36/181207669/18-24) аявкиЧПК Н 031 сУДК 681.327.67(088.8) мит елам иаобретеиий и открытий ори Совете Мииистров СССРубликовано 10,1 Ъ.197 опубликования оп О. Бкллетень14сания 19.111.1970 ата втор обретения Г. Золотухи аявитель Донецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторскийинститут по автоматизации горных машин ЛЕМЕНТ ПАМЯТ Предлагаемый элемент памяти предназначен для использования в цепях с ограниченным потреблением тока, например в искробезопасных схемах автоматики. Он можетнайти широкое применение в угольной, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.Известно множество элементов памяти, в которых использованы тиристоры. Наиболее близким прототипом заявляемого устройства может служить триггерный элемент, состоящий из тиристора и цагрузочцого сопротивления, который обладает двумя устойчивыми состояниями. Этот элемент применяют повсеместно в схемах тиристорных счетчиков, распределителей. Преимуществом указанного прототипа перед другими известными элементами памяти является его простота, минимальное количество активных элементов на один знак информации, отсутствие потребления тока в состоянии логического нуля. Недостаток известного элемента памяти - большое потребление тока в активном, проводящем состоянии тиристора, соответствующем записи единица, что обусловлено параметрами современных тиристоров общепромышленного назначения.Известно, что для надежной и устойчивой работы тиристора в режиме память необходимо, чтобы прямой ток через тиристор был больше тока выключения, которыи у маломс щных тиристоров (например, серии УД 63) достигает 100 яа. В то же время, устройства автоматики, работающие в условиях агрессив цых и взрывоопасных сред, должны иметь минимальное энергопотребление и обеспечиваться питанием от искробезопасных источников пигания, мощность которых ограничена.В устройствах цифровой индикации, в кото рых применяют элементы памяти, эти элементы должны обеспечивать высокий потенциал считываемой единицы (иметь высоковольтный выход), для чего необходимо питать их высоким напряжением. С учетом большого потреб ляемого тока высоковольтные элементы памяти, подобные прототипу, имеют большую собственную энергоемкость и их невозможцообсспечить питанием от высоковольтного искробезопасного источника питания, имеющего, О как известно, ограниченную мощность. Крометого, элементы памяти, подобные прототипу, требуют больших токов управления, что затрудняет управление ими.Цель изобретения заключается в уменьше ции энергоемкости и повышении чувствительности элемента памяти при обеспечении высокого напряжения ца его выходе. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в элементе памяти тиристор, включенный че- ЗО рез высокоомный резистор в цепь высокого на60 65 пряжения, снабжен транзистором, база которого через резистор и разделительный диод подключена к аноду тиристора, коллектор - через резистор - к управляющему электроду тиристора, а эмиттер - к шине питания низкого напряжения. Наиболее существенное отличие заявляемого элемента от прототипа состоит в том, что он снабжен транзистором, обеспечивающим удержание тиристора в открытом состоянии - запоминание единицы.На чертеже показан предлагаемый элемент памяти.Он состоит из тиристора 1, транзистора 2, разделительного диода 3 и ограничительных резисторов 4 - 7.Тиристор 1 питается постоянным напряжением от высоковольтного источника питания, положительный полюс которого подключен к клемме 8, а отрицательный полюс заземлен; питание транзисторов осуществляется от низковольтного источника питания, положительный полюс которого подключен к клемме 9, а отрицательный также заземлен. Смещение на базу транзистора подают от источника фиксированного смещения, положительный полюс которого подключен к шине 10, а отрицательный соединен с положительным полюсом низковольтного источника питания, Управляющий импульс подается от источника 11 управляющих сигналов.Резистор 4 в высоковольтной анодной цепи тиристора при открытом состоянии последнего ограничивает в нем ток до величины, во много раз меньшей тока включения тиристора. Резистор б, соединяющий базу транзистора 2 через разделительный диод 3 с анодом тиристора, ограничивает базовый ток транзистора (ток тиристора в низковольтных цепях) до величины, также во много раз меньшей тока включения тиристора. Общий ток, протекающий через тиристор (с учетом тока, отдаваемого в нагрузку, например газоразрядный индикатор), остается во много раз меньшим тока включения и тока выключения тиристора (рабочая точка тиристора всегда расположена ниже точек, соответствующих току включения и выключения на статической вольтамперной характеристике). Это исключает само- удержание тиристора в устойчивом проводящем состоянии.Диод 3 служит для защиты транзистора от высокого анодного напряжения высоковольтного источника и включен встречно высокому потенциалу этого источника при закрытом тиристоре. Эмиттер транзистора подключен к положительной шине низковольтного источника. Коллектор транзистора через ограничительный резистор б подключен к.управляющему электроду хиристора и через последний - к общему минусу (шина 12) источников питания, Резистор 7 ограничивает ток в цепи смещения транзистора, обеспечивающий запирание его в начальном состоянии (состояние логического нуля), В исходном состоянии тиристор и транзистор заперты, токи в управ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ляющем электроде тиристора и через тири- стор близки к нулю.При подаче управляющего импульса отрицательной полярности на базу транзистора 2 (шина 12), последний отпирается, по коллекторному сопротивлению (резистор) 7 в управляющий электрод тиристора 1 течет ток, который переводит тиристор в открытое проводящее состояние. На аноде тиристора 1 появляется низкий потенциал общего минуса (земли), и через разделительный диод 3 и резистор 5 течет базовый ток транзистора 2, поддерживающий транзистор в открытом проводящем состоянии, а последний удерживает в проводящем состоянии тиристор 1 и при спаде управляющего сигнала элемент памяти остается в этом новом, устойчивом для него состоянии (состоянии записанной единицы), когда открыты оба коммутирующих элемента - тиристор 1 и транзистор 2. В этом состоянии с анода тиристора 1 снимается высокое напряжение и течет малый ток в высокоомную нагрузку элемента (например, газоразрядный индикатор), а с коллектора транзистора 2 - низкое напряжение и большой ток в другую внешнюю нагрузку (логические элементы, силовая нагрузка и др.).Выключение (перевод в нулевое состояние) заявляемого элемента памяти осуществляется импульсом положительной полярности, подаваемым на базу транзистора (шина 11); при этом запираются транзистор и тиристэр и прекращается действие .внешней положительной обратной связи. В случае использования в элементе памяти тиристора с весьма низким током включения (как правило, тиристоры ь одной партии имеют разброс параметров и могут отличаться по току выключения, нижний предел которого в паспорте тиристоров обычно не ограничивают), тиристор сам может остаться в режиме памяти и в этом случае выключение тиристора и элемента памяти производится емкостной гасящей цепочкой, запирающей тиристор по анодной (катодной) цепи гасящим импульсом (как в обычном триггере на тиристоре). В этом случае не требуется отбор тиристоров ио большему току выключения.Г 1 ри проектировании тиристорных схем с памятью нет необходимости для уменьшения энергоемкости отбирать тиристоры с малым током выключения и использовать их только в триггерном режиме или, наоборот, отбирать тиристоры с весьма большим током включения и использовать их только в одновибраторном режиме (с одним устойчивым состоянием), обеспечивая управление ими только по управляющему электроду. Необходимым и достаточным условием работы элемента памяти будет включение и удержание в открытом состоянии тиристора по управляющему электроду посредством транзистора и включение тиристора посредством анодно-емкостной цепочки. Тиристор в таком элементе может работать нли в одновибраторном, или в триггер/2 Составитель ГордоноваТехред Л, В. Куклина Редактор Антропова Коррсктор Т. Лаврухина Заказ 2208/1 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5 Типография, пр. Сапунова, 2 ном режиме в зависимости от подключенной к нему нагрузки, но в любом случае собственная энергоемкость элемента памяти будет минимальной и определяется только величиной тока в управляющем электроде тиристора. Устройства на таких элементах будут иметь минимальную собственную энергоемкость и надежную работоспособность при нагрузках любого вида и величины - постоянных и переменных, малых (с током в несколько миллиампер) и больши.х, силовых (с током до десятков и сотен миллиампер). Таким образом, при любой нагрузке предложенный элемент памяти отличается самой низкой собственной энергоемкостью из всех известных тиристорных устройств..-/лемент памя ги, содержащий тиристор,транзистор, ограничительные резисторы, диод 5 и источники высокого и низкого напряжений,отличпии/ийся тем, что, с целью повышения чувств пельностп и уменьшения потребляемой мощности, анод тирцстора через резистор подключеч и шине источника высокого напряже ния и через разделительный диод и резистор -к базе транзистора р - и - р-типа, коллектор которого через резистор подключен к управляющему электроду тиристора, а эмиттер к шпче ис 1 очника низкого напряжения.15