Устройство для задания весовых коэффициентов в моделях линейных алгебраических уравнений

ОП ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 269623 Союз Советских Социалистических РеспурликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 06,1.1969 ( 1294164/18-24) л. 42 ит 4, 7/3 гсоединением заяькцПК Ст 06 д 732 ДК 681,333(088. риоритет публиков Комитет по делам ооретений и открытий ри Совете Мииистров СССР7.17,1970, Бюллетень15 И 1.1970 та опубликования описан Авторизобретен. И. Братчиков Инсти бернетики АН Украинской СС явит УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ВЕСОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ В МОДЕЛЯХ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ 2 гамп структур дник,изображецо и Изобретение относится к области вычислительной техники,Известны устройства для задания весовыхкоэффициентов в моделях линейных алгебраических уравнений, содержащие матрицу. Этиустройства значительны по габаритам и имеютследующие недостатки.Сложность в напылении микропленочныхцифро-управляемых сопротивлений большогономинала,Сложность автоматизации ввода информации, когда число изменяемых резисторов велико (большой порядок решаемого уравнения).Применение цифровых управляемых сопротивлений в устройстве. задания весовых коэффициентов требует значительное количествоключей, равное М=п(и+1) т,где и - порядок решаемого уравнения, иг -количество ключей одного цифро-управляемого сопротивления.Малая надежность устройства из-за большого числа соединительных шин и проводов.Температурная нестабильность микропленочных цифровых управляемых сопротивлений, значительная потребляемая мощность.Предложенное устройство отличается тем,что с целью повышения надежности и упрощения ввода информации в нем каждый элемент матрицы выполнен в виде параллельновключенных двух полевых транзисторов с и- и р-индуцировацными кана ы металл - окисел - полупровоПредлагаемое устройство ачертеже.5 Оно состоит из элементов, содержащих двапараллельно включенных полевых транзцстора с изолированным затвором и- и р-канала.Полевой транзистор с изолированным затвором или структуры МОП (металл - окисел - 1 О полупроводник) представляет собой прибор,управляемый це током, как обычные транзисторы, а напряжением.В данном случае рассматриваются полевыетранзисторы МОП-структуры, работающие в 15 режиме обогащения (транзисторы с индуцированным каналом) двух типов: с каналом гг и каналом р. На чертеже приведены символические обо- О значения; 3 - затвор, С - сток, О - исток;показана полярность подводцмых напряжений до полевых транзисторов с каналом р (слева) и каналом и (справа), а также показаны вольт-амперные характеристики для обеих ти пов транзисторов при двух полярностях напряжения С, (напряженце сток-исток), где кривой 1 соответствует характеристика полевого транзистора гг-канала, и кривой 1" - , характеристика полевого транзистора р-канала. О Они отображают зависимость тока канала отнапряжения сток-исток для .,гс)О и гс(Опри постоянном напряжении на затворе,Рассмотрим Зпзлнтичсскос Вьраяспиевольт-амперпой характеристики.1. Полевой транзистор с п-каналом прп:а) У,п)0, б) У,п(0,при этом упраВлясмое напргкенис нз затворе.агап) О2. Полевой транзистор с р-каналом при:с 1) С 7,р)0, б) Уср О,ПРИ ЭТОМ УПРс 1 ВЛЯЕМОЕ НаПРЯжЕНИЕ На ЗсТВОРС7 зр (0Запишем ряд формул, 151. Полевой транзистор с п-каналом, Уэп -О,сз) втсп) 0 7 п: 7 си И эпоп) г- сп- 1 С 1)Об) ссс ( О гс - Кп (С 7 з оп) 7 с- 1 од(О (2)(1) го Выражения (1) и (2) справедливы при ус- г 5ловиигуэп 7 оп = сп2. Полевой транзистор с р-каналом, Сэр 0:2) и)О, ,р= - К, - (С - Ц) и,ЗО- 1 с 71)О (3)б)(0 ,(з, )-- и 1(о (4)Выражения (3) и (4) справедливы при условиизр с-с ор - -асср40где1 сэфф зпи - рЛггФ1 гзфф - подвижность носителей в канале;з - диэлектрическая проницаемость изолятора под затвором;К - ширина канала;У. - длина канала;гг - толшина изолирующего слоя под затвором;(.гб - пороговое напряжение.Общая вольт-амперная характеристика включенных параллельно двух полевых транзисторов с и- и р-каналом (кривая 1) описывается выражениями:551. Для Ьс)О сложением формул (1) и (3)с общ - ссп+ ср с общ - И (с-з с о) .гс (5)2. Для ".с(0 сложением формул (2) и (4);1 собщ: гоп+ ср гс общ: И (Рз орсэ (6) при этом предполагается, что: 61К=К= К,с-сп -ср - . с.сУз = Узп+ Уэ К тОму ж Е Уэ=- УзФормулы (5) и (6) справедливы при условиигзо:= с (7) и отображают зависимость общего тока собщ включен 1,х гараллельно двух полевых транзисторов с и- и р-каналом от напряжений, приложенВ;л к сто 12 б 1 11 ззтВ зр 2 м Ооеих т 1)2 нзи стор ов.Воль;-ампсрная характеристика включен.1 гых параллельно полевых транзисторов с п- и р каналомдЛя Гс)0 ОПИСЬ:ВаЕтея В ражСНИЕМ (5)с общ -- ср + сп17 с общ - "с сй(8) дс- =. 2 К(7 з - о)Для /с(О выражение вольт-амперной характеристики параллельно включенных полевых транзисторов с и- и р-каналом имеет видформула (6)(9)ЛИз формул (8) и (9) видно, что элемент матрицы коэффициентов, состоящий из параллельно включенных полевых транзисторов пи р-капала симметричен относительно полярности напряжения Ус и линссн в определеннои ооласти изменения напряжения с/с. Предел этот определяется условием (7).Изменяя напряжение на затворах такогоэлемента73 -зр +зп при 77 зр зпможно получить семейство вольт-амперных характеристик (кривые 1, 2 и 3) линейных в обЛаСтИ НаПряжЕНИй Ус = Уг И СИММЕтрИЧНЫХотносительно полярности напряжения (,гс.Сопротивление элемента с параллельновключенными полевыми транзисторами определяется по формуле:(10)г зффи (3 с о)и как видно зависит от геометрических размеров канала полевых транзисторов,Равное изменение геометрических размеровполевых транзисторов обеих типов (длины иширины канала) при Ьз - Со =сопз 1 дает возможность получить нужный номинал сопротивления. Найдя зависимость Я =1(Уэ - .,1 о)при постоянных геометрических размерах ка.нала полевых транзисторов, можно подучитьопределенный диапазон изменения сопротивления элемента в области этого номинала.Шины А устройства подключаются на входуравновешивающих устройств квазианалога,шины Б на выход уравновешивающих устройств и основных неизвестных л, шины В -подключаются к источникам напряжения1пВвод информации (задание весовых коэффициентов уравнений) осуществляется в устрой269623 г л" Г А в 2 Составитель Е. В. Тимохина сдактор Громова Техред Л. Я. Левина Корректор Л. И. ГаврилоЗаказ 2075 17 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР гЧосква, Ж, Раушская наб., д. 4,5ипография, пр. Сапунова, 2 стве автоматически, а именно по очередным подключением преобразователя код-аналог, на выходе которого устанавливается определенная величина напряжениясоответствующая нужному значению сопротивления, к каждому из элементов матрицы на точки Г и Д.Переключение преобразователя код-аналог производится распределительным устройством (кольцевой счетчик) с определенной частотой 1 и повторяется циклически.В отключенном состоянии заданная величина У, напряжения на элементе будет поддерживаться аналоговым запоминающим устройством, подключенного в точки Г и Д, например - конденсатором. Предмет изобретенияУстройство для задания весовых коэффициентов в моделях линейных алгебраических уравнений, содержащее матрицу, отгичающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения ввода информации, в нем каждый элемент матрицы выполнен в виде параллельно включенных двух полевых транзисторов с и- и р-индуцированными каналами структуры металл - окисел - полупроводник.