Статический многоустойчивый элемент

,Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельства1969 ( 1368265,18-24) МПК Н 03 т 3 29Н 031 29/00 аявлен с присоединением заявкиПриоритетОпубликованоДата опублико Комитет по делам изобретений и открыти при Совете Министров СССРУДК 681.327.67(088.8) 2 Х 11,1970 Бютлетень Ъ 2за 1971 ания описания 15.П.191 вптуян в, . Авторыизобрете Г. Д. Каплан, А, А, Молчанов, Л. С, Ситников и Л. аявитель СКИЙ МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ ЭЛЕМЕ СТ Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в устройствах цифровой, измерительной и вычислительной техники в качестве запоминающего, логического или счетного элемента.Известны многоустойчивые элементы, содержащие нелинейный четырехполюсник, усилитель и пиковый детектор.Предложенное устройство отличается от известных тем, что четырехполюсник содержит делитель переменного напряжения, в одно плечо которого включены параллельно соединенные конденсаторы с электрически смещенными нелинейными емкостями на основе структур металл - диэлектрик - полупроводник со ступенчатой вольт-фарадной характеристикой.Эти отличия новы и полезны, так как лозволяют повысить стабильность и воспроизводимость признака устойчивого состояния.На фиг. 1 представлена схема многоустойчивого элемента; на фиг, 2 - зависимость нелинейной емкости от управляющего напряжения; на фцг. 3 - амплитудные характеристики,Нелинейный четырехполюсник со ступенчатой амплитудной характеристикой У =(С,) представляет собой управляемый делитель переменного напряжения. Улравление коэффициентом деления происходит по ступенчатому закону за счет того, что одно из плеч делителя представляет собой параллельное соединение смещенных постоянными напряжениями нелинейных емкостей, созданных на основе МОП-структур (металл - диэлектрик - полупроводник). Стабильность и воспроцзводимость признака состояния обусловлена характером изменения вольт-фарадной зависимости таких структур.Очевидно, что аналогичный результат получится, если вместо, параллельного соединения емкостей использовать одну нелинейную емкость с эквивалентной характеристикой.Предлагаемый вариант устройства (см. фиг. 1) состоит цз делителя переменного напряхения, образованного линецной емкостью С и цепочками, состоящими из нелинейных емкостей ССз,С, 1, С, п источников ЕЕ , Е т, Е, постоянного напряжения смещения. В точке а на делитель подается напряжение от стабильного источника переменного напряжения. Усилитель 1 предназначен для усиления переменного налряженця О выделившегося ца емкостях С Сз, , Ст С. Пиковый детектор 2 вырабатывает постоянное напряжение /, пропорциональное амплитуде переменного выходного сигнала усилителя 1/т Выход детектора замкнут обратной связью на сопротивление Р, которое совместно с емкостями С, С Сз, , Сл-т, С(в=2( в-) 20 25 30 35 40 45 50 обеспечивает разделение переменного напряжения и медленно меняющегося напряжения Ув обратной связи. Кривая 3 (см. фиг, 2) изображает типичную С - СУ-характеристику МОП-структуры, кривая 4 является С - У-характеристикой параллельного соединения цепочек. Кривая 5 (ом. фиг. 3) представляет собой амплитудную характеристику четырехполюснпка, образованного сопротивлением Я и емкостями С, Сь С С , С; кривая б - линия обратной связи, описываемой уравне- нием Точка 6 является входом четырехполюсни,ка, точка С - его выходом. Наличие источника напряжения смещения в цепочке С, Е, приводит к смещению С - с-характеристики данной цепоки вдоль оси напряжений. Если напряжения соседних с источником Е источников Е, Е+1 отличаются на величину, большую напряжения, в,пределах которого происходит изменение емкостями С от максималь,ного до минимального значения (по кривой 3), то С - У-характеристика, параллельного соединения таких цепочек будет иметь ступенчатый характер (кривая 4), Общая С - У- характеристика может быть смещена вдоль оси напряжений изменением напряжения всех источников смещения на одинаковую величину. Для определенности окончательная С - с-характеристика параллельного соеди 1 нения цепочек С, Е, изображенная кривой 4, смещена так, как показано на фиг. 2.Емкостный делитель обеспечивает преобразование ступенчатой С - У-зависимости в стуяенчатую амплитудную характеристику четырехполюсника. С увеличением отрицательно. го напряжения в точке Ь уменьшается емкость параллельного соединения С, Е - цепочек, увеличивается их емкостное сопротивление, возрастает амплитуда переменного напряжения в точке С, т. е.на выходе четырехполюсника.Описанная зависимость представляет собой амплитудную характеристику четырехполюсника 1/, =11(У,:). Число ступенек определяется числом цепочек С Е. Число цепочек ограничено пробивными напряжениями нелинейных емкостей С С , С,Для образования многоустойчпвого элемента выход четырехполюсника замыкается обратной связью на его вход, Уравнение обратной связи Ув: =(У ) определяется амплитудными характеристиками усилителя 1 и детектора 2, которые можно подобрать так, чтобы линия б, изображающая его графически, пересеклась с кривой 5. Точки пересечения ха- рактернстпкУ, =),(Св ) и У =,(У, является координатами состояний равновесия, причем устойчивые состояния равновесия черс. дуются пе устойчивыми,Признаком устойчивого состояния, в котором находится многоустойчивый элемент, может служить величина переменного напряжения на входе или выходе усилителя. Стабильность и ,воспроизводимость такого признака целиком определяется стабильностью и воспроизводимостью величины емкости МОП-структуры на горизонтальных участках кривой 3 (см. фиг, 2). Во-первых, нестабильность напряжения, вызванная, например, нестабильностью детектора в точке В не приведет к нестабильности признака состояния, так как емкость МОП-структуры не зависит от напряжения на горизонтальном участке ,вольт-фарадной характеристики. Во-вторых, основные факторы, определяющие емкость МОП-структуры на горизонтальных участках: площадь металлического электрода, толщина изолятора, удельное сопротивление полупроводника, - весьма стабильны и воспроизводимы. Предмет изобретения Статический многоустойчивый элемент, содержащий нелинейный четырехполюсник, усилитель и пиковый детектор, отлиаюиийся тем, что, с целью повышения стабильности и воспроизводимости признака устойчивого состояниянелинейный четырехполюсник содержит делитель переменного напряжения, в одно плечо которого включены параллельно соединенные конденсаторы с электрически смещенными нелинейными емкостями на основе структур металл в диэлектрик в полупрово со ступенчатой вольт-фарадной характеристикой,иг Составитель А. Д. федороваактор Е. В, Семанова Техред А. А. Камышникова Корректор Л. Б. Бадылама пография, пр. Сапунова, 2 Изд.136 Заказ 244/15 Тираж 480ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при СоМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Министров СССР