Запоминающее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ и 818504 Сефз Соеетскик Сфцнеектическнк Республик(51)М. Кл.з 0 11 С 11/34 Госуаарственный комитет СССР фно делам изобретений и открытий(088,8) Инострэнцы Джорж Уинстон Эллис, Джорж Эдвард Поссин и Рональд Гарвей Вильсон(72) Авторы изобретения Иностранная Фирма(54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к электронно лучевым адресным запоминающим устройствам, в которых информация хранится в виде электрического заряда в много- з слойном экране памяти, Многослойная память состоит из проводящего слоя, изолирующего слоя, имеющего множест,во полос, которые хранят заряды, слоя полупроводникового материала и-типа и слоя полупроводникового материала р-типа с. р-о переходом между ними, Способ записи состоит в размещении заряда для хранения в избранной полосе изолирунщего слоя. Способ считывания заключается в пропускании тока через р-и переход, смещенный в противоположном направлении для изменения величины тока в зависимости от того, падает ли луч на заряженную полосу. Электронные лучи записи и, считывания предпочтительно обладают одинаковой энергией, а к проводящему слою в процессе считывания прикладывают другой уровень напряжения по сравнениюс тем, которое прикладывает.- ся в процессе записи. В другом вари-. анте реализации изобретения проводящий слой отсутствует, а эффект прикладывания различного напряжения к провоДящему слою Достигается за счет вторичной эмиссии из изолирующего слоя.Изобретение относится к запоминающим устройствам, и, в частности, к устройству памяти посредством хранения зарядов, в которое информация адресуется,в котором хранится, откуда считывается и стирается с помощью электронного луча.В информационных системах одним из ключевых элементов в узлах переработки информации являются устройства памяти. Современное развитие этой отрасли выдвигает к устройствам памяти ряд требований, к которым в частности, относятся большая емкость памяти, высокая плотность памяти, высокая скорость передачи информации и низкая стоимость в пересчете на один бит информации.Известны различные принципы, которые до настоящего времени использовались при построении устройств памяти, можно разделить на две основные категории: электростатические и магнитные. В электростатических системах часть устройствпамяти основана на применении электронного луча, другая часть - на сетках проводников, еще одна часть - на дебормацки или разрушении запоминающей среды, В указанных типах запоминающих устройств запись осуществляется посредством воздействия электронного луча на фотопластическую пленку с последующим проявлением пленки для постоянного хранения информации 111.Наиболее близким к предлагаемому является запоминающее устройство с полупроводниковой средой для хранения зарядов, обладающее весьма малымвременем хранения, измеряющимся вмиллисекундах, поэтому информация внем должна периодически "освежаться".Кроме того, полупроводниковые устройства памяти структурно разнообразны, так как на попупроводниковый материал накладывается матрица или набор электродов, определяющих площадь и полосы запоминания 21 .Однако электростатические устройства памяти большой емкости, обладающие низкой стоимостью в пересчете набит, быстрым обращением, б 6 льшим временем хранения и легким стиранием,до сих пор не разработаны.Цель изобретения - увеличение информационной емкости устройства.Поставленная цель достигается тем,что запоминающее устройство, содержащее источник электронного пучка,связанный с блоком управления, запоминающий элемент, состоящий из основного полупроводникового,изолирующего слоев и проводящего слоя, электрически связанного с изолирующимслоем, содержит, источник постоянногонапряжения смещения, генератор разнополярных импульсов и преобразовательтока в напряжение, а запоминающийэлемент содержит дополнительный полупроводниковый слой противоположноготипа проводимости, расположенный между основным полупроводниковым и изолирующим слоями, подключенный к источниху постоянного смещения и черезпреобразователь тока в напряжениек основному полупроводниковому слов,а генератор разнополяриых импульсовподключен к дополнительному полупроводниковому и проводящему слоям.На фиг. 1 представлено запоминающее устройство; на фиг, 2 - диаграммы энергетических уровней.устройство содержит источник 1эЛектронного пучка, блок 2 управления, запоминающий элемент, состоящийиэ основного полупроводникового слоя3, дополнительного полупроводниково-го слоя 4, изолирующего слоя 5 ипроводящего слоя б, источник 7 постоянного напряжения смещения, генератор8 разнополярных импульсов и преобразователь.9 тока в напряжение.устройство работает следующим образом,Пучок электронов проникает черезизолирующий слой 5 к дополнительному полупроводниковому слою и-типа. Ки-слою 4 и основному р-слою 3 подключены источник 7 постоянного напряжения смещения и преобразователь 9 тока в напряжение, который обеспечиваетвыход переменного напряжения при считывании информации из запоминающегоустройства. Между проводящим слоем би изолирующим слоем 5 подключен генератор 8 разнополярных импульсов, предназначенный для смещения проводящегослоя б либо в положительном, либо вотрицательном направлении для записиили считывания соответственно.Общий принцип действия запоминающего устройства более понятен, если 15 рассматривать энергетическую диаграмму (фиг. 2), отражающую энергетические уровни границы полупроводник-изолятор. Слой полупроводника п-типаимеет границу эоны 10 проводимости, 20 уровень 11 Ферми и границу эоны 12.валентных связей. В процессе операции записи проводящий слой б смещенположительно, а электроны проникаютна участок поверхности изолирующегослоя 5 и создают на нем чисто положительный заряд, возникающий в результате того, что электроны высокойэнергии, проникают через изолирующийслой 5. Производимые таким образом З 0 электроны удаляются в источник 7 постоянного напряжения смещения, когдапроводящий слой б смещен положительно, и оставляют положительный зарядв изолирующем слое 5 вблизи и-слоя4. Такой заряд изолирующего слоя 5приводит к тому, что границы зонпроводимости и валентных связей изгибаются. Если электронный луч ненаправлен на полосу запоминания изолирующего слоя 5., накопленный поло жительный заряд мал или вообще отсутствует, В этом случае эоны 10 и 12не. изгибаются, а дырки в и-слое 4 мо-гут рекомбинироваться с слоя 4.Во время считывания информации 45 электроны от источника 1 проникаютчерез изолирующий слой 5 к слою 4полупроводника п-типа, увеличиваяколичество пар электрон-дырка вблизиизолирующего слоя 5, Вследствие наличия положительного заряда в изолирующем слое 5 дырки отталкиваютсяот этого слое и перемещаются к слов3 полупроводника р-типа. Лоток дыроксчитывается на преобразователе 9тока э напряжение как увеличение тока обратного смещения, протекающегочерез р-о переход. Если на изолирующем слое 5 нет заряда, то дырки,создаваемые в и"слое 4, диффундируютк границе между изолирующим слоем 5 60 и и-слоем 4, где они непосредственнорекомбинируются с электронами п-слоя,не создавая тока в р-п переходе.Считывание, как указывалось выае,может быть либо разрушающим, либо часб 5 тично разрушаицим, электронный луч соз818504 дает проводимость в изолирующем слое. Если металлический слой смещен отрицательно относительно и-слоя 4 в течение этого времени, то электроны изолирующего слоя нейтрализуют накопленный положительныйзаряд, что ведет к . возврату изолирующего слоя к состоянию отсутствия записи, т. е. инбормация стирается. Таким образом, площадь считывания переводится в состояние Отсутствия записи посредством воздей-ствия электронного луча в процессе считывания. Для частичного стирания можно снизить ток луча,или облучения.Таким образом, предлагаемое запоминающее устройство позволяет хранить информацию в виде множества дискрет ных зарядов, а плотность памяти ограничивается только характеристиками электронного луча, т. е. шириной луча и эффектом дисперсии в различных слоях запоминающего устройства. 20Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Англии Р 1271927,кл. 6 4 , опублик. 1969,д 2. ДеРкач В. П. и Корсунский В. М.Электролюминисцентные устройства.Киев, "Наукова думка", 1968, с. 135(прототип). Формула изобретения Составитель В. Гордоноваактор М. Митровка Техред Е.Гаврилешко Корректор Н. Стец 503/83 ТиражВИИИПИ Госудпо делам113035, Москва,645 Подписное арственного комитета СССР изобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. 4/ к лиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проект Запоминающее устройство, содержащее источник электронного пучка, связанный с блоком управления, запоминающий элемент, состоящий из основного полупроводникового, изолирующегослоев и проводящего слоя, электрически связанного с изолирующим слоем,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью увеличения информационной емкости устройства, оно содержит источник постоянного напряжения смещения,генератор разнополярных импульсов ипреобразователь тока в напряжение, азапоминающий элемент содержит дополнительный полупроводниковый слой противоположного типа проводимости, расположенный между основным полупроводниковым и изолирующим слоями, подключенный к источнику постоянного смещения и через преобразователь тока внапряжение - к основному полупроводниковому слою, а генератор разнополярных импульсов подключен к дополнительному полупроводниковому и проводящемуслоям.