Управляемый магнитным полем пороговый переключатель

Союз СоветскихСоциалистическихРесяублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ(3) УРН 01 ./195948 (33) ГДР 3 ЪяудярствеяыЯ квинтет С,С СР яо делэи яэфбветенкЯ к яткрытвЯОпубликовано 070382 бтоллетень ЭЙ 9 Дата опубликования описания 070382 Иностранное предприятиехунгсмашииенверг", Калр-Ма (ГДР)(71) Заявитель ф 4) УПРАВЛЯЕМЫЙ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ПОРОГОВЫЙПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Изобретение относится к управляемым магнитным полей немеханическим пороговым переключателям, состоящим из атмосферного полупроводникового материала и имеющим нелинейную вольт. амперную характеристику с зависимым от давления пороговым значением.Пороговый переключатель пригоден для переключения и управления переменным током либо импульсной мощностью 1 в в электронике и может быть использован в качестве кнопочного выключателя, реле, элемента связи, формирователя импульсов, модулятора и логического элемента для логической связи Щ электрических и/или механических сигналов,Известны немеханические переключатели,.осуществляющие аналоговое изменение удельных параметров эле ментов под воздействием внешнего давления, Управляющее воздействие складывается из зависимого от давле,. ния изменения прироста вольтамперной характеристики и из изменения рабочей точки на этой характеристи"ке Принципы переключения такого рода основаны на использовании зависимых от давления полупроводни" ковых кристаллов, полупроводниковых тензометрических полосок, магнитоэластических и магнитострикционных эффектов.Названные принципы имеют недостаток, заключающийся в том, что из-за отсутствия порогового значения не могут быть реализованы устойчивые цифровые режимы переключения со свойствами порогового переключателя и триггера относительно входных величин, например растяжения или давления .Преобразование непрерывных вход" ных сигналов в цифровые возможно только при наличии дополнительно подключенных схем. Решение этой проблемы найдено в использовании аморфных полупроводников, имеющих нелинейнуювольтамперную характеристику с пороговым значением.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является управляемый магнитным полем пороговыйпереключатель иэ аморфного полупроводникового материала со скачкообразной характеристикой проводимости, который расположен между нижним и верхним магнитными полями в котором под 10воздействием магнитного полл в аксиальном и/или латеральном направлениях осуществляется бесконтактныйпроцесс переключения,Известные зависимости от давления 1 зпосредством прямого механическогоконтактирования переключательногоэлемента преобразуют механическиевходные величины в цифровые электрические выходные сигналы, З 0Из-за прямого механического контактирования преобразующей системы,например нажимного толкателя, с выполненным в виде тонкопленочнойструктуры,переключательным элементом 23эта система является технически ненадежной и по причине дополнительныхтехнологических затрат для механического принципа преобразования эко номически не оправданной . 30Цель изобретения - реализация переключательного элемента с характеристикой порогового значения, имеющего на базе аморфных полупроводников скачкообразную характеристику.проводимости и посредством управлениямагнитным полем осуществляющего простым способом прямое преобразованиеаналоговых механических илй немеханических входных сигналов в цифровые 0выходные сигналы . Указанная цель изобретения достигается тем, что в управляемоы магнитным полем пороговом переключателе из аморфного полупроводникового матери, ала со скачкообразной характеристикой проводимости, который расположен между нижним и верхним магнитными слоями и в котором под воздействиемЯ магнитного поля в аксиальном и/или латеральном направлениях осуществляется бесконтактный процесс переключения, магнитные нижний и верхний слои выполнены в виде магнитных нижИ него и верхнего электродов с магнитострикционными свойствами и охватывают аморфный полупроводниковый матер иал. Для улучшения переклюцательныхсвойств в изоляционном слое расположен металлический, магнитный или немагнитный промежуточный слойКроме того, переключательныйэлемент состоит из последовательного соединения отдельных пороговыхпереключателей,На фиг,1 изображена вольт-амперная характеристика переключателя;на фиг,2 - один из вариантов порогового переключателя, поперечное сечение; на фиг.3 - специальная структура изолирующего слоя, поперечное се.чение,Изготовленный известными технологическими средствами пороговый переключатель расположен, например, наметаллической или стеклянной подложке 1, На подложке 1 в качестве первого слоя находится нижний электрод2, выполненный, например, из никеляхрома. Затем следует изолирующийслой 3, например, из двуокиси алюминия, аморфного полупроводника 4, иверхний электрод 5, выполненный,например, также из никеля-хромаНад верхним электродом 5 расположенконтактный слой 6, состоящий, напри".мер, из алюминия, в то время каквторой контактный слой 7, которыйтакже может быть изготовлен из алюминия, расположен над закрытым другими слоями участком нижнего электрода 2,или нескольких металлических магнитных или немагнитных промежуточныхслоев 2 в изолирующем слое 3 (фиг,3) .В переключателе использованы силы магнитного поля в качестве управляющего средства. Немеханическипроизводное контактное давление обусловливает уменьшение разброса поро.гового напряжения и зависимых отнего параметров.Особенйым преимуществом являетсявключение принципа управления в тех.нологию изготовления элементов бездополнительных конструктивных затрат . Переключательный элемент в такой Форме удовлетворяет требованиямфункциональной электроники, Благодаря отсутствию дополнительных преобразующих элементов, таких как пье.зокристаллы или механические пневматические системы, изготовлениесвязано с малыми затратами в техническом и экономическом смысле, Пороговый переключатель может быть полностью изготовлен после соответству5, 911 бющего фотолитографического структурирования в качестве тонкопленочнойструктуры на кремниевой, стекляннойили металлической подложке посредст. вом гомогенного технологического 3. процесса, например катодного распыления,Этот переключатель является, инте"грирующим управлением магнитнымполем переключательным элементом сзависимой от давления характеристикой порогового значения проводимости на базе аморфного полупроводникового материала . Аморфный полупроводниковый материал расположен меж Зду магнитным нижним, электродом маг"нитного поля, изменяется пороговоенапряжение и осуществляется бесконтактный процесс переключения, Чувствительность характеристики лереключения может быть повышена, еслив изолирующем слое находятся один.иги несколько промежуточных слоев,которые могут быть магнитными илинемагнитными. Несколько пороговых фпереключателей могут быть составлены в последовательных и/или параллельных схемах.Неуправляемые пороговые переключатели благодаря использованию маг- З 6нитных материалов с определенной остаточной магнитной индукцией облада"ют такими же хорошими стабильнымисвой ст вами.,Структуры элементов по сравнению Ззс известными вариантами решений показывают стабильность и воспроизводимость.При приложении магнитного поляпротивоположной полярности. к уже при-а 56 6ложенному полю переключательные элементы .такого рода по причине компенсации полей могут быть переведены извключенного состояния в выключенное,Тем самым является возможность использования отрицательной логики,формула изобретения1 Управляемый магнитным полем пороговый переключатель из аморфного. полупроводникого материала со скачкообразной характеристикой про" водимости, который располвжен между нижним и верхним магнитными слоями и в котором под воздействием:магнитного поля в аксиальном и/или лате" ральном направлениях осуществляется бесконтактный процесс переключения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные нижний и верхний слои вы" полнены в, виде магнитных нижнего и верхнего электродов с магнитострикционными свойствами и охватывают . аморфный полупроводниковый материал.12, Переключатель по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что дляулучшения переключательных свойств,в изоляционном слое расположен металлический магнитный или немагнитный промежуточный слой,3. Переключатель по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что переключательный элемент состоит из последовательного и/или параллельного соединения отдельных пороговых переключателей,Ти Госуда елам и Моске