Полупроводниковый прибор на основе материала,обладающего доменной неустойчивостью

Полупроводниковый прибор на основе материала,обладающего доменной неустойчивостью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР НА ОСНОВЕ МАТЕРИАЛА, ОБЛАДАЮЩЕГО ДОМЕННОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТЬЮ, содержащий анод, катод, запускающий электрод, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он содержит второй анод, второй катод, ряд электродов управления, ряд слоев с повышенной проводимостью и ряд отверстий, делящих прибор на два участка, соединенных перемычками, причем на противр-положных концах первого участка расположены первый катод и первый анод, вблизи катода расположен запускающий электрод, на противоположных концах второго участка расположены соответственно второй катод и второй анод, вдоль второго участка располо--. жены слои с повышенной проводимостью,g отделяющие друг от друга области, СА примыкающие к перемычкам, на перемычках расположены электроды управления.

„„SU„„1018182 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9(Я) Н 01 L 47 00; Н 03 К 13/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д

-ФАФФЩ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 2900953/18-21 (22) 28. 03- 80 (46) 15. 05. 83. Бюл. 9 18 (72) В. И. Ефимов, Б. А. Калабеков, В.Ю. Лапидус и И.А. Мамзелев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени электротехнический ийститут связи (53) 621.382.2(088.8) (56) 1. Su getà Т.:, Tanimoto М., lkoma Т., Запад Il. С)1агас1ег1stics

and Appl icat ons oC à Shcottky-8 arrier-Gate-Gunn-ЕЕЕесг. Lrlgital —.I)ev ice.

IELL ED-8, ч. 21,- 1974, р. 512.

2. Патент Японии Р 42-49214, кл. 99(5) GO, опублик. 1972 (прототип). (54).(57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР

НА ОСНОВЕ МАТЕРИАЛА, ОБЛАДАЮЩЕГО

ДОМЕННОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТЪ|, содержащий анод, катод, запускающий электрод, отличающийся .тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он содержит второй анод, второй катод, ряд электродов управления, ряд слоев с повышенной проводимостью и ряд отверстий, делящих прибор на два участка, соединенных перемычкамй, причем на противо-. положных концах первого участка расположены первый катод и первый анод,. вблизи катода расположен запускающий электрод, на противоположных концах второго участка расположены соответственно второй катод и второй анод, вдоль второго участка располо- жены слои с повышенной проводимостью, Е отделяющие друг от друга области, примыкающие к перемычкам, на перемычках расположены электроды управления, 1018182

Изобретение относится к электронной технике и представляет собой полупроводниковый прибор на основе материала, обладающего доменной неустойчивостью, который может использоваться, в частности, для преобразо- 5 вания параллельного кода в последовательный.

Известно устройство на полупровод, никовых приборах, использующих эффект

Ганна, выполняющее функцию сдвигово- 10 го регистра 1 ).

Такое устройство, как и подобные ему сдвиговые регистры на триггерах, обладает ограниченной скоростью считывания, которая определяется быст- 15 родейотвием схем, осуществляющих сдвиг кода.

Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковое устройство на основе материала, обладающего доменной неустойчивостью, содержащее анод, катод, запускающий электрод P2).

Такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностя ми, так как не позволяет осуществить сдвиг кода.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей прибора.

Цель достигается тем, что полу- 30 проводниковый прибор на основе материала, обладающего доменной неустойчивостью, содержащий анод, катод, запускающий электрод, содержит второй анод, второй катод, ряд электродов управления, ряд слоев с повышенной проводимостью и ряд отверстий, делящих прибор на два участка, соединенных перемычками причем на противоположных концах первого участка расположены первый катод и первый анод, вблизи катода расположен запускающий электрод на противоположных концах второго участка расположены соответственно второй катод и второй анод, вдоль второго 45 участка расположены слои с повышен ной проводимостью, отделяющие друг от друга области, примыкающие к перемычкам, на перемычках расположены электроды управления. 50

На чертеже показан пре бразователь параллельного кода в последовательный, использующий полупроводниковый прибор на основе материала, обладающего доменной неустойчивостью. 55

Полупроводниковый прибор содержит два. участка 1 и 2 полупроводника с отрицательной дифференциальной проводимостью, соединенных перемычками

3, причем участки 1 и 2 разделены рядом отверстий или .углублений 4, на противоположных концах участка 1 полупроводника расположены анод 5 и катод б, а на противоположных концах участка 2 — анод 7 и катод 8; вблизи катода 6 на участке 1 полупровод- 65 ника расположен запускающий электрод

9, на перемычках. 3 расположены дополнительные электроды 10 управления, вдоль участка 2 полупроводника расположены слои 11 с повышенной проводимостью (проводящие слои), отделяющие друг от друга области, примыкающие к перемычкам 3, к катоду 8 подключен выходной резистор 12 и шина 13 выходного сигнала, Для осуществления преобразования параллельного кода в последовательный к электродам 10 управления подключены триггеры 14.

Прибор работает следующим образом.

Напряжение, приложенное между анодами 5, 7 и катодами 6, 8, создает на участках 1 и 2 полупроводника с . отрицательной дифференциальной проводимостью, приводящей к доменной неустойчивости, предпороговую напряженность поля. В перемычках 3 под воздействием разрешающего потенциала на электродах создается разрешающее поле, а под воздействием запрещающего потенциала — запрещающее поле. Тактовым импульсом, поданным на запускающий электрод 9, зарождается домен, который начинает дрейф в участке 1 в сторону анода 5. Этот домен при наличии разрешающего поля на перемычке 3 поперечно расширяется через нее, переходя на участок 2. Если в перемычке 3 имеется запрещающее поле, то домен в участок 2 не пройдет, Расширившийся участок 2 в домен дрейфует от перемычки в сторону анода 7 до начала проводящего слоя 11, где он распадается. Наличие дрейфующего домена на отрезке между перемычкой 3 и проводящим слоем 11 вызывает падение напряжения на резисторе

12, появляется выходной импульс на шине 13. Соответственно наличие запрещающего поля в перемычке 3 приводит к отсутствию выходного импульса на шине 13. Скорость дрейфа домена в участках 1 и 2 практически одинакова, поэтому к моменту прихода домена, дрейфующего в участке 1 к слецующей перемычке 3, домен в участке 2 уже отсутствует, т. е. он распадается на проводящем слое 11, находящемся перед соответствующей перемычкой.

Время существования домена в участке 2 меньше. длительности дрейфа домена от одной перемычки к другой, т.е. существование двух доменов в участке 2 исключается. Если на двух соседних перемычках 3 имеется разрешающее поле, соответствующее коду

"...11.. ° " на триггерах 14, то между двумя выходными импульсами, интервал определяется временем дрейфа домена на участке, равном длине проводящего слоя 11 и расстоянию до перемычки 3 по направлению дрейфа. 1018182

Составитель И. Горелова

Редактор T. Веселова Техред A.дч Корректор Е.Рошко

Заказ 3554/51 Тираж 703 Подписное

ВНИЛПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35-, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Длительность выходного импульса .на шине 13 определяется временем дрейфа домена в участке 2 от перемычки.3 до начала проводящего слоя 11.

Время преобразования и-разрядного параллельного кода в последо- 5 вательность импульсов определяется временем дрейфа домена в участке 1 от момента прихода тактового импульса до распада домена на аноде 5.

Поэтому время преобразования можно найти, как !

L/Ó зр где 1 — длина полупроводникового участка 1

Ч вЂ” дрейфовая скорость домена.

Длительность выходного импульса можно определить из выражения

"имп = 1/Ч ° где 1 — длина участка от перемычки

3 до начала проводящего слоя 11

Длительность интервала между выходными импульсами двух соседних раз рядов определяется, как

t „ r/V, где r --расстояние от начала проводящего слоя 1.1 до следующей, ЗО по направлению дрейфа, перемычки 3. Поскольку скорость дрейфа домена Ч 10 см/с, достигается высокая скорость преобразования .кода и его передачи.

Если и — число разрядов — велико и длина полупроводникового прибора превышает допустимую величину, то можно, к примеру, соединить последовательно несколько подобных полупроводниковых. структур.

Скорость поперечного. расширения домена на порядок выше скорости дрейфа, поэтому домен проходит через перемычку 3, имеющую малые размеры, практически мгновенно (задержка менее 50 нс при длине перемычки

5 10 см .

Использование полупроводниковой структуры, обладающей отрицательной дифференциальной проводимостью, кото" рая приводит к доменной иеустойчивос". ти, обеспечивает высокое быстродейст вие прибора, так как функции тактового .сигнала выполняет домен, дрей-.:фующий в теле полупроводника. За счет двухмерных свойств этот домен является одновременно причиной появления выходного сигнала.

Преимущество предложенного прибора перед известными заключается в том, что он обладает расширенными функциональными воэможностями. Кроме того,. при использовании прибора в преобразователе параллельного кода в последовательный сохраняется код к снимается требование к быстродейст.вию триггеров, так как в процессе считывания они не переключаются.