Нейристор на основе приборов с 5-образной вольтамперной характеристикой

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

395862

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 12.I V.1971 (№ 1646378/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.VIll.1973. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 16.1.1974

М. Кл. 0 06g 7/60

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 681.333(088,8) Авторы изобретения

П. Е. Кандыба, Г. И. Фурсин и К. Ф. Комаровских

Заявитель

НЕЙРИСТОР НА ОСНОВЕ ПРИБОРОВ С S-ОБРАЗНОЙ

ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

Предлагаемое устройство относится к вычислительной технике.

Известны нейристоры на основе приборов с

S-образной вольтамперной характеристикой, содержащие базовую область в виде монокристалла высокоомного полупроводника, например, р-типа проводимости, с высоколегированной областью того же типа проводимости и металлическим слоем на одной из его поверхностей и р — и переходами, а также резисторы, RC-цепи и источники импульсного и постоянного напряжения. Такие нейристоры характеризуются значительным влиянием на их характеристики параметров высокоомного полупроводника.

Предлагаемое устройство отличается тем, что содержит на поверхности монокристалла, противоположной поверхности с высоколегированной областью, низкоомные области р-типа проводимости, которые сформированы вдоль требуемого направления распространения импульсов, а также сформированные внутри указанных областей и соединенные с ними через омические контакты и резисторы высоколегированные области п-типа проводимости, первая из которых присоединена к источнику импульсного напряжения, а остальные подключены через RC-цепи к источнику постоянного напряжения, Это позволило упростить технологию изготовления и повысить воспроизводимость нейристорных линий.

Предлагаемый нейристор изображен на чертеже.

Нейристор представляет собой монокристалл Высокоомного полуHpoBoäIIIIêÿ, служащий базовой областью 1, например, р-типа проводимости, на одной стороне которого по

10 всей поверхности образована высоколсгированная область 2 с тем же типом проводимости, что и базовая область, используемая в качестве антизапорного контакта, и металлический слой 8, образованный на области 2.

На противоположной поверхности высокоомной базовой области 1 вдоль требуемого направления распространения импульса сформированы низкоомные области 4 с проводимостью, соответствующей проводимости базовой области 1, и высоколсгированныс области 5 с проводимостью, противоположной проводимости низкоомной области 4, образующей с ней р — и переход 6. Между областями

4 и 5, образующими р — л переход 6 через омические контакты 7 и 8, подключеfI резистор 9.

Первая (крайняя) высоколегированная об IBcTb о Icpe3 омпчсский контакт 8 IIo, IIi, IIo Icна к источнику 10 импульсного напряжения, 30 остальные — через RC-цепи 11, 12 соединены

395862 с источником 18 постоянного напряжения, другой полюс которого соединен с металлическим слоем 8.

Концентрация примесей N в высокоомной базовой области 1 (Л 1), области 4 (Л .,) и 5 высоколегированной области 5 (А „) должны удовлетворять условиям: У,)Л,,)Л,.

Расстояние между высоколегированными областями 5 выбирается таким, чтобы выполнялось условие: d(4L дифф, где L дифф— диффузионная длина нсосновных носителей.

Удельное сопротивление высокоомной базовой области 1 должно быть не менее

100 сл сн.

Величина сопротивления резистора 9, шунтирующего р — и переход б, выбирается из требуемого напряжения включения активных эл е м енто в.

Величина сопротивления резистора 11 выбирается такой, чтобы активныс элементы 20 находились в одном устойчивом состоянии.

Напря>кение источника 18 выбирается таким, чтобы падение напряжения на активных элементах было меньше напряжения их включения. 25

Нейристор работает следующим образом.

Подключим к резистору 11 и металлическому слою 8 источник 18 постоянного напряжения так, чтобы полярность его соответствовала смещению р — а-переходов в прямом на- ЗО правлении. Так как базовая область 1 имеет высокое сопротивление, то напря>кение питания будет в основном падать на высокоомном слое. Ин>кекция из р — n перехода неосновных носителей в базовую область будет незначительна. Через активные элементы будет протекать слабый ток (закрытое состояние). Напряжение на конденсаторах 12 будет приблизительно равным напряжению питания.

Прн подаче па первую (крайнюю) область 4о

5, например и-типа проводимости через омический контакт 8 от источника 10 импульсного сигнала импульса, амплитуда которого превышает напряжение включения активного элемента, последний включается (открытое 45 состояние). Инжектированныс из упомянутой и-области 5 в высокоомную базовую область

1 не основные носители модулируют высокоомную базовую область на расстоянии нескольких диффузионных длин.

Сопротивление базовой области на этом расстоянии, а следовательно падение напряжения на ней, резко уменьшается. При этом увеличивается падение напряжения на р — и переходе соседнего активного элемента, приводящее с большей инжекции не основных носителей в высоомную базовую область, а это, в свою очередь, приводит к дальнейшему уменьшению ее сопротивления и т. д. Этот лавинообразный процесс протекает до rex пор, пока нс будет полностью промодулирована высокоомная базовая область 1. При этом, через активный элеменг потечет большой ток (открытое состояние), который будет модулировать высокоомную базовую область на расстоянии нескольких диффузионных длин, включая расположенный соседний элемент и т. д.

Разряд конденсатора 12 будет осмществляться в тот момент, когда соответствующий активный элемент откроется. Последовательное включение активных элементов током прсдыдугцего элемента, находящихся на расстоянии нескольких диффузионных длин, обеспечит прохождение импульса с постоянной скоростью распространения. После разряда накопитсльной емкости 12 активные элементы переходят в закрытое состояние. Процесс заряда конденсаторов осущсствлястся от источника 18 постоянного напряжения через резисторы 11 до первоначальной величины.

Рефракторный период определяется временем заряда указанных накопительных конденсаторов.

Предмет пзобрстсния

Нейрнстор на основе приборов с 5-образной вольтамперной характеристикой, содержащий базовую область в виде монокристалла высокоомного полупроводника, например р-типа проводимости, с высоколегированной областью того >ке тина проводимости и металлическим слоем на одной из его повсрхностсй и р — а псрсходами, а также резисторы, RC-цепи и источники импульсного и постояHíîãо Hàïðÿ>êåíèÿ, отличаюtllийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения воспроизводимости нейристорных линий, он содержит на поверхности монокристалла, протпвополо>кной поверхности с высоколсгированной областью, низкоомные области р-типа проводимости, которые сформированы вдоль трсбуемого направления распространения импульсов, а так>ке сформированные внутри указанных областей и сосдпнснныс с ними через омнчсскнс контакты и резисторы высоколегированные области и-типа проводимости, первая пз которых присоединена к источнику импульсного напряжения, а остальные подключены через RÑ-цепи к источнику постоянного напряжения.

395862

Составитель И. Калмыков

Текред 3. Тараненко

Редактор А. Морозова

Корректор Л. Царькова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3607/10 Изд. № 960 Тирап 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, + 35. Раушская наб., д. 4/5