Brevet FR2028819A1 — publié le 19701016

i La présente invention se rapporte à un compteur transistorisé du type non-rrégénératif, et elle a trait plus particulièrement à un compteur non-régénératif (compteur permanent) utilisant un transistor à effet de champ du type conducteur-5 isolateur-semiconducteur comportant une charge non-uniforme emmagasinée dans l'isolateur sous une grande tension de polarisation à la température ambiante.. Les caractéristiques de commutation en charge du transistor permettent un décalage cumulatif dans la caractéristique de transfert lors de l'application de 10 grandes impulsions successives de tension de polarisation (qui seront appelées dans la suite des "impulsions de comptage") et l'état conducteur du transistor est établi lorsque la caractéristique de transfert est décalée sur une tension de polarisation appliquée en permanence. 15 On a fabriqué jusqu'à maintenant des compteurs tran sistorisés sous la forme de circuits de comptage binaire dans lesquels plusieurs transistors sont utilisés pour faire commuter les étages successifs du compteur entre vin état conducteur et un état non-conducteur ou des états basse-tension et haute-tension 20 en fonction du mode de conduction des différents transistors et en réponse aux impulsions de commutation appliquées aux électrodes des différents transistors. Le signal obtenu à la sortie des compteurs transistorisés a cependant une valeur fixe en fonction du nombre et des interconnexions électriques des transistors de 25 commutation formant le compteur et le compte représenté par ce signal est nécessairement limité à des puissances de deux à moins d'incorporer un réseau de commutation à combinaisons complexes dans le circuit transistorisé. Les compteurs binaires nécessitent également, en général, plusieurs unités de commutation par étage 30 pour effectuer ion comptage et ils présentent la caractéristique d'être régénératifs et de perdre une partie du signal enregistré représentant un compte immédiatement après une interruption de l'excitation du compteur. L'invention a en conséquence pour but de fournir un 35 compéeur transistorisé non-régénératif utilisant un nombre minimal d'unités de commutation par étage. L'invention a également pour but de fournir un compteur capable de commutation pour divers comptes èn fonction de l'amplitude et/ou de la largeur de l'impulsion de comptage ap-40 pliquée. Ces problèmes sont résolus à l'aide d'un compteur non-régénératif utilisant au moins un transistor présentant une distribution non-uniforme des charges emmagasinées dans l'isolateur sous une grande tension de polarisation et des moyens pour 5 appliquer au transistor plusieurs impulsions de, commande d'une configuration prédéterminée. Les impulsions de commande sont réglées à une amplitude déterminée qui est supérieure à la valeur de seuil nécessaire pour décaler la caractéristique de transfert du transistor (en modifiant ainsi la tension de polarisation 10 nécessaire pour faire commuter le transistor entre un état conducteur. et vin état non-conducteur) et la largeur des impulsions de commande est réglée à une valeur inférieure à la largeur nécessaire pour qu'une seule impulsion de commande de l'amplitude choisie décale la caractéristique de transfert d'une position 15 initiale jusque dans une position correspondant à une tension prédéterminée de polarisation appliquée à l'électrode de commande du transistor. Lorsque le nombre des impulsions de commande appliquées assure un décalage cumulatif de la caractéristique de transfert jusqu'à la tension prédéterminée de polarisation du 20 transistor, l'état conducteur du transistor est modifié et des moyens prévus pour détecter la conductivité du transistor servent à indiquer qu'un nombre prédéterminé d'impulsions de commande a été appliqué au transistor. Des moyens sont également prévus pour appliquer une impulsion de tension de retour à l'état initial à 25 l'électrode de commande du transistor avec une polarité opposée à celle des impulsions de commande de façon à décaler la caractéristique de transfert dans la direction opposée en vue de ramener le transistor dans l'état conducteur initial. Lorsqu'on désire obtenir une précision élevée ou tin 30 fort état de comptage, plusieurs transistors présentant une répartition instable de charges sous une grande tension de polarisation sont branchés en cascade, les électrodes de source et de drain de chaque transistor étant respectivement reliées à des sources communes de potentiel. Des éléments de comptage sont 35 reliés à l'électrode de commande du transistor de manière à appliquer des impulsions d'une grandeur suffisante pour décaler la caractéristique de transfert vers une tension prédéterminée de polarisation, et des premiers éléments de coqputation sont branchés entre les éléments de comptage et les électrodes de commande 40 de chaque transistor de façon à arrêter les impulsions transmises 70 02121 3 2028819 par les éléments de comptage à l'électrode de commande de chaque transistor en fonction de "k* état de conduction du transistor. Des seconds éléments de commutation sont également prévus de manière à relier chaque transistor â un transistor adjacent en vue de 5 transmettre des impulsions des éléments de comptage à l'électrode de commande de chaque transistor seulement lors d'un changement de la conductivité du transistor associé. Dans un mode préféré de branchement en cascade dans lequel des transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée sont utilisés comme éléments 10 de cacrautation pour empêcher les impulsions de comptage d'arriver aux électrodes de commande, un signal d'autorisation est appliqué aux substrats semiconducteurs des transistors présentant des caractéristiques de transfert décalables en vue de réduire l'amplitude des impulsions sortant des éléments de comptage et néces-15 saires pour décaler les caractéristiques de transfert. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé divers modes de réalisation de compteurs transistorisés suivant l'invention. La figure 1 est une coupe d'un transistor utilisé 20 dans le compteur suivant lr invent ion. La figure 2 est une représentation graphique montrant le décalage des caractéristiques G-V et de transfert du transistor de la figure 1 lors de l'application d'impulsions de comptage au transistor. 25 La figure 3 est me représentation graphique donnant la tension de bande plate du transistor de la figure 1 en fonction du temps accumulé pour différentes amplitudes d'impulsions de comptage. La figure 4 est une représentation graphique montrant 30 la modification de la tension de bande plate en fonction de l'amplitude et de la largeur de différentes impulsions de comptage. La figure 5 est ton schéma du circuit d'un compteur simplifié construit suivant l'invention. La figure 6 est une représentation graphique donnant 35 les formes d'ondes obtenues en différents points du compteur de la figure 5. La figure 7 est un schéma du circuit d'un second compteur suivant l'invention. La figure 8 est une représentation graphique donnant 40 les formes d'ondes de courant en différents points du compteur de 70 02121 4 2028819 la figure 7. La figure 9 est un schéma synoptique d'un circuit de conformation d'ondes approprié pour former les impulsions de comptage pour le compteur suivant l'invention. 5 La figure 10 est un schéma d'un compteur à trois étages suivant l'invention. La figure 11 est une représentation graphique donnant la tension de bande plate en fonction du temps dans des conditions de court-circuit du transistor de la figure 1. 10 Un transistor 10 à effet de champ du type conducteur- isolateur-semiconducteur approprié pour être utilisé dans le compteur suivant l'invention a été représenté sur la figure 1 et comprend d'une façon générale un substrat semiconducteur 12, par exemple en silicium, de conductivité de type p comportant une 15 source 14 et un drain 16 de conductivité de type n, formés par des techniques de diffusion classiques, par exemple par diffusion d'une impureté du type antimoine ou phosphore dans le substrat 12. Une mince couche de bioxyde de silicium 18, par exemple d'une épaisseur de 300 S, est formée sur le substrat en silicium 12 20 entre la source et le drain par un procédé approprié, par exemple par oxydation thermique du substrat en silicium dans un réacteur chauffé par induction et traversé par un courant d'oxygène, pendant une période comprise entre 1 et 5 minutes, le substrat étant maintenu à une température d'environ 1000°C. Une couche de nitrure 25 de silicium 20 de 1500 8. d'épaisseur est ensuite déposée sur la couche d'oxyde 18 en utilisant des techniques telles que celles décrites dans un article publié par CHU dans la revue "Solid State Electronics", volume 10, pages 897-905 (1967), cet article précisant comment des pellicules de Si^Ni^ sont formées par 30 nitruration de silane avec de l'ammoniaque. Le substrat en silicium, revêtu d'oxyde, est chauffé à une température comprise entre 800 et 1100°C et le dépôt du nitrure de silicium est effectué à un taux de 50 à 200 £ par minute, à partir d'un mélange d'ammoniaque et de silane dans un rapport molaire de 10^ s'écou-35 lant sur le substrat à un débit de 20 à 40 litres/minute. Après le dépôt de la couche 20 de nitrure de silicium, une électrode de commande 22 en aluminium est déposée par évaporation sous vide sur le nitrure de silicium et des évidements sont ménagés par photodécapage au travers de l'isolateur en vue d'établir un 40 contact avec la source et le drain du transistor. Un contact 70 02121 5 2028819 supplémentaire avec le substrat 12 est ensuite établi par des moyens appropriés, par exemple par diffusion d'une impureté de type p telle que du bore dans le substrat ou bien par dépôt d'un contact d'aluminium sur ce dernier de façon à permettre une pola-5 risation du substrat 12 à l'aide d'une tension de commande. Les caractéristiques d'enrichissement et d'appauvrissement du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 sont représentées par le décalage de la tension de bande horizontale de la courbe caractéristique tension de 10 polarisation en courant continu-capacité (qui sera appelée dans la suite courbe caractéristique C-V^, représentée sur la figure' 2A, et par le décalage correspondant de la courbe caractéristique de transfert représentée sur la figure 2B lors de l'application d'une impulsion de tension d'une grandeur suffisante à l'élec-15 trode de porte 22. Les courbes caractéristiques G-V ont été tracées en appliquant initialement une impulsion de comptage en courant continu, d'une amplitude supérieure à 50 volts, à l'électrode de porte 22 puis en mesurant le petit signal à courant alternatif de la capacité de la structure lorsque l'électrode de 20 porte est lentement balayée par une tension continue de polarisation d'une amplitude inférieure à 30 volts. L'électrode de porte agit à la fois comme une électrode de lecture et d'enregistrement, et un petit signal produit par un pont capacitif à courant alternatif (100 kC) a été utilisé pour mesurer la capa-25 cité. Les résultats de mesure ont été utilisés pour tracer la courbe caractéristique C-V de la figure 2A et la tension de bande plate a été dérivée de la courbe caractéristique C-V d'une façon classique, c'est-à-dire que la tension de bande plate est la tension de polarisation au début d'une diminution linéaire de 30 capacité. Comme le montrent les courbes de la figure 2, des impulsions appliquées de moins de -50 V décalent la courbe C-V 25 et la courbe caractéristique de transfert 27 associées en direction de la zone d'appauvrissement, c'est-à-dire des courbes A vers les courbes B et vers les courbes C lorsque l'impulsion 35 négative appliquée à l'électrode de-porte 22 augmente, tandis qu'une impulsion positive appliquée à l'électrode de porte et d'un potentiel supérieur à -!-50 V décale les courbes C-V et de transfert vers la zone d'enrichissement, c'est-à-dire des courbes C et des courbes B vers les courbes A. Du fait que la tension de 40 bande plate est approximativement égale à la tension de commuta 70 02121 6 2028819 tion nécessaire pour faire passer le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 dans ion état conducteur, le décalage de la tension de bande plate, produit par les impulsions de comptage appliquées, modifie la valeur de la 5 tension de polarisation nécessaire pour changer l'état du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur . Bien que le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 ait été décrit comme com-10 portant un isolateur formé par juxtaposition de couches de nitrure de silicium et de bioxyde de silicium du fait de la caractéristique améliorée de décalage d'un transistor présentant une telle structure, on peut également utiliser pour former le compteur suivant l'invention tout transistor à effet de champ présentant 15 une répartition non-uniforme des charges emmagasinées dans l'isolateur sous une grande tension de polarisation, c'est-à-dire donnant lieu à un décalage de la caractéristique de transfert du transistor sous l'effet d'une grande impulsion de tension appliquée à l'électrode de porte. Par exemple, on obtient par juxta-20 position de différentes matières isolantes telles que de l'oxy-nitrure et de l'oxyde d'aluminium (A^O^) avec de minces couches d'un isolateur de haute qualité tel que du Si02» un décalage de la caractéristique de transfert lors de l'application d'une grande impulsion de commande. Des isolateurs donnant lieu à ion 25 décalage de la caractéristique de transfert sous l'effet d'une grande tension de polarisation appliquée sont souvent désignés par l'expression "isolateurs non-étanches à pièges". D'une façon générale, leurs caractéristiques sont les suivantes : un courant électronique est fortement fonction du temps du fait des effets 30 de charge d'espace et de pièges. Les courants de charge et de décharge diminuent en fonction du temps d'une manière similaire au Si02» Les courants électroniques, du fait qu'ils sont fortement fonction du temps, dépendent également dans une large mesure de la polarité de la tension appliquée qui peut être établie par 35 les différences entre les barrières de potentiel pour l'injection de trous et d'électrons dans les interfaces entre le semiconducteur et l'électrode de porte. Ces caractéristiques, ainsi que les effets généralement mauvais d'isolation et de piège, introduisent une hystérèse dans les courbes différentielles de tension/capacité 40 en courant alternatif lorsqu'une charge électronique est alterna 70 02121 7 2028819 tivement introduite dans et extraite de la couche par une variation de tension. Le degré *d'hystérèse dépend également de la grandeur des variations de tension et de la vitesse de variation. De nombreuses théories ont été proposées pour expli- 5 quer cette caractéristique qui était généralement considérée comme indésirable jusqu'à maintenant ; ainsi, par exemple, il est précisé dans l'article de CHU que l'instabilité marquée de charge de structure Si-Si^N^ et Si-SiC^-Si^N^ sous une grande tension de polarisation résulte d'un effet de tunnel et de piège exercé 10 sur les porteurs au voisinage de l'interface Si-Si^N^ ; dans un article de Brown intitulé "Propriétés des couches minces de Si ON sur Si" paru dans le document "Journal of the Electro-x y z c chemical Society", page 11, mars 1968, on suppose qu'il se produit un effet de polarisation lorsque le champ appliqué est suf-15 fisamment grand pour faire passer des électrons à travers une mince couche d'oxyde jusque dans une couche de nitrure (ou d'oxy-nitrure) bien plus épaisse dans laquelle les électrons sont emprisonnés. Bien que la cause exacte du décalage de la caractéristique de transfert n'ait pas une influence critique sur l'in-20 vention, il apparaît qu'un transfert interne de charges (par polarisation ou par effet de tunnel) est obtenu par application d'une grande tension de polarisation à l'électrode de porte, la charge transférée étant arrêtée lors de la suppression ultérieure de l'impulsion de polarisation. 25 Les caractéristiques d'accumulation et d'appauvris sement en fonction de la tension et du temps du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 sont représentées par les courbes de la figure 3 montrant le décalage de la tension de bande horizontale en fonction de la 30 largeur d'impulsions accumulées. D'une façon générale, la tension de bande horizontale varie linéairement avec le logarithme de la largeur accumulée d'impulsions de comptage appliquées d'une valeur déterminée. Par exemple, la tension de bande plate est décalée depuis une valeur initiale de -M9 V jusqu'à environ 0 V 35 en appliquant à l'électrode 22 une impulsion de comptage de 100 microsecondes ou bien cinq impulsions de comptage de 20 microsecondes présentant une amplitude de -90 V. En conséquence, chaque impulsion de comptage appliquée de. -90 "V décale la tension de bande plate d'une valeur proportionnelle au logarithme 40 de la largeur d'impulsions de comptage et l'effet est cumulatif 70 02121 2028819 pour des décalages égaux, par exemple de 4-19 V à environ -7,5 V, ce résultat étant obtenu par application d'une impulsion de comptage de une milliseconde, de deux impulsions de comptage de 500 microsecondes, de cinq impulsions de comptage de 100 micro-5 secondes ou de 25 impulsions de comptage de 20 microsecondes, d'une amplitude de -90 V, à l'électrode de porte 22. Le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 présente également une caractéristique d'enrichissement cumulatif tension/temps non-linéaire 10 lorsqu'il est excité par des impulsions de comptage de polarité positive et de période et d'amplitude variables. Comme le montre la courbe 29 de la figure 3, la tension de bande plate du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 peut être décalée d'une valeur d'environ -10,5 V jusqu'à 15 une valeur de 0 V par application de cinq impulsions de comptage de 20 microsecondes ou bien d'une impulsion de comptage de 100 microsecondes, les impulsions ayant une amplitude de +80 volts. Lorsque l'amplitude des impulsions de comptage est augmentée à +90 volts, comme indiqué par la courbe 33, la tension de bande 20 plate est décalée d'une valeur initiale d'environ -11,5 V à une valeur d'environ 15 V par une impulsion de comptage de une milliseconde, par dix impulsions de comptage de 100 microsecondes ou par cinquante impulsions de comptage de 20 millisecondes, ces impulsions ayant une amplitude de +90 V. 25 La relation entre le décalage de la tension de bande plate et 1'amplitude et la largeur des impulsions de comptage appliquées'est en outre mise en évidence par les courbes de la figuré 4, dans laquelle des impulsions individuelles de comptage d'amplitudes comprises entre +70 et +100 V sont appliquées pen-30 dant diverses périodes à 1'électrode de porte 22. Comme le montre ces courbes, une impulsion de 20 microsecondes à 80 V décale la tension de bande plate d'une valeur initiale de -12,5 V jusqu'à environ -5 V tandis que des impulsions isolées de 90 et 100 V de 20 microsecondes décalent la tension de bande plate de -12,5 V 35 jusqu'à respectivement environ +4 et +12 V. De la même façon, une seule impulsion de +80 V et de 3 microsecondes décale la tension de bande plate de -12,5 V jusqu'à 11 V tandis que des impulsions de 20 et 500 microsecondes et d'amplitudes identiques décalent la tension de bande plate respectivement jusqulà -5 V 40 et +2 V. Le décalage de la tension de bande plate est par consé 70 02121 9 2028819 quent cumulatif de façon non-linéaire et le nombre d'impulsions de comptage nécessaires pour décaler la tension de bande plate du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 jusqu'à une valeur donnée de tension de pola-5 risation est déterminé à la fois par la grandeur et la largeur des impulsions de comptage appliquées. Des impulsions de comptage d'amplitude inférieure à 50 V sont généralement insuffisantes pour décaler la tension de bande plate d'un transistor à effet de champ comportant une couche d'oxyde de silicium de 300 & d'épais-10 seur et une couche de nitrure de silicium de 1500 & d'épaisseur formant l'isolateur entre l'électrode de porte ou grille et le substrat semiconducteur. L'amplitude de l'impulsion de comptage appliquée qui est nécessaire pour assurer un décalage de la caractéristique de 15 transfert est principalement fonction de l'épaisseur de la couche d'oxyde 18 et elle peut varier depuis des valeurs très faibles, par exemple de t5 V pour des pellicules d'oxyde d'épaisseurs inférieures à 50 Â, jusqu'à des amplitudes bien supérieures de ±50 V pour des couches d'oxyde de 300 & d'épaisseur ou plus. Du 20 fait que des couches de bioxyde de silicium relativement épaisses ont tendance à contrebalancer l'instabilité de charge du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10, la couche d'oxyde 18 ne doit théoriquement pas présenter plus d'environ 30% de l'épaisseur totale de l'isolateur pour permettre 25 un écoulement relativement libre des porteurs dans la couche sous une grande tension de polarisation et tin emprisonnement des porteurs dans l'interface SK^-Si^N^ lors de la suppression de la grande tension de polarisation à l'électrode de porte ou grille. En général, 1'amplitude de l'impulsion de comptage est bien 30 supérieure à la valeur initiale de la tension de bande plate, en étant par exemple supérieure au triple de cette valeur. Pour assurer m appauvrissement dans le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10, en provoquant par exemple un décalage de la caractéristique de transfert sur 35 une tension d'électrode de porte plus négative, les impulsions de comptage sont appliquées avec un potentiel négatif tandis que des impulsions de comptage de potentiel positif provoquent un enrichissement dans le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur, en décalant la caractéris-40 tique de transfert vers une tension de bande plate plus positive. 70 02121 10 2028819 Un enrichissement produit par conséquent d'une façon générale tan écoulement instantané de courant du fait que l'impulsion de comptage appliquée est nécessairement supérieure à la tension de commutation du transistor à effet de champ du type conducteur-5 isolateur-semiconducteur tandis qu'un appauvrissement peut être obtenu sans mise en conduction instantanée du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur. Le décalage exact de la tension de bande plate pour une impulsion de comptage donnée appliquée au transistor à effet de champ du type conducteur-10 isolateur-semiconducteur est par conséquent obtenu empiriquement du fait que la caractéristique de l'isolateur peut dépendre essentiellement de son procédé de fabrication. La relation tension/temps dans le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 permet 15 d'utiliser ce transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur- semiconducteur comme un compteur variable, comme cela est mis en évidence dans le compteur à étage unique de la figure 5, où le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 sert de diviseur de tension réglable pour la 20 source de tension 26. Un drain 16 et un contact 24 du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 sont mis à la masse alors que l'électrode 14 constituant la source du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur est reliée à une source de tension 26 par l'inter-25 médiaire d'une résistance 28 de valeur ohmique élevée, par exemple de 1 mégohm. Au cours du fonctionnement du compteur de la figure 5, des impulsions de comptage 29 d'une amplitude et d'une durée prédéterminée, par exemple des impulsions de comptage de -70 V et de 20 microsecondes, sont superposées à une tension de polarisa-30 tion en courant continu 30 d'une amplitude de 0 V, par exemple la tension de bande plate choisie, pour former une onde composite 31 représentée sur la figure 6A, cette onde composite étant appliquée â l'électrode de porte 22 par l'intermédiaire d'un conducteur 32 en vue de décaler la tension de bande plate lors de l'ap-35 plication de chaque impulsion de comptage négative à l'électrode de porte. Chaque impulsion de comptage décale successivement la tension de bande plate, comme indiqué sur la figure 6B, d'une valeur donnée en fonction de l'amplitude, et de la largeur des impulsions de comptage jusqu'à ce que la tension de bande plate 40 soit décalée sur la valeur correspondant à la tension de polari 70 02121 ii 2028819 sation 30 appliquée, à la suite de quoi le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 devient conducteur pendant l'intervalle où la tension de polarisation 30 est appliquée à l'électrode de porte. La tension au point 36 5 tombe alors d'un potentiel égal à celui de la source de tension 26 jusqu'à une valeur correspondant approximativement au potentiel de masse. En plaçant un circuit de filtrage 38 entre le point 36 et la borne de sortie 40, on réduit au minimum de petites fluctuations de tension produites par application des impulsions 10 de comptage à l'électrode de porte 22 et on obtient une tension de sortie VQ, représentée sur la figure 6C, qui présente une première amplitude 42 égale à celle de la tension de source 26 lorsque le transistor à effet de champ du typé conducteur-isola-teur-semiconducteur 10 est non-conducteur et une seconde ampli-15 tude 44 sensiblement égale au potentiel de masse lorsque le décalage de la caractéristique de transfert vers la tension de polarisation rend conducteur le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10. Du fait que le décalage de la tension de bande plate varie en fonction de l'am-20 plitude et de la largeur des impulsions de comptage appliquées, une commutation du potentiel de la tension de sortie Vq pour différentes impulsions de comptage, par exemple au bout d'un nombre différent d'impulsions appliquées, peut être obtenue par modification de l'amplitude et/ou de la largeur des impulsions 25 de comptage appliquées ou bien en modifiant la tension de polarisation à laquelle les impulsions de comptage sont superposées. Après la commutation du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 d'un état non-conducteur stable jusque dans un état conducteur stable, un 30 signal de retour à l'état initial d'une polarité opposée à celle des impulsions de comptage est appliqué par l'intermédiaire du conducteur 45 à l'électrode de porte 22 de façon à ramener le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semicon-ducteur 10 dans la condition de blocage. Comme le montrent les 35 graphiques de la figure 3, le degré d'enrichissement établi par le signal de retour à l'état initial (et par conséquent le nombre d'impulsions d'une amplitude et d'une largeur fixes nécessaire pour rendre conducteur le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10), est fonction à la fois 40 de 1'amplitude de la tension de retour à l'état initial et de la 70 02121 12 2028819 période pendant laquelle cette tension est appliquée à l'électrode de porte 22. En conséquence, l'état de comptage suivant du circuit de la figure 5 pour une forme d'onde identique 30 appliquée peut être modifié simplement par variation du degré d'en-5 richissement établi par le signal de retour à l'état intial. L'amplitude de l'impulsion de comptage appliquée qui est nécessaire pour produire un décalage déterminé de la caractéristique de transfert du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 peut être réduite propor-10 tionnellement à la grandeur d'une impulsion de commande appliquée au contact 24. Par exemple, si les épaisseurs des couches isolantes d'oxyde 18 et de nitrure 20 nécessitent l'application à l'électrode de porte 22 de trois impulsions de comptage de +80 V et de 500 microsecondes pour faire passer le transistor à effet 15 de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur dans un état conducteur, le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur peut également être rendu conducteur par l'application simultanée de trois impulsions de +30 V et de 500 microsecondes à l'électrode de porte et de trois impulsions 20 de commande de -50 V et de 500 microsecondes au contact en aluminium 24 du substrat 12. En conséquence, la commutation du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 est enclenchée lorsque la somme de la tension de commande et de la tension d'électrode de porte dépasse le seuil 25 de tension nécessaire de l'isolateur nitrure-oxyde pour assurer vin décalage de la caractéristique de transfert du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10. Bien que l'état de comptage du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 soit dêter-30 miné sur la figure 5 par la variation mesurée de tension résultant d'une modification de l'état de conduction du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur, il peut également être détecté par une variation du courant en utilisant le circuit de la figure 7. Dans ce cas, la source 14 35 et le drain 16 sont branchés directement entre une source de tension positive 26 et la masse, un filtre de courant 44 étant branché en série dans le circuit de manière à éliminer les courants transitoires dans le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur. Pour simplifier ladescrip-40 tion, on a représenté le contact de commande 24 comme étant mis 70 02121 13 2028819 à la masse mais on peut également utiliser une tension de polarisation en courant continu pour réduire l'amplitude de l'impulsion de comptage. Le circuit de la figure 7 fonctionne d'une manière similaire à celui de la figure 5, chaque impulsion de comptage 5 29, représentée sur la figure 8A, appliquée à l'électrode 22 décalant la tension de bande plate d'une valeur déterminée par 1'amplitude de la durée de 1'impulsion de comptage jusqu'à ce que cette tension de bande plate du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur atteigne ou dépasse 10 la tension de polarisation, par exemple la tension 30, qui est appliquée en permanence à l'électrode de porte 22. En conséquence, le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 est rendu conducteur, comme indiqué par le palier de courant 50 de la figure 8B, cette condition étant détectée à la 15 borne de sortie 52 du filtre 44. Le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur peut alors être ramené dans une condition de blocage stable par application à l'électrode de porte 22 d'une tension de retour à l'état initial de polarité positive. 20 Un circuit pour fournir des impulsions de comptage appropriées pour les circuits des figures 5 et 7 a été représenté sur la figure 9 dans laquelle plusieurs impulsions 52 présentant des amplitudes et des durées variables doivent être comptées. Les impulsions 52 sont appliquées à un circuit d'écrêtage 54, tel 25 qu'une diode Zener, de façon à produire une forme d'onde d'une amplitude prédéterminée et la variation de largeur des impulsions 52 est corrigée en appliquant les formes d'ondes écrêtées à un différenciateur 56 de manière à produire plusieurs impulsions 58 présentant une largeur commune (déterminée par la réponse tran-30 sitoire du différenciateur 56) et une amplitude commune (déterminée par le niveau de coupure du circuit d'écrêtage 54). Les impulsions 58 sont ensuite appliquées à vin circuit redresseur 60 de manière à enlever les parties positives des impulsions 58 produites par différenciation et les impulsions de polarité 35 unique sortant du circuit redresseur 60 sont transmises par l'intermédiaire d'un circuit de commande 62 à l'électrode de porte 22 du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10. Il est à noter qu'une variation des paramètres du circuit d'écrêtage 54 ou du différenciateur 56 40 modifie respectivement 1'amplitude et la largeur des impulsions 70 0212î 14 2028819 de comptage appliquées à l'électrode de porte 22 en faisant ainsi varier le compte et en produisant une commutation du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10. Bien que la tension de retour à l'état initial ap-5 pliquée à l'électrode de porte 22 pour décaler la caractéristique de transfert du transistor à effet de champ du t ype conducteur-isolateur-semiconducteur dans la zone d'enrichissement puisse être produite par le circuit de génération d'impulsions de la figure 9, de préférence la tension de retour à l'état initial 10 est engendrée par une génération d'ondes carrées présentant une amplitude et/ou une largeur réglables. En conséquence, une seule impulsion de retour à l'état initial appliquée à l'électrode de porte 22 peut ramener le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 à divers états de comptage 15 prédéterminés sans altération des impulsions de comptage appliquées à l'électrode de porte 22. Par exemple, l'état conducteur du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 peut être initialement établi lors de l'application de trois impulsions de comptage à l'électrode de porte 22 20 et, lors d'un retour à l'état initial amorcé par une période d'une durée bien plus longue, quatre impulsions de comptage peuvent être nécessaires avant qu'une commutation se produise dans le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur . 25 Lorsqu'il est souhaitable d'obtenir une précision élevée ou un comptage important, plusieurs transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur sont de préférence montés en cascade comme indiqué sur la figure 10 dans laquelle des références similaires ont été utilisées pour 30 désigner des éléments identiques dans chaque étage. Dans le compteur branché en cascade, des transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10a, 10b et 10c sont reliés en parallèle, le drain de chaque transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur étant relié à 35 la masse tandis que les sources sont reliées à une source de tension commune 26a par l'intermédiaire des résistances 28a, 28b et 28£. Les impulsions de comptage superposées à la tension de polarisation de manière à produire une onde 31 d'excitation des électrodes de porte de chaque transistor à effet de champ du 40 type conducteur-isolateur-semiconducteur 10a, 10b et 10c sont 70 02121 15 2028819 appliquées au conducteur 62 et transmises aux portes de chaque transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semi-conducteur par l'intermédiaire d'interrupteurs commandés de façon appropriée, par exemple des transistors à effet de champ 5 et à porte ou grille isolée classiques 64a, 64b et 64c, tandis qu'une tension de commande de +30 V par exemple est appliquée aux contacts 24a, 24b et 24c par l'intermédiaire d'un conducteur 65 de manière à réduire 1' amplitude de l'impulsion de comptage nécessaire pour décaler la caractéristique de transfert des 10 transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur. Des résistances 66b et 66c sont reliées en série aux transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée 64b et 64c de manière à limiter le passage du courant dans les transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée lors de l'amor-15 çage d'une opération de comptage. Pour faire en sorte qu'un étage du compteur ne soit pas déclenché par les impulsions de comptage entrantes avant la commutation de l'étage précédent du compteur, on utilise des transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée 68b et 63c pour shunter les électrodes de porte 20 ou grilles des transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10b et 10c au potentiel de masse dans le mode de conduction normale des transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée. Les électrodes de porte 69b et 69£ de chaque transistor à effet de champ et à porte ou grille isolée 25 de shuntage 68b et 68c sont reliées à la source du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur de l'étage précédent en vue de faire commuter les transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée dans une condition de blocage seulement lors de l'amorçage d'un état conducteur dans le 30 transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semi-conducteur de l'étage précédent, par exemple lorsque le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10a est commuté dans un état fortement conducteur, la tension au point 36a est réduite à zéro en supprimant ainsi la tension de 35 polarisation appliquée au transistor à effet de champ et à porte ou grille isolée 68b. Le transistor à effet de champ et à porte ou grille isolée 68b est alors commuté dans une condition de blocage permettant l'application d'impulsions de comptage à l'électrode de porte 22b du transistor à effet de champ du type 40 conducteur-isolateur-semiconducteur 10b par l'intermédiaire du 70 02121 16 2028819 conducteur 62. De préférence, des résistances 66b et 66c branchées en série avec les transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée 64b et 64c entre le conducteur 62 et les électrodes de porte des transistors à effet de champ du type conduc-5 teur-isolateur-semiconducteur 10b et 10£ associées ont une valeur ohmique extrêmement grande par rapport à la résistance des transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée 68b et 68£ rendus conducteurs, et une faible valeur ohmique par rapport à la résistance des transistors à effet de champ et à porte ou 10 grille isolée bloqués. En fonctionnement, les transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée de commande 64a, 64b, 64£, 68b et 68£ sont initialement conducteurs de sorte que des impulsions de comptage et une tension de polarisation formant une onde de com-15 mande 31 sont appliquées au conducteur 62 et qu'une tension continue de commande est appliquée aux contacts 24a, 24b et 24£ par l'intermédiaire du conducteur 65. Les impulsions de comptage de l'onde 31 sont initialement appliquées à l'électrode de porte 22a du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-20 semiconducteur 10a par l'intermédiaire du transistor à effet de champ et à porte ou grille isolée 64a conducteur, en même temps que la tension de commande en vue de décaler la caractéristique de transfert du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10a tandis que les transistors à effet 25 de champ et à porte ou grille isolée 68b et 68£ agissent de façon à maintenir les électrodes de porte des transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10b et 10£ au potentiel de masse. Du fait que la grandeur de l'impulsion de commande est insuffisante, par rapport à l'épaisseur de la couche 30 d'oxyde, pour décaler à elle seule la caractéristique de transfert des transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur1-semiconducteur 10b et 10£, seule la caractéristique de transfert du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10a est initialement décalée en direction de la 35 tension de polarisation de forme d'onde 31. Après application d'un nombre prédéterminé d'impulsions de comptage à l'électrode de porte du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10a, la tension de bande plate est décalée sur la tension de polarisation de forme d'onde 31 et le 40 transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semi- 70 02121 17 2028819 conducteur 10a est rendu conducteur. La tension du point 36a est ensuite réduite pratiquement à zéro en faisant commuter le transistor à effet de champ et à porte ou grille isolée 68b dans l'état de blocage et en permettant l'application des impulsions 5 de comptage à l'électrode de porte du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10b. La réduction de tension au point 36a^ est également transmise à l'électrode de porte du transistor à effet de champ et à porte ou grille isolée 64a pour bloquer la forme d'onde transmise par le 10 conducteur 62 à partir de l'électrode de porte du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10a. Les impulsions de comptage appliquées au conducteur 62 en combinaison avec la tension de commande polarisant le substrat provoquent un décalage de la caractéristique de transfert du tran-15 sistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10b tandis que le transistor à effet de champ et à porte ou grille isolée 68c continue à maintenir l'électrode de commande du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10£ au potentiel de masse en vue d'empêcher vin déca-20 lage de la caractéristique de transfert du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10£. Après application du nombre d'impulsions de comptage prédéterminé et nécessaire pour assurer vin décalage de la tension de bande plate du transistor à effet de chanç du type conducteur-isolateur-25 semiconducteur 10b sur la tension de polarisation de l'onde 31, le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10b est rendu conducteur et le potentiel au point 36b est effectivement réduit au potentiel de masse en ouvrant ainsi le transistor à effet cle champ et à porte ou grille isolée 30 64b en vue d'arrêter d'autres impulsions de comptage dirigées vers l'électrode de porte du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10b. La réduction du potentiel au point 36b est transmise à l'électrode de porte du transistor à effet de champ et à porte ou grille isolée 68£ de 35 manière à permettre l'application des impulsions de comptage au conducteur 62 et au transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10£ par l'intermédiaire de la résistance 66£ et du transistor â effet de champ et à porte ou grille isolée 64£ conducteur. Le décalage de la tension de bande 40 plate du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur- 70 02121 16 2028819 semiconducteur 10£ par les impulsions de comptage appliquées est poursuivi jusqu'à ce que la tension de bande plate devienne égale à la tension de polarisation de l'onde 31, à la suite de quoi le transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-5 semiconducteur 10£ revient à l'état conducteur stable et la tension de sortie au point 36£ est réduite à zéro. En conséquence, la tension au point 36£ représente le compte total accumulé par les transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10a, 10b et 10£. 10 Le caractère d'insensibilité au courant des compteurs suivant l'invention est représenté par le graphique de la figure 11 dans lequel on a représenté en fonction du temps la variation de la tension de bande plate (Up^) du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur 10 dans des 15 conditions de court-circuit. Comme le montre le graphique, la tension de bande plate d'un transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur court-circuité varie linéairement avec le logarithme du temps à la température ambiante, et elle diminue d'une valeur d'environ "£17,2 V jusqu'à une valeur 20 de 4-15,7 V, par exemple à une valeur inférieure à 9% au bout d'une durée de 100 heures et à une valeur inférieure à 20% au bout d'une durée de 1000 heures. La réduction linéaire de la tension de bande plate dans des conditions de court-circuit avec le logarithme du temps et le décalage linéaire de la tension de 25 bande plate avec le logarithme du signal de comptage appliqué indiquent que les processus de décalage de bande plate et de fuite de charge sont de natures similaires. La stabilité intrinsèque du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semi-conducteur peut encore être améliorée en augmentant l'épaisseur 30 de la couche d'oxyde 18 située entre la couche de nitrure et le substrat en silicium. Cependant, du fait que l'épaisseur de la couche d'oxyde 18 est inversement proportionnelle à l'instabilité de charge du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur pour une impulsion de tension de com-35 mande donnée, on forme des transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur à basse tension, relativement non-régénératifs et présentant une couche d'oxyde d'épaisseur minimale située entre une couche de nitrure 20 et un substrat en silicium 12. 40 Bien que l'invention ait été décrite en faisant 70 02121 19 2028819 intervenir une caractéristique d'appauvrissement tension/temps pour rendre le transistor .'à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur, conducteur, les compteurs des figures 5 et 7 peuvent également utiliser la caractéristique d'accumula-5 tion tension/temps de ce transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur pour assurer un comptage "par commutation du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur d'un état conducteur dans un état de blocage. Pour obtenir un comptage par accumulation, la largeur 10 de l'impulsion de comptage doit être une petite fraction de la période, par exemple moins de 10% de la période, pour éviter une surcharge du transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur. 70 02121 20 2028819 REVENDICATIONS 1. Compteur non-régénératif comprenant un transistor à effet de champ du type conducteur-isolateur-semiconducteur comportant une source, ton drain et une électrode de porte ou grille, caractérisé en ce qu'il présente.une répartition non- 5 uniforme des charges emmagasinées dans l'isolateur sous une grande tension de polarisation, en ce qu'il comprend des éléments de comptage pour appliquer plusieurs impulsions de comptage d'une configuration prédéterminée à l'électrode de porte dudit transistor, l'amplitude des impulsions dépassant la tension de seuil 10 nécessaire pour décaler la caractéristique de transfert du transistor et la largeur d'une seule desdites impulsions étant inférieures à la largeur totale nécessaire pour décaler la caractéristique de transfert depuis une tension de bande plate initiale jusqu'à une tension de polarisation pré-sélectionnée, des moyens 15 pour appliquer cette tension de polarisation pré-sélectionnée au transistor et des moyens pour détecter l'état conducteur du transistor. 2. Compteur non-régénératif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour appliquer à 20 l'électrode de porte une impulsion de retour à l'état initial d'une polarité opposée à celle des impulsions de comptage. 3. Compteur non-régénératif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la forme d'onde de l'impulsion de retour à l'état initial est réglée de manière à modifier le nombre des 25 impulsions de comptage nécessaire pour changer la conductivité du transistor. 4. Compteur non-régénératif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le semiconducteur est constitué de silicium et en ce qu'au moins une partie de l'isolateur comprend 30 une zone en nitrure de silicium. 5. Compteur non-régénératif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le transistor à effet de champ comprend une pastille de silicium dans laquelle sont formés par diffusion la source et le drain, une couche de bioxyde de silicium déposée 35 sur la pastille de silicium entre la source et le drain, une couche de nitrure de silicium placée sur la couche de bioxyde de silicium et une électrode de porte en métal placée sur la couche de nitrure de silicium. 70 02121 21 2028819 6. Compteur non-régénératif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il*comprend des moyens pour appliquer une tension à la pastille de silicium en vue de réduire l'amplitude des impulsions de comptage nécessaire pour décaler la 5 caractéristique de transfert du transistor. 7. Compteur non-régénératif comportant plusieurs transistors à effet de champ du type conducteur-isolateur-semi-conducteur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, caractérisé en ce que la source et le drain de chaque 10 transistor sont respectivement reliés à une source commune de potentiel, en ce qu'il est prévu des premiers moyens de commutation placés entre les éléments de comptage et les électrodes de porte des différents transistors de manière à empêcher les impulsions produites par les éléments de comptage d'arriver à 15 l'électrode de porte de chaque transistor, en fonction de l'état de conduction du transistor, et des seconds moyens de commutation reliant chaque transistor à un transistor adjacent de manière à transmettre des impulsions entre lesdits moyens de comptage et l'électrode de porte de chaque transistor seulement lors d'une 20 commutation à l'état conducteur du transistor ainsi relié. S. Compteur non-régénératif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les premiers et seconds moyens de commutation sont des transistors à effet de champ et à porte ou grille isolée.