Brevet FR2062938A1 — publié le 19710702

' 70 34032 1 2062938 La présente invention concerne généralement un dispositif à mémoire utilisant une diode génératrice d'impulsions ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre et les systèmes, ensembles, appareils, circuits , 5 équipements et installations pourvus de tels dispositifs. Le dispositif à mémoire décrit ci-après emploi une nouvelle diode génératrice d1 impulsions ou analogue du type divulgué dans la demande de brevet américain en instance, du même inventeur, intitulée "Générateur d'1 impulsions à semiconducteur", déposée le 10 21 janvier 1970 sous le numéro 4574- C'est un but de cette invention de créer un dispositif . à mémoire perfectionné. Un autre but est de créer un dispositif à mémoire perfectionné emplyant une diode génératrice d'impulsions et une diode 15 de déclenchement ou formant porte ou analogue. Un autre but est dè créer un dispositif à mémoire à • . grande vitesse comportant un circuit relativement simple. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques , détails et avantages de celle-ci apparaîtront à la 20 lecture de. la description explicative qui va suivre en se reportant arc dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'une diode génératrice d'impulsions employée dans les dispositifs 25 oscillateurs actuels ; - Dss figures 2 et 3 sont des représentations graphiques expliquant le principe du mécanisme ou phénomène d'oscillation réalisable avec la diode génératrice d'impulsions de la figure 1 ; - la figure 4 est un schéma de circuit d'un dispositif 30 à mémoire conforme à cette invention ; et - la figure 5 est une vue .schématique illustrant le principe du dispositif à mémoire selon la figure 4. Avant de décrire plus spécifiquement l'idée fondamentale de cette invention , il est utile de discuter le principe du 55 mécanisme ou phénomène d'oscillation de la diode génératrice d1 impulsions. En se référant à la figure 1, le générateur d'impulsions 70 34032 2 2062938 10, tel qu'applicable dans cette invention, présente une configuration de diode et comprend une p astille ou plaquette 11 en une matière semiconductrice . La matière de la pastille ou plaquette 11 peut être de l'arséniure de gallium, la plaquette 11 est 5 par exemple du type N et comporte une couche fortement résistante 12 constituée au voisinage de l'une des deux grandes surfaces de celle-ci. La diffusion ou la croissance des cristaux peut être utilisée pour introduire , par dopage , une impureté abaissant localement la conductivité de la plaquette 11 pour former ainsi 10 la couche fortement résistante 12 du type 0 . La diode possède ainsi une structure'D - ÎT et une caractéristique semblable du "type existe également dans le cas d'une structure symétrique du type D-U L'impureté peut comprendre par exemple du fer, du nickel, du cuivre, du chrome, du cobalt ou du manganèse. 15 Sur les deux grandes surfaces de la plaquette 11 sont déposées des électrodes, conductrices 13 et 14 en contact ohmique avec ces surfaces et qui peuvent comprendre de l'alliage d1étain, un mélange eutectique d'or, .et de germanium et analogue. Des connexions avec ces électrodes 13 et 14 sont constituées 20 par des fils métalliques conducteurs respectivement 15 et 16 qui sont connectés aux bornes d'une source d'énergie 17 à tension de courant électrique continu variable, montés en série avec une résistance de charge 18. En se reportant, maintenant à la figure 2, quand une tension 25 V, telle qu'appliquée à la plaquette 11, est augmentée, l'intensité i du courant la traversant augmente légèrement. Quand la tension électrique Y excède la valeur de seuil Y^, une multiplication par avalanche de porteurs de charge a lieu dans la couche fortement résistante en forçant le point de fonctionnement à se déplacer de 30 A vers 0 en passant par B et par B'. On peut supposer que le point C correspond aux conditions dans lesquelles la couche fortement résistante 12 est court-circuitée. le point de fonctionnement se déplace ensuite vers le point D et revient ou retourne au point B'. Il est à noter que ce cycle se répète le long du lieu géoméMque 35 B' CD si la tension électrique de polarisation Y est supérieure à Y^ar conséquent, la valeur peut être appelée tension de démarrage ou de début dfoscillation tandis que la valeur Y^ est une 70 34Ô32 3 2062938 tension de terminaison d'oscillation. Gomme on le comprendra d'après le lieu géométrique B'CD, cette diode peut assurer la commutation entre un état à grande intensité de courant et un état à faible intensité de courant 5 en raison de l'effet dë multiplication par avalanche et de l'effet de piège dans les centres profonds d'impuretés . la figure 3 est une représentation graphique de la tension V, apparaissant aux bornes de la diode 10, en fonction du temps t, quand la valeur de la tension de polarisation Yb varie sinusoï-10 dalement pendant une demi—période ou alternance. Comme cela, ast représenté, la tension V augmente avec une tension de polarisation croissante Yb. Au temps ^, quand Vb atteint V.j , la diode 10 commence à osciller , de sorte que la tension V varie périodiquement ou cycliquement entre Y^ et comme cela est décrit en 15 corrélation avec la figure 2. Cependant, comme cela est indiqué par la ligne 19 en traits • . interrompus de la figure 3, même si la tension de polarisation Yb est diminuée en dessous de Y|, la diode 10 ne cesse pas d'osciller. Pour que la diode 10 cesse d'osciller, il est nécessaire 20 d'abaisser la tension de polarisation Yb en dessous de Y^- Il doit être entendu, à cgfcropos, qu'un phénomène d'hystérésis peut être observé dans cette diode génératrice d'impulsions 10. la diode peut être caractérisée comme suit. 1) La limite supérieure de la fréquence de répétition est déterminée par la 25 propriété- de la diode elle-même et la limite inférieure est réduite en augmentant la constante de temps RC du circuit extérieur. 2) On a fait varier la fréquence de répétition des impulsions par un courant électrique continu de polarisation de l'ordre de dix. 3) One grande tension de sortie pouvan-tyêitteindre 50 volts 30 (pour une résistance de charge de 50 ohms) est obtenue avec une largeur ou durée d'impulsion de quelques nanosecondes. La figure 4 est un schéma d'un circuit de base utilisé dans le dispositif à mémoire conforme à cette invention. Le circuit est représenté comme comprenant une boucle oscillante 20, telle 35 que par exemple entourée par un rectangle erj/fcraits interrompus^ comportant la diode génératrice d'impulsions 10 , une résistance de protection 21, une source de puissance 22 et une impédance de 70 34032 4 2062938 charge 23 connectées les unes aux autres en série, la source d'énergie est du type à courant électrique continu variable appliquant une tension de polarisation Vb^ à la diode 10. Une borne (non numérotée) de la diode 10 est connectée par l'intermé-5 diaire d'un condensateur 24 à l'une des bornes de sortie 25 auxquelles un signal d'entrée est appliqué pour être mis en mémoire ou emmagasiné. Le circuit comprend en outre une diode de déclenchement ou de porte 26 par l'intermédiaire de laquelle la liaison entre la diode génératrice d'impulsions 10 et 10 l'impédance de charge 23 est connectée à travers un condensateur 27 à une borne d'extraction ou de lecture 28. L'autre borne d'extraction ou de lecture 29 est connectée à travers une autre impédance de charge 30 à la boucle oscillante 20. La borne 29 agit également comme borne de sortie conjointement avec encore 15 une autre borne 31» ces deux bornes de sortie 27 et 29 étant connectées à l'impédance de charge 28 citée en second lieu. Au cours du fonctionnement du circuit représenté sur la figure 4, la source de tension de courant électrique continu 21 est supposée être réglée de façon que y2x Vb1 70 34032 5 2062938 train d'impulsions aux bornes de sortie 29 et 31 comme cela est indiqué sur la figure 5 (d). A l'instant t^, une impulsion négative est appliquée aux bornes d'entrée 25, laquelle arrête l'oscillation pulsatoire le long de la boucle 20. L'état subséquent, 5 consistant à n'avoir aucune impulsion emmagasinée ou mise en mémoire, continue jusqu'à ce qu'une autre impulsion d'entrée positive soit appliquée aux bornes d'entrée 25. Par conséquent,à un instant t^, il n'apparaît aucune impulsion de sortie aux bornes 29 et 31 même lors de 11application d'une autre impulsion 10 de lecture ou d'extraction , comme cela est mis en évidence par une forme d'impulsion ; extraits interrompus sur la figure 5 (d). On se rendra compte ici- qu'un dispositif à mémoire très rapidë peut être obtenu conformément à cette invention sans l'emploi d'un circuit complexe existant. 15 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a" été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des'équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit 20 de l'invention. 70 34032 6 2062938 REVENDICATIONS 1. Dispositif à mémoire, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit comprenant .en combinaison une diode de déclenchement ou de porte , une boucle oscillante comportant une diode génératrice 5 d'impulsions, ladite boucle oscillante étant destinée à produire un train d'impulsions à mettre en mémoire ou à emmagasiner et à cesser d'osciller respectivement en réponse à l'application à celle-ci d'une impulsion de déclenchement positive unique et d'une impulsion de déclenchement négativeinique quand ladite 10 diode génératrice d'impulsions est polarisée à une tension électrique comprise entre les tensions respectivement de début et de fin d'oscillation de celle-ci , de sorte que , quand, une impulsion de lecture ou d'extraction est appliquée à ladite boucle par l'intermédiaire de ladite diode de porte ou de déclenchement 15 pendant l'oscillation de ladite boucle, au moins l'une des impulsions emmagasinées est obtenue. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle précitée comporte la diode génératrice d'impulsions précitée, une résistance de protection, une source de puissance 20 à courant électrique continu et une première impédance de charge connectées en série les unes aux autres , tandis que le circuit précité comprend un moyen d'entrée conrEcié àladite- diode .génératrice d'impulsions à travers un condensateur, une seconde impédance de charge connectée à ladite première impédance dCharge, la diode 25 de déclenchement précitée formant porte connectée à ladite diode génératrice d'impulsions et ladite prenière impédance de charge , un moyen de lecture ou d'extraction connecté à ladite première impédance déchargé à travers ladite diode de déclenchement formant porte, un condensateur et ladite seconde impédance de charge, 30 et un moyen de sortie connecté auxdites première et seconde impédances de charge.