Cтраница 4
Наиболее очевидной областью применения функциональных схем на основе S-диодов является создание вычислительных и запоминающих устройств среднего быстродействия. Благодаря возможности создания на основе S-диодов больших интегральных схем низкой стоимости и повышенной надежности открывается возможность разработки микроэлектронных дешевых и надежных устройств широкого применения. [46]
Величина Ri в каждом конкретном случае определяется геометрическими размерами базы, электрофизическими параметрами полупроводника и граничными условиями на контактах. Она вычисляется таким же методом, как и для S-диода. [47]
Карбид кремния - широкозонный полупроводник, поэтому он перспективен для создания S-диодов, которые могут успешно использоваться в широком температурном интервале, вплоть до температур существенно выше комнатных. Основные исследования проведены на а-модификации карбида кремния. Характерной особенностью этих диодов является слабая температурная зависимость отношения Uмакс / Умин. Природа отрицательного сопротивления связана с наличием глубоких примесных уровней, однако конкретный механизм в настоящее время еще не известен. [48]
В качестве переключателя может быть использован любой прибор с участком отрицательного сопротивления на вольт-амперной характеристике. С точки зрения применения разница между этими приборами несущественна, поэтому будем для краткости называть их S-диодами. [49]
При работе в схеме генератора релаксационных колебаний роль S-диода сводится к том /, что когда напряжение на конденсаторе падает до Уор, S-диод замыкает его, а когда напряжение на конденсаторе падает до Vo - размыкает. Так как tP C Т, а индуктивность S-диода эффективно проявляется лишь на участке отрицательного сопротивления, то при работе в схеме релаксационного генератора индуктивность S-диода практически не проявляется. Для использования индуктивности S-диода необходимо, чтобы большую часть периода колебаний рабочая точка находилась на участке отрицательного сопротивления. Простейшим способом осуществления этого является уменьшение величины емкости. При дальнейшем уменьшении емкости точка е смещается ближе к в. При некоторой величине емкости рабочая точка весь период находится на участке отрицательного сопротивления и индуктивность S-диода действует также в течение всего периода. В этом случае индуктивность S-диода, его отрицательное сопротивление и внешняя емкость образуют колебательный контур, колебания в котором могут быть гармоническими. Очевидно, с ростом емкости форма колебаний изменяется от гармонической к релаксационной. [50]
S-диоды, связанные по объему разрешающими связями и допускающие запрещающую связь, обладают логической полнотой, так же, как и нейристоры, поэтому на основе связанных по объему дискретных S-диодов возможно построение любых логических схем. Такие схемы, по сравнению с ней-ристорными, обладают рядом достоинств: занимают меньшие размеры, потребляют меньшую мощность, более гибки. Однако наиболее существенным достоинством является возможность реализации на одной пластине полупроводника достаточно сложного функционального узла, полностью изготавливаемого в едином технологическом цикле: со всеми резисторами и соединениями. [51]
Таким образом, анализируя форму фронта, можно проследить, как изменяется во времени результат взаимодействия заданной совокупности входных сигналов. Это открывает новые возможности решения задач со многими переменными. Применение светящихся S-диодов позволяет визуально наблюдать изменение решения во времени. [52]
Шнур тока может перемещаться от места своего образования под действием внешних воздействий, например магнитного поля. Скорость перемещения шнура возрастает примерно по линейному закону с ростом магнитного поля, поэтому можно ввести понятие подвижность шнура. В кремниевых S-диодах при комнатной температуре подвижность составляет около 60 м / Т - с, а в германиевых - порядка 4 - Ю3 м / Т - с при Г77 К. [53]
Для перевода схемы из одного состояния п другое, например, из / в 3, необходимо подать импульс напряжения AUивкл - U. Для работы S-диода в режиме переключения необходимо, чтобы выполнялось условие Rir, а Е было таким, чтобы нагрузочная линия пересекала ВАХ диода в трех точках. Таким образом, S-диоды могут успешно выполнять функции переключателей. Для применения в ЭВМ можно изготовлять матрицы из таких диодов, что позволит значительно уменьшить вес и габариты ЭВМ. Однако для этого еще требуется работа в направлении уменьшения времени переключения S-диодов. [54]
S-диод может применяться в качестве индуктивного элемента, величина индуктивности которого зависит от тока. На участке ОС S-диод имеет индуктивный характер реактивности. Для образования эквивалента колебательного контура к диоду достаточно подключить внешнюю емкость. [55]
При работе в схеме генератора релаксационных колебаний роль S-диода сводится к том /, что когда напряжение на конденсаторе падает до Уор, S-диод замыкает его, а когда напряжение на конденсаторе падает до Vo - размыкает. Так как tP C Т, а индуктивность S-диода эффективно проявляется лишь на участке отрицательного сопротивления, то при работе в схеме релаксационного генератора индуктивность S-диода практически не проявляется. Для использования индуктивности S-диода необходимо, чтобы большую часть периода колебаний рабочая точка находилась на участке отрицательного сопротивления. Простейшим способом осуществления этого является уменьшение величины емкости. При дальнейшем уменьшении емкости точка е смещается ближе к в. При некоторой величине емкости рабочая точка весь период находится на участке отрицательного сопротивления и индуктивность S-диода действует также в течение всего периода. В этом случае индуктивность S-диода, его отрицательное сопротивление и внешняя емкость образуют колебательный контур, колебания в котором могут быть гармоническими. Очевидно, с ростом емкости форма колебаний изменяется от гармонической к релаксационной. [56]
Наиболее очевидной областью применения функциональных схем на основе S-диодов является создание вычислительных и запоминающих устройств среднего быстродействия. Благодаря возможности создания на основе S-диодов больших интегральных схем низкой стоимости и повышенной надежности открывается возможность разработки микроэлектронных дешевых и надежных устройств широкого применения. [57]
Приборов с S-образными ВАХ в настоящее время уже известно много. В настоящей статье рассмотрены только диодные структуры, состоящие из слоя высоко-омного полупроводника или полуизолятора, р - - перехода, включенного в пропускном направлении, и неактивного контакта. Такие структуры с отрицательным сопротивлением в прямой ветви были названы S-диодами. [58]
Оптоэлектронный транзистор может быть смоделирован схемой из светодиода и фотоприемника. Такая опто-электронная пара ( светодиод и фотоприемник), конструктивно изготовляемая в одном корпусе, называется оптроном. В качестве иточника света может быть использован светодиод или полупроводниковый лазер, а в качестве фотоприемника фотосопротивление, фотодиод, фо-готранзистор, S-диод, однопереходный транзистор, фототиристор ( гл. На рис. 3.23 приведен пример схемы оптрона, состоящего из светодиода и фототранзистора. Определенным преимуществом оптрона перед оптоэлектронный транзистором является возможность компоновки любого фотоприемника с любым излучающим диодом. Недостатком являются большие габаритные размеры оптрона, что существенно при создании микроэлектронных схем. [59]
При подаче на вход положительного импульса, как только напряжение на первом S-диоде превысит значение напряжения включения, он включится и р - контакт начнет инжектировать в базу дырки. Эти дырки диффундируют в базе ко второму S-диоду. Рабочая точка при этом оказывается на участке отрицательного сопротивления. S-диод включается и напряжение на нем падает. S-диод находится во включенном состоянии до тех пор, пока подключенный к нему конденсатор не разрядится. [60]