Сегнетоелектричний енергонезалежний запам`ятовуючий пристрій

Сегнетоелектричний енергонезалежний запам'ятовуючий пристрій, що містить числові шини, розрядні шини, опірні шини, підсилювачі зчитування та запису і комірки пам'я ті, кожна з яких містить транзистор і cегнетоелектричний запам'ятовуючий елемент, який містить перший електрод, другий 3 35574 4 що були в стані "І", переводять в стан "0". При яких менше напруги переполяризації запам'ятовуцьому, заряд переполяризації 2Pr = +Pr - (-Рr) видіючих елементів. При цьому, по-перше, напругою литься через розрядні шини на входах чутливих імпульсів зчитування не здійснюються переполяпідсилювачів, і інформація буде зчитана. Однак, в ризація запам'ятовуючих елементів і руйнування результаті такту зчитування всі запам'ятовуючі інформації при зчитуванні. Таким чином, надійелементи вибраного числа будуть переведені в ність сегнетоелектричного енергонезалежного стан "0", і, таким чином, інформація буде зруйнозапам'ятовуючого пристрою з неруйнівним зчитувана і може бути втрачена в цей момент, наприванням підвищиться, тому що в любий момент клад, при відключенні джерела живлення або вичасу інформація в запам'ятовуючи х елементах никненні інших перешкод. Для збереження зберігається без руйнування, а також тому, що інформації здійснюють такт відновлення, тобто ті кількість циклів переполяризації і ефект стомлення запам'ятовуючі елементи, де до зчитування була сегнетоелектричної плівки буде зменшено. Позаписана інформація "І", переполяризовують знову друге, оскільки в сегнетоелектричному енергонев стан –Рr. Переполяризація запам'ятовуючих залежному запам'ятовуючому пристрої відсутнє елементів в кожному такті зчитування веде до збіруйнування інформації при зчитуванні, то нема льшення фактичного числа циклів перемикання потреби в її відновленні, тобто відсутній такт відкожного запам'ятовуючого елементу і виникнення, новлення інформації. Таким чином, швидкодія так званого, ефекту стомлення сегнетоелектричної сегнетоелектричного енергонезалежного запам'я плівки, що зменшує вірогідність визначення зчитатовуючого пристрою при зчитуванні підвищиться. ної інформації. Крім того, швидкодія сегнетоелектричного енергоНедоліками такого пристрою є низька надійнезалежного запам'ятовуючого пристрою при зчиність внаслідок руйнівного зчитування інформації, туванні підвищиться ще й тому, що наростання ефекту стомлення сегнетоелектричної плівки та вихідного сигналу на розрядних шинах внаслідок низька швидкодія внаслідок наявності такту відноопитування імпульсами зчитування відбувається влення інформації при зчитуванні. швидше ніж при переполяризації запам'ятовуючих В основу корисної моделі поставлена задача елементів, швидкість якої визначається відносно удосконалити відомий сегнетоелектричний енерповільною швидкістю руху міждоменних границь гонезалежний запам'ятовуючий пристрій шляхом сегнетоелектричної плівки. введення розрядних схем перетворення сигналів На Фіг.1 приведено приклад схеми сегнетозчитування, за рахунок чого здійснюється неруйніелектричного енергонезалежного запам'ятовуючовне зчитування двома імпульсами додатної та го пристрою. від'ємної полярності, амплітуда яких менше напруНа Фіг.2 приведені часові діаграми сигналів ги переполяризації запам'ятовуючи х елементів, при роботі сегнетоелектричного енергонезалежнощо забезпечує підвищення надійності та швидкодії го запам'ятовуючого пристрою. при зчитуванні інформації. На Фіг.3 приведена петля діелектричного гісПоставлена задача вирішується тим, що в сегтерезиса сегнетоелектричного запам'ятовуючого нетоелектричному енергонезалежному запам'ятоелемента, що пояснює принцип неруйнівного зчивуючому пристрої, що містить числові шини, розтування. рядні шини, опірні шини, підсилювачі зчитування Приклад конкретного виконання сегнетоелектта запису і комірки пам'яті, кожна з яких містить ричного енергонезалежного запам'ятовуючого транзистор і сегнетоелектричний запам'ятовуючий пристрою ілюструє приведена на фіг.1 схема, що елемент, який містить перший електрод, другий містить числові шини 1.1 ... 1.m , де m ³ 2, опірні електрод і сегнетоелектричну плівку між ними, шини 2.1 ... 2.m , розрядні шини 3.1 ... 3.n, де n ³ 2, причому числові шини підключені до транзисторів, підсилювачі зчитування 4.1 ... 4.n та запису 5.1 ... перші електроди запам'ятовуючих елементів через 5.n, контролер/дешифратор 6, масив mn комірок транзистори зв'язані з розрядними шинами, другі пам'яті 7, кожна з яких містить транзистор 8 та електроди запам'ятовуючих елементів об'єднані в сегнетоелектричний запам'ятовуючий елемент 9, опірні шини, і розрядні шини підключені до підсиякий містить перший електрод 10, другий електрод лювачів запису, новим є те, що він містить розряд11 та сегнетоелектричну плівку між ними, і розряні схеми перетворення сигналів зчитування, кожна дні схеми перетворення сигналів зчитування 12.1 з яких містить два конденсатори та чотири кому... 12.n, кожна з яких містить два конденсатори 13, туючих транзистора, причому кожна розрядна ши14, чотири комутуючи х транзистора 15, 16, 17, 18 на через перші два комутуючи х транзистора з'єдта три тактові входи 19, 20, 21. Причому, числові нана з відповідними конденсаторами, що шини 1.1...1.m підключені до контролезаземлені, які через другі два комутуючи х транзисра/дешифратора 6 і з'єднані з затворами транзистора підключені до входу підсилювача зчитування. торів 8, розрядні шини 3.1...3.n підключені до підВведення в сегнетоелектричний енергонезасилювачів запису 5.1...5.n, перші електроди 10 лежний запам'я товуючий пристрій розрядних схем сегнетоелектричних запам'ятовуючих елементів 9 перетворення сигналів зчитування, кожна з яких через транзистори 8 зв'язані з розрядними шинамістить два конденсатори та чотири комутуючих ми 3.1...3.n, другі електроди 11 об'єднані в опірні транзистора дозволяє зчитування інформації прошини 2.1...2.m і підключені до контролеводити не шляхом переполяризації сегнетоелектра/дешифратора 6, і кожна розрядна шина 3.1...3.n ричної плівки з руйнуванням інформації, а шляхом через перші два комутуючи х транзистора 15, 16 опитування сегнетоелектричних запам'ятовуючих з'єднана з відповідними конденсаторами 13, 14, елементів двома імпульсами додатної та від'ємної що заземлені, які через другі два комутуючи х траполярності, які подають на опірні шини, і амплітуда нзистора 17, 18 підключені до додатного входу 5 35574 6 підсилювачів зчитування.. 4.1...4.n, від'ємні входи В режимі зчитування інформації, відповідно до яких заземлено, тактовий вхід 19 комутуючого коду адресу та сигналів управління, що поступатранзистора 15, тактовий вхід 20 комутуючого трають на вхід пристрою, контролер/дешифратор 6 нзистора 16 та тактовий вхід 21 комутуючих транформує: сигнал вибору (період t3 – t6) на вибраній зисторів 17 та 18 розрядних схем перетворення числовій шині, наприклад, 1.1, додатний імпульс сигналів зчитування 12.1 ... 12.n підключені до коннапруги зчитування +UЗЧ (період t3 – t4) та від'ємтролера/дешифратора 6, виходи підсилювачів ний імпульс напруги зчитування - UЗЧ (період t4 – зчитування 4.1...4.n з'єднані з входами підсилюваt5) на вибраній опірній шині, наприклад, 2.1, нульочів запису 5.1... 5.n і утворюють шину вводувий потенціал на всіх невибраних числових і опірвиводу дани х. них шинах. Сигнал вибору поступає на затвори Сегнетоелектричний енергонезалежний запатранзисторів 8, які, при цьому, відкриваються. Імм'ятовуючий пристрій може бути виконано у випульси напруги зчитування +UЗЧ, -UЗЧ (період t3 – t4 гляді напівпровідникової МДН-структури з шаром – t5) з вибраної опірної шини поступають на сегнетонкої сегнетоелектричної плівки, наприклад, циртоелектричні запам'ятовуючі елементи 9 вибраноконату-титанату свинцю. Транзистори 8, 15...18 го числа. В той же час контролер/дешифратор 6 можуть бути виконані у вигляді МДН-транзисторів формує тактові імпульси U1 (період t3 - t4), U2 (пез ізольованим затвором. Область сегнетоелектриріод t4 – t5), U3 (період t5 – t6) відповідно на такточної плівки між першим і другим електродами вивих входах 19, 20, 21 комутуючи х транзисторів 15, користовується для запису, зберігання та зчиту16, 17 і 18, які при цьому відкриваються. Внаслідок вання інформації і може бути переполяризована в часткової поляризації сегнетоелектричної плівки стан +Рr або –Pr. запам'я товуючи х елементів під дією імпульсів зчиСегнетоелектричний енергонезалежний запатування між електродами 10 і 11 згідно з петлею м'ятовуючий пристрій працює наступним чином. діелектричного гістерезису (див. Фіг.3) виникають Розглянемо три режими роботи: запис, зберігання поляризаційні заряди q1 , q2 (для запам'ятовуючих та зчитування інформації (див. Фіг.1, Фіг.2 та елементів, що знаходяться в стані «І») або q3, q4 Фіг.3). (для запам'ятовуючи х елементів, що знаходяться В режимі запису інформації, відповідно до ков стані «0»), які через відкриті транзистори 9 переду адресу та сигналів управління, що поступають даються на розрядні шини 3.1...3.n і далі при додана вхід пристрою, контролер/дешифратор 6 фортному імпульсі зчитування через відкриті комутуюмує: сигнал вибору (період t0-t1) на вибраній чисчі транзистори 15 на конденсатори 13 та при ловій шині, наприклад, 1.1, напругу поляризації UП від'ємному імпульсі зчитування через відкриті ко(період t0 – t1) на вибраній опірній шині, наприклад, мутуючі транзистори 16 на конденсатори 14, заря2.1, нульовий потенціал на всіх невибраних числоджаючи їх до напруги зчитаного сигналу е i – qi/C, вих і опірних шинах. Сигнал вибору поступає на де С - сумарна ємність розрядної шини та кондензатвори транзисторів 8, які, при цьому, відкривасатора 13 або 14; i = 1, 2, 3, 4. Причому, q1, q3 і е1, ються. Напруга поляризації UП з вибраних опірних e3 - додатні, q2, q4 і е2, е 4 -від'ємні. Внаслідок нелішин поступає на другі електроди 11 запам'ятовуюнійності петлі діелектричного гістерезису модулі чих елементів 9. З іншого боку, відповідно до даутворених при зчитуванні поляризаційних зарядів них, що поступають на шину вводу-виводу даних і, відповідно, напруг зчитаного сигналу відрізняпідсилювачі запису 5.1... 5.n формують на розрядються між собою так, що них шинах 3.1...3.n напругу поляризації UП (період q1 > q2 , e1 > e2 , при зчитуванні «1»; (1) t0 – t 1), що відповідає, наприклад, "1", або нульовий потенціал, що відповідає, наприклад, "0". Наq3 > q4 , e3 > e4 , при зчитуванні «0». пруга поляризації UП з розрядної шини, наприклад, Таким чином, при зчитуванні «1» конденсато1.1 через відкритий транзистор 8 поступає на пери 13 зарядяться до напруги е 1, а конденсатори 14 рший електрод 10 запам'ятовуючого елемента 9. зарядяться до напруги е 2. При зчитуванні «0» конНульовий потенціал з іншої розрядної шини, наденсатори 13 зарядяться до напруги е 3, а конденприклад, 1.n через відкритий транзистор 8 постусатори 14 зарядяться до напруги е 4. Тобто, внапає на перший електрод 10 іншого запам'ятовуюслідок перетворення сигналів зчитування в період чого елемента 9. В результаті, вектор залишкової t3 – t5 напруги сигналів е1 або е3 та e2 або е4 запаполяризації сегнетоелектричної плівки між електм'ятовуються на конденсаторах 13 та 14. Далі перодами 10 і 11 під дією напруги поляризації UП з ретворення сигналів зчитування відбувається в боку опірних шин в період t0 – t 1 буде орієнтовано період t5 - t6 при відкритих комутуючи х транзистов стан +Рr, що відповідає "0", а під дією напруги рах 17, 18. При цьому на входи 22.1...22.n підсиполяризації UП з боку розрядних шин в період t0 – лювачів зчитування 4.1 ... 4.n з конденсаторів 13 t1 буде орієнтовано в стан –Рr, що відповідає "1". та 14 подається сума напруг е = е1 + е2 при зчитуВ режимі зберігання інформації (період t2 – t1) ванні «1» або е = e3 + е4 при зчитуванні «0». В реконтролер/дешифратор 6 і підсилювачі запису зультаті, враховуючи систему (1), сума напруг е на 5.1... 5.n формують на всіх числових та опірних входа х 22.1...22.n підсилювачів зчитування 4.1 ... шинах і, відповідно, всіх розрядних шинах нульо4.n при зчитуванні «1» буде завжди додатною, а вий потенціал. При цьому, встановлена в режимі при зчитуванні «0» - завжди від'ємною, що надійно запису інформації залишкова поляризація сегнерозпізнається підсилювачами зчитування як «1» тоелектричної плівки запам'ятовуючи х елементів або «0», і далі зчитана інформація з виходів підсибуде зберігатись завдяки внутрішній кристалічній лювачів зчитування 4.1 ... 4.n подається на шину структурі сегнетоелектрика, в тому числі, і при вивводу-виводу даних. мкненні джерела живлення. 7 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 35574 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601