DE1524774B1

DE1524774B1 - Elektronisches speicherelement

Info

Publication number: DE1524774B1
Application number: DE19671524774
Authority: DE
Inventors: Robert Athanisus Henle; Wilbur David Pricer
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1966-01-28
Filing date: 1967-01-27
Publication date: 1971-03-25
Also published as: US3449728A; GB1167611A; FR1508677A

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Speicher- des zweiten Transistors anzuschließen. Eine zweite element, das aus einem ersten und einem zweiten Möglichkeit ist aber gegenüber der ersten insofern Transistor mit gemeinsamem Emitterwiderstand und vorteilhaft, als eine Steuerleitung eingespart werden einer direkten Kopplung zwischen dem Kollektor des kann, indem nämlich der Kollektor des zweiten Tranersten, der anderseits an einem Belastungswiderstand 5 sistors an einer festen Betriebsspannung liegt, während liegt, und der Basis des zweiten Transistors besteht, die Bit-Leitung gleichzeitig als Abfühlleitung Verdas zwischen zwei stabilen Zuständen, bei denen je- Wendung findet.

weils der eine Transistor leitend und der andere nicht Um die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Speileitend ist, umschaltbar ist und bei dem eine erste cherelementes zu verbessern, werden in vorteilhafter Betriebsspannungs- und Signalquelle an den Arbeits- io Weise die beiden über ihre Emitter miteinander verwiderstand und eine zweite Betriebsspannungs- und bundenen Transistoren über einen dritten Transistor als Signalquelle an die Basis der ersten Transistors ange- Konstant-Stromquelle gespeist, indem dessen Kollekschlossen ist. tor mit den beiden Emittern und dessen Basis mit der

Es ist bekannt, daß einerseits Magnetkerne zum Auf- Rückstelleitung verbunden ist.

bau von Speichervorrichtungen verwendet werden, 15 Ein so gestaltetes erfindungsgemäßes Speicherandererseits aber auch Transistoren in entsprechenden element läßt sich nun auch als vorteilhaftes Speicher-Schaltungsanordnungen angewendet werden, um Spei- element zum Aufbau eines Schieberegisters verwenden, cherfunktionen durchführen zu können. Während nun Bei einem solcherart aufgebauten Schieberegister wird Magnetkernspeicher neben einem hohen preislichen jeweils dem Belastungswiderstand über einen Abgriff Aufwand keine hohen Umschaltgeschwindigkeiten zu- ao eine Signalspannung zugeführt, wobei jeweils der lassen, besteht die Hauptschwierigkeit bei Anwendung Kollektor des zweiten Transistors jeweils mit dem Bevon Transistorschaltungen für Speichervorrichtungen lastungswiderstandsabgriff des unmittelbar nachfolgenhoher Kapazität darin, daß einmal Schaltungsaufbau den Speicherelements verbunden ist, die Basis des ersten und Herstellung relativ aufwenidg sind und zum ande- Transistors aller ungeraden Schieberegisterstufen jeren, daß Transistoren außerdem relativ teuer sind. 25 weils an eine erste Einstelleitung, die Basis des dritten Das eingangs erwähnte elektronische Speicherele- Transistors aller ungeraden Schieberegisterstufen jement, dessen Transistoren demnach emitterseitig mit- weils an eine erste Rückstelleitung, die Basis des ersten einander verbunden und über einen gemeinsamen Transistors aller geraden Schieberegisterstufen jeweils Emitterwiderstand an eine emitterseitige Signalquelle an eine zweite Einstelleitung und die Basis des dritten angeschlossen sind, läßt sich nun unter Vermeidung 30 Transistors aller geraden Schieberegisterstufen jeobengenannter Nachteile für eine Speicheranordnung weils an eine zweite Rückstelleitung angeschlossen ist. relativ großer Kapazität verwenden. Nachteilig hierbei Da auch zum Aufbau eines solchen Schieberegisters

ist es aber noch, daß zum Betrieb solcher Speicherzellen keine Impedanzen, d. h. Induktivitäten oder Kapazibipolare Impulse erforderlich sind. Da nun im allge- täten Verwendung finden, ist dessen Aufbau in Monomeinen bei Datenverarbeitungsanlagen im Normal- 35 lith-Technik gewährleistet. Insbesondere auch deshalb, fall monopolare Impulse zur Verfügung stehen, ist es weil eine direkte Kopplung zwischen den einzelnen durchaus erstrebenswert, über elektronische Speicher- Speicherelementen besteht.

elemente zu verfügen, die ohne weiteres unter Ver- Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschrei-

wendüng herkömmlicher Mittel betrieben werden bung an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe können. 4° der aufgeführten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Fi g. 1 die Schaltung eines rückgekoppelten Strom-

Speicherelement zur Anwendung in Speicheranordnun- Übernahmeschalters,

gen großer Kapazität bereitzustellen, das sich in mono- Fig. 2 eine graphische Darstellung der Strom-

lithischer Bauweise herstellen läßt und das zu seinem Spannungs-Charakteristik der Schaltung nach F i g. 1, Betrieb lediglich monopolare Impulse benötigt. Weiter- 45 F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemähin soll die Betriebsgeschwindigkeit gegenüber bis- ßen Schaltungsanordnung als Speicherelement einer herigen bekannten Anordnungen wesentlich erhöht und Matrixanordnung,

außerdem ein zerstörungsfreies Auslesen gewährleistet F i g. 4 die Schaltung eines Ausführungsbeispiels

sein. gemäß der Erfindung,

Für eine Anordnung oben beschriebener Art wird 50 Fig. 5 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Einsatz in einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, mehrstufigen Speicheranordnung die beiden mitein- F i g. 6 die Schaltung eines Schieberegisters, unter

ander verbundenen Emitter jeweils mit einer Rückstell- Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanleitung gekoppelt sind und die Abfühlleitung entweder Ordnung als Speicherelement, am Kollektor des zweiten Transistors liegt oder gemäß 55 Fi g. 7 Impulsdarstellungen zur Erläuterung der einer anderen Möglichkeit zusätzlich an der Basis des Wirkungsweise des Schieberegisters nach F i g. 6. ersten Transistors liegt. Durch diese Maßnahmen wird Zur Erläuterung vorliegender Erfindung soll nun zuerreicht, daß monopolare Steuerimpulse angewendet nächst die Wirkungsweise eines sogenannten Stromwerden können. Übernahmeschalters beschrieben werden. Hierbei ist In vorteilhafter Anwendung des Speicherelements in 60 ein erster Transistor 10 und ein zweiter Transistor 12, einer Matrixanordnung ist die als erste Betriebsspan- die beide vom gleichen Leitungstyp sind, vorgesehen, nungs- und Signalquelle dienende Wortleitüng jeweils Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind N-P-N-am Belastungswiderstand und die als zweite Betriebs- Transistoren verwendet. Die Basis 16 des Transistors 10 spannungs- und Potentialquelle dienende Bit-Leitung ist direkt mit dem Kollektor 24 des Transistors 12 über jeweils an der Basis des ersten Transistors angeschlos- 65 die Verbindungsleitung 26 verbunden. Normalerweise sen. Es bestehen nun zwei Möglichkeiten zur Anord- wäre dann der Kollektor 24 über einen geeigneten Benung der Abfühlleitung. Die erste Möglichkeit be- lastungswiderstand an eine Vorspannungs- und Signalsteht darin, die Abfühlleitung einfach an den Kollektor quelle angeschlossen; jedoch sind hier zum Zwecke der

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Vereinfachung der Schaltungsanalyse die Kollektoren Der Verbindungspunkt A und damit der Kollektor

24 und 18 in offenen Stromkreisen dargestellt. Die des Transistors 12 und die Basis des Transistors 10

Emitter 14 und 20 der Transistoren 10 und 12 sind liegt an der Wortleitung 52. Der Punkt D und damit der

direkt miteinander verbunden und liegen über einem Emitterwiderstand 30 liegt an der Rückstelleitung 54.

gemeinsamen Emitterwiderstand R an einer negativen 5 Der Punkt B und damit die Basis des Transistors 12

Potentialquelle — E₀. liegt an der Bit-Leitung 50, während der Punkt C und

Die in F i g. 2 gezeigte Strom-Spannungs-Charakte- damit der Kollektor des Transistors 10 an der Abf ühlristik Jin/Ein in bezug auf den Kollektor 24 des Tran- leitung 62 liegt. Es sei noch darauf hingewiesen, daß die sistors 12 ist dabei je für einen besonderen Wert der Betriebsspannungs- und Signalquellen 40, 42 und 44 Eingangsspannung Vt_n angegeben, die an die Basis 22 ι ο mit der Bit-Leitung 50, der Wortleitung 52 bzw. mit der des Transistors 12 angelegt wird. Daraus läßt sich ent- Rückstelleitung 54 verbunden sind. Die Abfühlleitung nehmen, daß, wenn der Kollektor 24 des Transistors 12 62 hingegen liegt an einem Abfühlverstärker 60. Die das gleiche Potential besitzt wie die Basis 22 des Tran- Betriebsspannungs- und Signalquellen 42 und 44 sind in sistors 12 (Fi_n), dann der Strom durch den Emitter- gleicher Weise mit anderen Speicherelementen entwiderstandi? sich jeweils mit entsprechendem Wert 15 sprechender Bit-Stellen verbunden, so z.B. im Ausauf beide Transistoren 10 und 12 aufteilt. Wird nun da- führungsbeispiel nach F i g. 3 mit dem Speicherelement für Sorge getragen, daß das Potential am Kollektor 24 100. In gleicher Weise sind andere Betriebsspannungsdes Transistors 12 einen um 0,2 Volt höheren positiven und Signalquellen 64 und 66 über die Wortleitung 68 Wert besitzt als die Eingangsspannung Vi_n, dann bzw. die Rückstelleitung 70 mit den Speicherelementen übernimmt der Transistor 10 scheinbar den gesamten 20 200 und 300 der beispielsweise angegebenen Matrixan-Strornfmß durch den Emitterwiderstand R, und der am Ordnung verbunden, die dann die jeweiligen Bits in Kollektoranschluß des .Transistors 12 auftretende einem anderen Wort darstellen. Über die Bit-Lsitung Strom entspricht dem Basisstrom des Transistors 10. 50 ist die Betriebsspannungs- und Signalquelle 40 mit Ist hingegen der Potentialwert am Kollektor 24 des dem Punkt i? des Speicherelements 200 verbunden. Der Transistors 12 um 0,2 Volt kleiner als die Eingangs- 25 Abfühlverstärker 60 ist außerdem an den Punkt C des spannung Vi_n, dann übernimmt der Transistor 12 den Speicherelements 200 über die Abf ühlleitung 62 angegesamten Stromfluß durch den Emitterwiderstand R, schlossen.

so daß der am Kollektoranschluß des Transistors 12 In gleicher Weise sind die Betriebsspannungs- und

auftretende Strom hierdurch gebildet wird. Wird das Signalquelle 72 und der Abfühlverstärker 74 über die

Potential am Kollektor 24 des Transistors 12 noch 30 Leitungen 76 und 78 mit den Speicherelementen 100

weiter ins Negative gegenüber der Eingangsspannung und 300 verbunden.

Vin geschoben, also um mehr als 0,2 Volt, dann bleibt Zur Erläuterung der Arbeitsweise des Speichereleder Stromwert am Kollektoranschluß des Transistors 12 ments 1 sei zunächst angenommen, daß das Potential konstant, bis die Kollektorsättigung des Transistors 12 auf der Rückstelleitung 54 abgesenkt wird. Ist dies in erreicht ist. Dies tritt ein, wenn Ei_n um ungefähr 0,6 35 ausreichendem Maße der Fall, dann wird ein Strom-Volt negativer ist als die Eingangsspannung Vi₇₁. An fluß durch die Transistoren 10 und 12 unterbunden, diesem Punkt beginnt der Eingangsstrom abzufallen, Wird nun hingegen das Potential auf der Rückstellwie es in der graphischen Darstellung nach Fi g. 2 ge- leitung 54 in den Ausgangszustand gebracht, so daß zeigtist, da dann der Leitungszustand des Transistors 10 dann wiederum ein Strom an die Transistorkombinaeinsetzt. Wird hingegen diese Spannung gegenüber der 40 tion angelegt wird, dann übernimmt der Transistor 10 Eingangsspannung Vm um mehr als 0,2 Volt erhöht, allein den gesamten Strom. Ein solcher Stromzustand dann wächst der Strom/i» in dem Maße an, wie der wird hier als Speicherzustand 0 bezeichnet. Der Basisstrom des Transistors 10 ansteigt. Der Basis- Speicherzustand 1 ist dann gegeben, wenn der Transistrom des Transistors 10 steigt nämlich, weil die er- stör 12 leitend ist. Um eine binäre 1 in ein Speicherhöhte Vorspannung einen entsprechend erhöhten Span- 45 element einschreiben zu können, wird ein negativer nungsabfall über dem Emitterwiderstand i? zur Folge Impuls von der Betriebsspannungs- und Signalquelle 42 hat. Die Anstiegsflanke des Stromes U_n läßt sich noch über die Wortleitung 52 zugeführt, während gleichversteilern, indem man den Transistor 10 in die Sätti- zeitig ein positiver Impuls von der Betriebsspannungsgung gelangen läßt. und Signalquelle 40 über die Bit-Leitung 50 an die

In der Matrixanordnung nach F i g. 3 ist nun ein 50 Basis des Transistors 12 gelangt, so daß damit das erstes Ausführungsbeispiel des Speicherelements ge- Potential an der Basis des Transistors 12 gegenüber maß der Erfindung als Speicherelement 1 in einer dem an der Basis des Transistors 10 positiver ist und Matrixanordnung dargestellt, bei der die anderen eine Stromübernahme durch den Transistor 12 erfolgt. Speicherelemente 100, 200 und 300 jeweils den gleichen Die Stromkreisparameter sind so gewählt, daß das Schaltungsaufbau besitzen. Wie in der Schaltung nach 55 Auftreten eines Impulses allein entweder auf der Bit-Fig. 1, sind auch hier die Transistoren mit den Be- Leitung50 oder auf der Wort-Leitung52 nicht auszugszeichen 10 und 12 versehen. Zusätzlich ist hier aber reicht, um die oben beschriebene Wirkung herbeizuan den Kollektor des Transistors 12 der Belastungs- führen. Typische Werte hierfür sind in F i g. 3 in der widerstand 28 angeschlossen. Der gemeinsame Emitter- Umgebung des Speicherelements 1 angegeben,
widerstand ist mit dem Bezugszeichen 30 versehen. Der 60 Bei Anwendung von Speichersystemen ist es nun Kollektor des Transistors 10 ist mit dem Verbindungs- unter Umständen wünschenswert, daß zerstörungsfrei punktC, der Belastungswiderstand 28 ist mit seinem ausgelesen werden kann, d. h. den Speicherzustand anderen Ende mit dem Punkt A, die Basis des Transi- eines Speicherelements festellen zu können, ohne daß stors 12 ist mit dem Punkt B und das andere Ende des der Speicherzustand hierdurch beeinflußt wird. Zergemeinsamen Emitterwiderstandes 30 ist mit dem 65 störungsfreies Auslesen des Speicherelements 1, wie PunktD verbunden. Das gleiche gilt analog für die selbstverständlich auch der anderen Speicherelemente anderen Speicherelemente der Matrixanordnung in in der Matrixanordnung, ist nun gemäß der Erfindung analoger Weise. dadurch gewährleistet, daß der Wort-Leitung 52 je-

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weils negative Impulse zugeführt werden. Wird nun ein ebensogut auch direkt mit der Wort-Leitung verbun-

solcher Impuls negativer Polarität von der Vorspan- den sein, so daß die Anzahl der benötigten Leitungen

nungs- und Signalquelle 42 über die Wort-Leitung 52 zum Betrieb des Speicherelements auf einem absoluten

zugeführt, wenn der Transistor 10 leitend ist, dann er- Minimum gehalten wird.

hält die Basis des Transistors 10 negatives Potential, so S- Das weitere Ausführungsbeispiel des erfindungsge-

daß der Emitterstrom wie auch der Kollektorstrom des mäßen Speicherelements, wie es in F i g. 5 gezeigt ist,

Transistors 10 abklingt und damit eine entsprechende stimmt im wesentlichen mit dem Speicherelement 1

Stromänderung mit Hilfe des Abfühlverstärkers 60 in F ig. 3 überein. Demgegenüber läßt sich jedoch eine

festgestellt werden kann. Der AbfühlverstärkeröOistja wirksamere Betriebsweise erzielen, wenn der Emitter-

für die Abfühlleitung 62 über den Verbindungspunkt C io strom einer Konstant-Stromquelle entnommen wird,

mit dem Kollektor des Transistors 10 verbunden. Ist In der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 liegt zu

jedoch während des Zeitintervalls des Impulses auf der diesem Zweck die gemeinsame Emitterverbindung der

Wort-Leitung der Transistor 12 leitend, dann kann Transistoren 10 und 12 am Kollektor eines zusätzlichen

keine Änderung des Kollektorstromes des Transistors Transistors 101, dessen Basis mit der Rückstelleitung

10 eintreten, so daß kein Signal auf der Abfühlleitung 15 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 110 liegt

62 auftritt. über einen Widerstand 112 an einer negativen Poten-

Ein zerstörungsfreies Auslesen läßt sich auch er- tialquelle. Wie oben im Zusammenhang mit dem

zielen, wenn das Potential auf der Rückstelleitung54 Speicherelement 1 in Fig. 3 beschrieben, sind auch

entsprechenden Änderungen unterworfen wird. Auf hier die Bit- und Abfühl-Leitungen mit der Basis des

diese Weise ergibt sich, daß der Emitter- und Kollek- 20 Transistors 12 bzw. mit dem Kollektor des Transistors

torstrom des Transistors 10 nur dann geändert wird, 10 verbunden. Die Wortleitung ist hier ebenfalls über

wenn der Transistor 10 während des Zeitintervalls zur einen Belastungswiderstand 28 mit dem Kollektor des

zerstörungsfreien Ausleseoperation leitend ist. Transistors 12 und damit mit der Basis des Transistors

Es dürfte aber auch ohne weiteres klar sein, daß die 10 verbunden.

Speicherelemente in der Matrixanordnung nach Fi g. 3 25 Diese Schaltungsanordnung ergibt verschiedene Vorebensogut unter Zerstörung der gespeicherten Infor- teile. Die Konstant-Stromausgangscharakteristiken des mation bei der eben beschriebenen Rückstellung der zusätzlichen Transistors 110 gewährleisten eine bessere jeweiligen Speicherelemente ausgelesen werden können, Steuerung der Arbeitspunkte der Transistoren 10 und wenn ein Impuls ausreichender Amplitude an die Rück- 12, so daß sich eine größere Freiheit in bezug auf die stelleitung angelegt wird. So ergibt eine Potentialände- 30 Betriebsparameter ergibt. Außerdem ist die Rückstellrung, die groß genug ist, um das betreffende Speicher- leitung geringer belastet als bei den oben beschriebenen element zurückzustellen und unter der Voraussetzung, Schaltungsanordnungen, so daß die entsprechenden daß der Transistor 12 ursprünglich leitend ist, eine ent- Steuerkreise eine entsprechend geringere Ausgangssprechende Stromänderung auf der Abfühlleitung, leistung zu besitzen brauchen. So ergibt es sich, daß z. B-. auf der Abfühlleitung 62, wenn das Speicher- 35 entweder eine geringere Leistung für den gleichen element 1 in Betracht gezogen worden ist. Minimalstrom benötigt wird oder eine größere Rück-

Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gemäß der Stellgeschwindigkeit bei der gleichen Maximalleistung

Erfindung stellt die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 erzielt werden kann.

dar, in der im Gegensatz zum Speicherelement 1 in Ein zerstörungsfreies Auslesen wird bei der Schal-Fi g. 3 lediglich drei Steuerleitungen zum Betreiben des 40 tungsanordnung nach Fig. 5 dadurch erreicht, daß Speicherelements vorgesehen sind, nämlich eine Wort- der Rückstelleitung entweder ein Impuls geringer Leitung, eine Rückstelleirung und eine Bit-Abfühl-Lei- negativer oder ein Impuls mit geringer positiver Polaritung, so daß zwei der oben beschriebenen Funktionen tat zugeführt wird, um eine entsprechende Änderung kombiniert sind. Bei der Schaltungsanordnung nach des Ausgangsstroms des zusätzlichen Transistors 110 F i g. 4 ist die Schreiboperation genau die gleiche, wie 45 herbeizuführen. Diese Änderung wird über die Abvorher beschrieben. Da jedoch hier die Aufgaben der fühlleitung festgestellt, die ja mit dem Kollektor des Bit- und Abfühlleitung zusammengelegt sind, befindet Transistors 10 verbunden ist, und zwar nur, wenn der sich der Transistor 12 in seinem leitenden Zustand nor- Transistor 10 in seinem leitenden Zustand ist.
malerweise außerhalb der Sättigung. Wird nun ein Ein Rückstellen des Speicherelements nach F i g. 5 Impuls negativer Polarität an die Wort-Leitung ange- 5° ergibt sich, wenn die Rückstelleitung ein Potential erlegt, so daß der Transistor 12 in die Sättigung gelangt hält, das nahe dem gezeigten negativen Betriebspoten- und damit eine entsprechende Änderung im Basis- tial liegt. Hierdurch wird der Kollektorstrom des strom des Transistors 12 eintritt, die dann von einem Transistors 10 nahezu auf null reduziert. Ein Wiederan-Signal auf der Bit-Abfühl-Leitung begleitet ist. Diese legen des ursprünglichen Potentials und damit ver-Wirkung läßt sich auch herbeiführen, wenn der Rück- 55 bunden ein Wiederanziehen des Stromes veranlaßt stelleitung ein entsprechender Impuls zugeführt wird, dann den Transistor 10, wieder in den leitenden Zuso daß das Anwachsen des Emitter- bzw. Kollektor- stand zurückzukehren, nämlich den Speicherzustand 0 stromes den bereits leitenden Transistor 12 in die Sät- einzunehmen, womit die Rückstelloperation beendet tigung treibt, wobei sich dann wiederum eine Änderung ist.

des Basisstromes des Transistors 12 ergibt. Ist jedoch ⁶° Das in F i g. 6 gezeigte Schieberegister besteht aus

während des Zeitintervalls des Auftretens eines Rück- mehreren Schieberegisterstufen 600, 700, 800 und 900,

Stellimpulses der Transistor 10 leitend, dann wird hier- die jeweils erfindungsgemäß aufgebaut sind und je-

durch der Basisstrom des Transistors 12 nicht beein- weils aus den Abteilungen α und b bestehen. Die An-

flußt, so daß auch kein Signal auf der Bit-Abfühl-Lei- Ordnung ist dabei so getroffen, daß jede Schiebe-

tung auftreten kann. 65 registerstufe aus je zwei erfindungsgemäß aufgebauten

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 ist zwar Speicherelementen besteht. Die Schaltung jedes Spei-

der Kollektor des Transistors 10 an eine feste Betriebs- cherelements entspricht dabei der nach F i g. 5, wobei

Spannungsquelle BIAS angeschlossen, er könnte aber jeweils der dritte Transistor als Konstant-Stromquelle

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dient. So entsprechen z.B. im Speicherelement 600a 656a, jeweils den Signaleingang zur Betriebsspannungs-

die Transistoren 610α und 612« den Transistoren 10 Zuführungsleitung 650 a überbrücken,

und 12 und der Transistor 602 a dem Transistor 110 in Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schiebe-

F i g. 5. _; registers nach F i g. 6 soll gleichzeitig auch auf die

Obgleich das Schieberegister gemäß F i g. 6 als typi- 5 Impulsdiagramme nach Fig. 7 verwiesen werden,

sches Ausführungsbeispiel jeweils ein nach F i g. 5 auf- Hieraus geht die erforderliche Impulsreihenfolge für

gebautes Speicherelement besitzt, sei an dieser Stelle den Betrieb hervor. Wie bereits oben erwähnt, wird

betont, daß ebensogut auch die anderen Äusführungs- über den Signaleingang des Schieberegisters ein Impuls

beispiele des erfindungsgemäßen Speicherelements, die nur dem ersten Speicherelement, nämlich 600 a des

ebenfalls oben beschrieben worden sind, hierin auch io Schieberegisters zugeführt. Der Rückstellimpuls A

Verwendung finden können. Weiterhin sei bemerkt, daß stellt alle Speicherelemente der α-Abteilung in der

alle Speicherelemente in Fig. 6 den gleichen Schal- Weise zurück, daß die entsprechenden Transistoren

tungsauf bau besitzen. 610 a, 710 a, 810 a und 910 a leitend werden, so daß sich

Die oberste Leitung 650 a stellt eine feste Betriebs- der Speicherzustand 0 für jedes dieser Speicherelespannungs-Zuführungsleitung für die Speicherelemente 15 mente ergibt. Der Einstellimpuls A hat bei seinem Aufder Abteilung α des Schieberegisters dar. Die Betriebs- treten die Wirkung, daß jedes Speicherelement der spannungs-Zuführungsleitung 650 a liegt an einer posi- Abteilung α jeweils in den Speicherzustand gelangt, tiven Potentialquelle, deren Wert beispielsweise mit den das jeweils vorhergehende Speicherelement der +1,3 Volt angegeben ist. Die Betriebsspannungs-Zu- Abteilung b unmittelbar vorher eingenommen hat. führungsleitung650a liegt jeweils an einem Ende der 20 Der Rückstellimpuls B stellt alle Speicherelemente der Widerstände 652 a, 752 a, 852 a und 952 a. Das jeweilige Abteilung b zurück, so daß die entsprechenden Tranandere Ende der obengenannten Widerstände liegt sistoren 610 έ; 710έ; 810έ und 910έ leitend werden dann jeweils über einen weiteren Widerstand, wie z. B. und so die entsprechenden Speicherelemente in den 654 a, am Kollektor des Transistors 612 a, 712 a, 812 a Speicherzustand 0 gelangen. Beim Anlegen eines Einbzw. 912a. Der Verbindungspunkt der beiden Wider- 25 Stellimpulses B nimmt jedes Speicherelement b den stände liegt dabei jeweils an einem Signaleingang, wo- Speicherzustand ein, den vorher das unmittelbar vorbei der Verbindungspunkt des Speicherelements 600 a hergehende Speicherelement der Abteilung a eingemit dem Signaleingang des Schieberegisters verbunden nommen hat.

ist, während die übrigen Signaleingänge jeweils mit der Der Einfachheit halber soll nun zunächst die Wirvorhergehenden Schieberegisterstufe in weiter unten 30 kungsweise des Speicherelements 600a betrachtet wernoch zu beschreibender Weise verbunden sind. den, wobei daran erinnert werden soll, daß nach

Die Klemmeneinstell-y4 und Rückstell-4 sind mit Rückstellen dieses Speicherelements der Transistor

der Leitung 660a bzw. 670a verbunden. An die Lei- 610a einen leitenden Zustand besitzt. Weiterhin sei

rung 660 a ist jeweils die Basis der Transistoren 612 a, bemerkt, daß der Transistor 620 a lediglich als Kon-

712 a, 812 a und 912 a angeschlossen, während an die 35 stant-Stromquelle für die Transistoren 610 a und 612 a

Leitung 670 a jeweils die Basen der Konstant-Strom- dient. Wird jetzt nun ein Impuls negativer Polarität,

quellentransistoren 620a, 720a, 820a und 920a ange- wie in der Impulsdarstellung nach F i g. 7 gezeigt, an

schlossen sind. den Signaleingang des Schieberegisters und damit an

Eine weitere Betriebsspannungs-Zuleitung 680 a zur das Speicherelement 600 a angelegt, dann wird das

Zuführung einer Spannung von ungefähr—2 Volt ist 40 Basispotential des Transistors 610a so herabgesetzt,

jeweils mit dem Emitter der Transistoren 620 a, 720 a, daß beim Anlegen eines Impulses positiver Polarität an

820 a, 920 a über die jeweiligen Emitterwiderstände die Basis der Transistor 612 a wieder in den leitenden

682 a, 782 a, 882 a und 982 a verbunden. Zustand gebracht wird. Ein solcher positiver Impuls

Das gleiche gilt für die Abteilung b, bei der die wird durch den Einstellimpuls A dargestellt. Ist jedoch

gleichen Bezugszeichen nur mit dem Zusatz b ver- 45 der Transistor 610 a des Speicherelements 600 a im

wendet werden. leitenden Zustand, dann wird ein in negativer Richtung

Wie bereits erwähnt, ist der Signaleingang des absinkendes Potential an den Kollektor des Tran-Schieberegisters nur mit dem Speicherelement 600 a sistors 612 b im Speicherelement 600 b angelegt, so daß verbunden, während die anderen entsprechenden dann der Transistor 612 b in den leitenden Zustand Speicherelemente der verbleibenden Schieberegister- 50 übergeht, wenn gleichzeitig ein Einstellimpuls B angestufen über ihre jeweiligen Signaleingärrge kaskaden- legt wird.

artig verbunden sind. So ist der Ausgang des Speicher- Wird nun angenommen, daß der Impuls negativer elements 600α am Kollektor des Transistors 610a mit Polarität an den Signalemgang des Schieberegisters dem Signaleingang des Speicherelements 600 έ, d. h. und damit zum Speicherelement 600 a zum Zeitpunkt Z₁ über den Belastungswiderstand 654έ mit dem Kollek- 55 angelegt wird und gleichzeitig ein in positiver Richtung tor des Transistors 612έ verbunden. In gleicher Weise gehender Impuls über die Einstelleitung A zugeführt ist der Ausgang des Speicherelements 600έ am Kollek- wird, dann wird der Transistor 612a leitend und damit tor des Transistors 610 έ mit dem entsprechenden der Speicherzustand 1 eingenommen. Dieser Speicher-Signaleingang des Speicherelements 700 a verbunden, zustand 1 wird in folgender Weise auf das Element d.h. über den entsprechenden Belastungswiderstand 60 700a übertragen: Da unter diesen Voraussetzungen mit dem Kollektor des Transistors 712 a. In dieser der Transistor 610 a zu diesem Zeitpunkt nichtleitend Weise sind alle anderen Speicherelemente des ist, bleibt der Transistor 610 έ im leitenden Zustand, Schieberegisters untereinander verbunden, wobei der also im Speicherzustand 0, wenn ein Einstellimpuls B Ausgang des Schieberegisters am Kollektor des zum Zeitpunkt t_s dem Speicherelement 600 έ zugeführt Transistors 910 έ, wie durch den Pfeil angedeutet, 65 wird. Der zum Zeitpunkt 4 angelegte Rückstellimliegt. puls A stellt nun alle Speicherelemente der Abteilung a \ß An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß asym- in den Nullzustand zurück/Das hat bedingungsgemäß metrische Entkopplungselemente, wie z. B. die Diode zur Folge, daß die Transistoren 610a, 710a, 810a und

910 α leitend sind. Nach Anlegen dieses Rückstellimpulses veranlaßt der Strom vom Transistor 6106 des Speicherelements 6006, daß die Basis des Transistors 710 a des Speicherelements 700 α ein solches Potential einnimmt, daß das Anlegen eines Einstellimpulses A zur Folge hat, daß das Speicherelement 700 α in den Speicherzustand 1 gelangt, bei dem ja der Transistor 712 a leitend ist. Damit wird aber die erforderliche Operation beendet, bei der ein Speicherzustand 1 vom Speicherelement 600α auf das Speicherelement 700α ίο übertragen werden soll. Es ist offensichtlich, daß gleichzeitig mit dem Übertragsvorgang vom Speicherelement 6006 auf das Speicherelement 700 α ein neues Bit in das Speicherelement 600 a eingegeben werden kann, das dann seinerseits wiederum auf das Speicherelement 700 α übertragen wird.

Die obenerwähnte Rückstelloperation, nämlich Rückstell-^. oder -B wird jeweils durchgeführt durch Anlegen eines ins Negative gehenden Potentials zum Zeitpunkt t₀ bzw. t₂ an die Basis des Konstant-Stromquellentransistors, wie z. B. Transistor 620 a, so daß der Strom auf die Emitter der jeweils zugeordneten Speichertransistoren auf 0 zurückgeführt wird, wie es z. B. für die Transistoren 610 a und 612 a im Speicherelement 600a der Fall wäre.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß ein Transistor-Speicherelement beschrieben worden ist, das in mannigfacher Art abgewandelt werden kann und das darüber hinaus in Kombination mit in gleicher Weise aufgebauten Speicherelementen in Matrixanordnungen verwendet werden kann. Weiterhin ist ein Transistor-Schieberegister beschrieben, das die Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Speicherelements ausnutzt, um ein direkt gekoppeltes, zweirangiges Register bereitzustellen, das in Monolith-Technik hergestellt werden kann, ohne daß Impedanzen irgendwelcher Art benötigt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Speicherelement, das aus einem ersten und einem zweiten Transistor mit gemeinsamem Emitterwiderstand und einer direkten Kopplung zwischen dem Kollektor des ersten, der anderseits an einem Belastungswiderstand liegt, und der Basis des zweiten Transistors besteht, das zwischen zwei stabilen Zuständen, bei denen jeweils der eine Transistor leitend und der andere nichtleitend ist, umschaltbar ist und bei dem eine erste Betriebsspannungs- und Signalquelle an den Arbeitswiderstand und eine zweite Betriebsspannungs- und Signalquelle an die Basis des ersten Transistors angeschlossen ist, dadurch g e k e η η zeichnet, daß zum Einsatz in einer mehrstufigen Speicheranordnung die beiden miteinander verbundenen Emitter mit einer Rückstelleitung gekoppelt sind und die Abf ühlleitung am Kollektor des zweiten Transistors (10) liegt.

2. Elektronisches Speicherelement, das aus einem ersten und einem zweiten Transistor mit gemeinsamem Emitterwiderstand und einer direkten Kopplung zwischen dem Kollektor des ersten, der anderseits an einem Belastungswiderstand liegt, und der Basis des zweiten Transistors besteht, das zwischen zwei stabilen Zuständen, bei denen jeweils der eine Transistor leitend und der andere nichtleitend ist, umschaltbar ist und bei dem eine erste Betriebsspannungs- und Signalquelle an den Arbeitswiderstand und eine zweite Betriebsspannungsund Signalquelle an die Basis des ersten Transistors angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einsatz in einer mehrstufigen Speicheranordnung die beiden miteinander verbundenen Emitter mit einer Rückstelleitung gekoppelt sind und die Abf ühlleitung zusätzlich an der Basis des ersten Transistors (12) liegt.

3. Elektronisches Speicherelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung in einer Matrixanordnung die als erste Betriebsspannungs- und Signalquelle dienende Wortleitung jeweils am Belastungswiderstand (28) und die als zweite Betriebsspannungs- und Potentialquelle dienende Bit-Leitung jeweils an der Basis des ersten Transistors (12) angeschlossen ist.

4. Elektronisches Speicherelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Transistoren (10, 12) über einen dritten Transistor (110) als Konstant-Stromquelle gespeist werden, dessen Basis mit der Rückstelleitung verbunden ist.

5. Elektronisches Speicherelement nach An-. Spruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung in einem Schieberegister jeweils dem Belastungswiderstand (652 α, 654 α) über einen Abgriff eine Signalspannung zugeführt wird, der Kollektor des zweiten Transistors (610a) jeweils mit dem Belastungswiderstandsabgriff des unmittelbar nachfolgenden Speicherelements verbunden ist, die Basis des ersten Transistors (612a) aller ungeraden Schieberegisterstufen jeweils an eine erste Einstelleitung (660a), die Basis des dritten Transistors (620 a) aller ungeraden Schieberegisterstufen jeweils an eine erste Rückstelleitung (670 a), die Basis des ersten Transistors (6126) aller geraden Schieberegisterstufen jeweils an eine zweite Einstelleitung (6606) und die Basis des dritten Transistors (620 ό) aller geraden Schieberegisterstufen jeweils an eine zweite Rückstelleitung (6706) angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen