DE1524774C - Elektronisches Speicherelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein 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 nicht leitend ist, umschaltbar ist und bei dem eine erste Betriebsspannungs- und Signalquelle an den Arbeitswiderstand und eine zweite Betriebsspannungs- und Signalquelle an die Basis der ersten Transistors angeschlossen ist.

Es ist bekannt, daß einerseits Magnetkerne zum Aufbau von Speichervorrichtungen verwendet werden, andererseits aber auch Transistoren in entsprechenden Schaltungsanordnungen angewendet werden, um Speicherfunktionen durchführen zu können. Während nun Magnetkernspeicher neben einem hohen preislichen Aufwand keine hohen Umschaltgeschwindigkeiten zulassen, besteht die Hauptschwierigkeit bei Anwendung von Transistorschaltungen für Speichervorrichtungen hoher Kapazität darin, daß einmal Schaltungsaufbau und Herstellung relativ aufwenidg sind und zum anderen, daß Transistoren außerdem relativ teuer sind.

Das eingangs erwähnte elektronische Speicherelement, dessen Transistoren demnach emitterseitig miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Emitterwiderstand an eine emitterseitige Signalquelle angeschlossen sind, läßt sich nun unter Vermeidung obengenannter Nachteile für eine Speicheranordnung relativ großer Kapazität verwenden. Nachteilig hierbei ist es aber noch, daß zum Betrieb solcher Speicherzellen bipolare Impulse erforderlich sind. Da nun im allgemeinen bei Datenverarbeitungsanlagen im Normalfall monopolare Impulse zur Verfügung stehen, ist es durchaus erstrebenswert, über elektronische Speicherelemente zu verfügen, die ohne weiteres unter Verwendung herkömmlicher Mittel betrieben werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Speicherelement zur Anwendung in Speicheranordnungen großer Kapazität bereitzustellen, das sich in monolithischer Bauweise herstellen läßt und das zu seinem Betrieb lediglich monopolare Impulse benötigt. Weiterhin soll die Betriebsgeschwindigkeit gegenüber bisherigen bekannten Anordnungen wesentlich erhöht und außerdem ein zerstörungsfreies Auslesen gewährleistet sein.

Für eine Anordnung oben beschriebener Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Einsatz in einer mehrstufigen Speicheranordnung die beiden miteinander verbundenen Emitter jeweils mit einer Rückstellleitung gekoppelt sind und die Abfühlleitung entweder am Kollektor des zweiten Transistors liegt oder gemäß einer anderen Möglichkeit zusätzlich an der Basis des ersten Transistors liegt. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß monopolare Steuerimpulse angewendet werden können.

In vorteilhafter Anwendung des Speicherelements in einer Matrixanordnung ist die als erste Betriebsspannungs- und Signalquelle dienende Wortleitung jeweils am Belastungswiderstand und die als zweite Betriebsspannungs- und Potentialquelle dienende Bit-Leitung jeweils an der Basis des ersten Transistors angeschlossen. Es bestehen nun zwei Möglichkeiten zur Anordnung der Abfühlleitung. Die erste Möglichkeit besteht darin, die Abfühlleitung einfach an den Kollektor des zweiten Transistors anzuschließen. Eine zweite Möglichkeit ist aber gegenüber der ersten insofern vorteilhaft, als eine Steuerleitung eingespart werden kann, indem nämlich der Kollektor des zweiten Transistors an einer festen Betriebsspannung liegt, während die Bit-Leitung gleichzeitig als Abfühlleitung Verwendung findet.

Um die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Speicherelementes zu verbessern, werden in vorteilhafter ίο Weise die beiden über ihre Emitter miteinander verbundenen Transistoren über einen dritten Transistor als Konstant-Stromquelle gespeist, indem dessen Kollektor mit den beiden Emittern und dessen Basis mit der Rückstelleitung verbunden ist.

Ein so gestaltetes erfindungsgemäßes Speicherelement läßt sich nun auch als vorteilhaftes Speicherelement zum Aufbau eines Schieberegisters verwenden. Bei einem solcherart aufgebauten Schieberegister wird jeweils dem Belastungswiderstand über einen Abgriff eine Signalspannung zugeführt, wobei jeweils der Kollektor des zweiten Transistors jeweils mit dem Belastungswiderstandsabgriff des unmittelbar nachfolgenden Speicherelements verbunden ist, die Basis des ersten Transistors aller ungeraden Schieberegisterstufen jeweils an eine erste Einstelleitung, die Basis des dritten Transistors aller ungeraden Schieberegisterstufen jeweils an eine erste Rückstelleitung, die Basis des ersten Transistors aller geraden Schieberegisterstufen jeweils an eine zweite Einstelleitung und die Basis des dritten Transistors aller geraden Schieberegisterstufen jeweils an eine zweite Rückstelleitung angeschlossen ist. Da auch zum Aufbau eines solchen Schieberegisters keine Impedanzen, d. h. Induktivitäten oder Kapazitäten Verwendung finden, ist dessen Aufbau in Monolith-Technik gewährleistet. Insbesondere auch deshalb, weil eine direkte Kopplung zwischen den einzelnen Speicherelementen besteht.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der aufgeführten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Schaltung eines rückgekoppelten Stromübernahmeschalters,

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Strom-Spannungs-Charakteristik der Schaltung nach F i g. 1, F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als Speicherelement einer Matrixanordnung,

F i g. 4 die Schaltung eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung,

F i g. 5 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung,

F i g. 6 die Schaltung eines Schieberegisters, unter Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als Speicherelement,

F i g. 7 Impulsdarstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schieberegisters nach F i g. 6.

Zur Erläuterung vorliegender Erfindung soll nun zunächst die Wirkungsweise eines sogenannten Stromübernahmeschalters beschrieben werden. Hierbei ist ein erster Transistor 10 und ein zweiter Transistor 12, die beide vom gleichen Leitungstyp sind, vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind N-P-N-Transistoren verwendet. Die Basis 16 des Transistors 10 ist direkt mit dem Kollektor 24 des Transistors 12 über die Verbindungsleitung 26 verbunden. Normalerweise wäre dann der Kollektor 24 über einen geeigneten Belastungswiderstand an eine Vorspannungs- und Signalqueile angeschlossen; jedoch sind hier zum Zwecke der

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Vereinfachung der Schaltungsanalyse die Kollektoren Der Verbindungspunkt 1 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 ander Wortlcitung 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 Abfiihlristik Jini Ei,, in bezug auf den Kollektor 24 des Tran- leitung 62 liegt. Es sei noch darauf hingewiesen. daM die sistors 12 ist dabei je für einen besonderen Wert der Betriebsspannungs- und Signalquellen 40, 42 und 44 Eingangsspannung V\_n angegeben, die an die Basis 22 10 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 Abfiihlleitiing 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 (Vm), dann der Strom durch den Emitter- gleicher Weise mit anderen Speicherelementen entwiderstand R 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 V_1n, dann bzw. die Rückstelleitung 70 mit den Speicherelementen übernimmt der Transistor 10 scheinbar den gesamten 20 200 und 300 der beispielsweise angegebenen Matrixan-Stromfluß 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-Leitung 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 B 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 Vu₁, dann übernimmt der Transistor 12 den Speicherelements 200 über die Abfühlleitung 62 ange-,. gesamten Stromfluß durch den Emitterwiderstand R, schlossen. f 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 Et_n um ungefähr 0,6 35 ausreichendem Maße der Fall, dann wird ein Strom-Volt negativer ist als die Eingangsspannung K,„. 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 F i g. 2 ge- leitung 54 in den Ausgangszustand gebracht, so daß zeigt ist, da dann der Leitungszustand desTransistors 10 dann wiederum ein Strom an die Transistorkombinaeinsetzt. Wird hingegen diese Spannung gegenüber der 40 tion angelegt wird, dann übernimmt der Transistor 10 Eingangsspannung V_in um mehr als 0,2 Volt erhöht, allein den gesamten Strom. Ein solcher Stromzustand dann wächst der Strom U_n 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 I in ein Speicherhöhte Vorspannung einen entsprechend erhöhten Span- 45 element einschreiben zu können, wird ein negativer nungsabfall über dem Emitterwiderstand R zur Folge Impuls von der Betriebsspannungs- und Signalquelle 42 hat. Die Anstiegsflanke des Stromes I_in 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-F ig. 1, sind auch hier die Transistoren mit den Be- Leitung 50 oder auf der Wort-Leitung 52 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 punkt C, 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 Punkt D 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-

weils negative Impulse zugeführt werden. Wird nun ein solcher Impuls negativer Polarität von der Vorspanniings- und Signalquelle 42 über die Wort-Leitung 52 zugeführt, wenn der Transistor 10 leitend ist, dann erhält die Basis des Transistors 10 negatives Potential, so daIi der limitterstroniwie auch der Kollektorstrom des Transistors 10 abklingt und damit eine entsprechende Stromänderung mit Hilfe des Abfühlverstärkers 60 festgestellt werden kann. Der AbfühlvcrstärkeröO ist ja für die Abfühlleitung 62 über den Verbindungspunkte mit dem Kollektor des Transistors 10 verbunden. 1st jedoch während des Zeitintervalle des Impulses auf der Wort-Leitung der Transistor 12 leitend, dann kann keine Änderung des Kollektorstromes des Transistors 10 eintreten, so daß kein Signal auf der Abfühlleitung 62 auftritt.

Hin zerstörungsfreies Auslesen läßt sich auch erzielen, wenn das Potential auf der Rückstelleitung 54 entsprechenden Änderungen unterworfen wird. Auf diese Weise ergibt sich, daß der limitier- und Koilektorstrom des Transistors 10 nur dann geändert wird, wenn der Transistor 10 während des Zeitihtervalls zur zerstörungsfreien Ausleseoperaüon leitend ist.

Ls dürfte aber auch ohne weiteres klar sein, daß die Speicherelemente in der Matrixanordnung nach F i g. 3 ebensogut unter Zerstörung der gespeicherten Information bei der eben beschriebenen Rückstellung der jeweiligen Speicherelemente ausgelesen werden können, wenn ein Impuls ausreichender Amplitude an die Rückstelleitung angelegt wird. So ergibt eine Potentialänderung, die groß genug ist, um das betreffende Speicherelement zurückzustellen und unter der Voraussetzung, daß der Transistor 12 ursprünglich leitend ist, eine entsprechende Stromänderung auf der Abfühlleitung, z.B. auf der "Abfühlleitung 62, wenn das Speicherelement 1 in Betracht gezogen worden ist.

Hin abgewandeltes Ausführungsbcispiel gemäß der Erfindung stellt die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 dar, in der im Gegensatz zum Speicherelement 1 in F i g. 3 lediglich drei Steuerleitungcnzum Betreiben des Speicherelemenls vorgesehen sind, nämlich eine Wort-Leitung, eine Rückstelleitung und eine Bit-Abfühl-Leitung, so daß zwei der oben beschriebenen Funktionen kombiniert sind. Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 4 ist die Schreiboperation genau die gleiche, wie vorher beschrieben. Da jedoch hier die Aufgaben der Bit- und Abfühlleitung zusammengelegt sind, befindet sich der Transistor 12 in seinem leitenden Zustand normalerweise außerhalb der Sättigung. Wird nun ein Impuls negativer Polarität an die Wort-Leitung angelegt, so daß der Transistor 12 in die Sättigung gelangt und damit eine entsprechende Änderung im Basisstrom des Transistors 12 eintritt, die dann von einem Signal auf der Bit-Abfühl-Leitung begleitet ist. Diese Wirkung läßt sich auch herbeiführen, wenn der Rückstelleitung ein entsprechender Impuls zugeführt wird, so daß das Anwachsen des Emitter- bzw. Kollektor-Stromes den bereits leitenden Transistor 12 in die Sättigung treibt, wobei sich dann wiederum eine Änderung des Basisstromes des Transistors 12 ergibt. Ist jedoch während des Zeitintervalls des Auftretens eines Rückstellimpulses der Transistor 10 leitend, dann wird hierdurch der Basisstrom des Transistors 12 nicht beeinflußt, so daß auch kein Signal auf der Bit-Abfühl-Leitung auftreten kann.

In der Schaltungsanordnung nach F i g. 4 ist zwar der Kollektor des Transistors 10 an eine feste Betriebsspannungsquelle BIAS angeschlossen, er könnte aber ebensogut auch direkt mit der Wort-Leitung verbunden sein, so daß die Anzahl der benötigten Leitungen zum Betrieb des Speicherelements auf einem absoluten Minimum gehalten wird.

Das weitere Allsführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Speicherelements, wie es in F i g. 5 gezeigt ist, stimmt im wesentlichen mit dem Speicherelement 1 in F i g. 3 überein. Demgegenüber läßt sich jedoch eine wirksamere Betriebsweise erzielen, wenn der Emitterstrom einer Konstant-Stromquelle entnommen wird. In der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 liegt zu diesem Zweck die gemeinsame Emitterverbindung der Transistoren 10 und 12 am Kollektor eines zusätzlichen Transistors 101, dessen Basis mit der Rückstelleitung verbunden ist. Der Emitter des Transistors 110 liegt über einen Widerstand 112 an einer negativen Potentialquclle. Wie oben im Zusammenhang mit dem Speicherelement 1 in F i g. 3 beschrieben, sind auch hier die Bit- und Abfühl-Leitungen mit der Basis des Transistors 12 bzw. mit dem Kollektor des Transistors 10 verbunden. Die Wortleitung ist hier ebenfalls über einen Belastungswiderstand 28 mit dem Kollektor des Transistors 12 und damit mit der Basis des Transistors 10 verbunden.

Diese Schaltungsanordnung ergibt verschiedene Vorteile. Die Konstant-Stromausgangscharakteristiken des zusätzlichen Transistors 110 gewährleisten eine bessere Steuerung der Arbeitspunkte der Transistoren 10 und 12, so daß sich eine größere Freiheit in bezug auf die Betriebsparameter ergibt. Außerdem ist die Rückstell-. leitung geringer belastet als bei den oben beschriebenen Schaltungsanordnungen, so daß die entsprechenden Steuerkreise eine entsprechend geringere Ausgangsleistung zu besitzen brauchen. So ergibt es sich, daß entweder eine geringere Leistung für den gleichen Minimalstrom benötigt wird oder eine größere Rückstellgeschwindigkeit bei der gleichen Maximalleistung' erzielt werden kann.

Ein zerstörungsfreies Auslesen wird bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 dadurch erreicht, daß der Rückstelleitung entweder ein Impuls geringer negativer oder ein Impuls mit geringer positiver Polarität zugeführt wird, um eine entsprechende Änderung des Ausgangsstroms des zusätzlichen Transistors 110

herbeizuführen. Diese Änderung wird über die Abfühlleitung festgestellt, die ja mit dem Kollektor des Transistors 10 verbunden ist, und zwar nur, wenn der Transistor 10 in seinem leitenden Zustand ist.

Ein Rückstellen des Speicherelements nach F i g. 5 ergibt sich, wenn die Rückstelleitung ein Potential erhält, das nahe dem gezeigten negativen Betriebspotential liegt. Hierdurch wird der Kollektorstrom des Transistors 10 nahezu auf null reduziert. Ein Wiederanlegen des ursprünglichen Potentials und damit verbunden ein Wiederanziehen, des Stromes veranlaßt dann den Transistor 10, wieder in den leitenden Zustand zurückzukehren, nämlich den Speicherzustand 0 einzunehmen, womit die Rückstelloperation beendet ist.

Das in F i g. 6 gezeigte Schieberegister besteht aus mehreren Schieberegisterstufen 600, 700, 800 und 900, die jeweils erfindungsgemäß aufgebaut sind und jeweils aus den Abteilungen α und b bestehen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß jede Schieberegisterstufe aus je zwei erfindungsgemäß aufgebauten Speicherelementen besteht. Die Schaltung jedes Speicherejements entspricht dabei der nach F i g. 5, wobei jeweils der dritte Transistor als Konstanl-Stromquelle

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

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

und 12 und der Transistor 602a 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 Fi 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 Ausf ührungs- über den Signaleingang des Schieberegisters ein Impuls

beispiele des erfindungsgemäßen Speicherelements, die nur dem ersten Speicherelement, nämlich 600a 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 F i g. 6 den gleichen Schal- Weise zurück, daß die entsprechenden Transistoren

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

Die oberste Leitung 650a 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 6 unmittelbar vorher eingenommen hat. führungsleitung 650a liegt jeweils an einem Ende der so Der Rückstellimpuls B stellt alle Speicherelemente der Widerstände 652 a, 752 a, 852 a und 952 a. Das jeweilige Abteilung 6 zurück, so daß die entsprechenden Tranandere Ende der obengenannten Widerstände liegt sistoren 6106; 7106; 810ό und 9106 leitend werden dann jeweils über einen weiteren Widerstand, wie z. B. und so die entsprechenden Speicherelemente in den 654a, am Kollektor des Transistors 612a, 712a, 812a Speicherzustand 0 gelangen. Beim Anlegen eines Einbzw. 912a. Der Verbindungspunkt der beiden Wider- 25 Stellimpulses B nimmt jedes Speicherelement 6 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 KIemmeneinstell-/i und Rückstell-zl sind mit Rückstellen dieses Speicherelements der Transistor

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

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

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

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 680a zur das Speicherelement 600a 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

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

682a, 782a, 882a und 982a 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 610a des Speicherelements 600a 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 6126 im Speicherelement 6006 angelegt, so daß verbunden, während die anderen entsprechenden dann der Transistor 6126 in den leitenden Zustand Speicherelemente der verbleibenden Schieberegister- 50 übergeht, wenn gleichzeitig ein Einstellimpuls B angestufen über ihre jeweiligen Signaleingänge 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 Signaleingang des Schieberegisters dem Signaleingang des Speicherelements 6006, d.h. und damit zum Speicherelement 600a zum Zeitpunkt^ über den Belastungswiderstand 6546 mit dem Kollek- 55 angelegt wird und gleichzeitig ein in positiver Richtung tor des Transistors 6126 verbunden. In gleicher Weise gehender Impuls über die Einstelleitung A zugeführt ist der Ausgang des Speicherelements 6006 am Kollek- wird, dann wird der Transistor 612 a leitend und damit tor des Transistors 6106 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 712a. In dieser 'der Transistor 610a zu diesem Zeitpunkt nichtleitend Weise sind alle anderen Speicherelemente des ist, bleibt der Transistor 6106 im leitenden Zustand, ■ Schieberegisters untereinander verbunden, wobei der also im Speicherzustand 0, wenn ein Einstellimpuls B Ausgang des Schieberegisters am Kollektor des zum Zeitpunkt/₃ dem Speicherelement 6006 zugeführt Transistors 9106, wie durch den Pfeil angedeutet, S5 wird. Der zum Zeitpunkt /₄ angelegte Rückstellimliegt. puls A stellt nun alle Speicherelemente der Abteilung α '; An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß asym- in den Nullzustand zurück. Das hat bedingungsgemäß metrische Entkopplungsclemente, wie z. B. die Diode zur Folge, daß die Transistoren 610a, 710«, 810a und

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910 α leitend sind. Nach Anlegen dieses Riickstellimpulses veranlaßt der Strom vom Transistor 6106 des Speicherelements 6006, daß die Basis des Transistors 710 a des Speicherelements 700 a ein solches Potential einnimmt, daß das Anlegen eines Einstellimpulses A zur Folge hat, daß das Speicherelement 700 a 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 α eingegeben werden kann, das dann seinerseits wiederum auf das Speicherelement 700 α übertragen wird.

Die obenerwähnte Rückstelloperation, nämlich Rückstell-/4 oder -B wird jeweils durchgeführt durch Anlegen eines ins Negative gehenden Potentials zum Zeitpunkt t₀ bzw. /_a an die Basis des Konstant-Strom- ao quellentransistors, 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 610a und 612a im Speicherelement 600 a 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 (5)

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 gekennzeichnet, daß zum Einsatz in einer mehrstufigen Speicheranordnung die beiden miteinander verbundenen Emitter mit einer Rückstelleitung gekoppelt sind und die Abfühlleitung 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 Abfühlleitung 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 Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung in einem Schieberegister jeweils dem Belastungswiderstand (652α, 654α) 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 (612 a) aller ungeraden Schieberegisterstufen jeweils an eine erste Einstelleitung (660 a), die Basis des dritten Transistors (620 a) aller ungeraden Schieberegisterstufen jeweils an eine erste Rückstelleitung (670a), die Basis des ersten Transistors (6126) aller geraden Schieberegisterstufen jeweils an eine zweite Einstelleitung (6606) und die Basis des dritten Transistors (6206) aller geraden Schieberegisterstufen jeweils an eine zweite Rückstelleitung (6706) angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen