24
вызвано с требованием времени − сблизить современных компьютерных
программ с особенностями программной работы мозга человека.
Действительно, когда человек осваивает
следующую страницу читаемой
книги мозг автоматически “забывает” (но не стирает) информацию, принятую
на предыдущей странице; а, когда необходимо, вспоминает эту же
информацию, прочитанную на предыдущей странице, производя известный в
кибернетике процесс, процесс опроса (естественно, в данном случае природа
опроса биофизическая). По этой причине разработанное нами ЗУ оказался
вновь в центре внимания разработчиков электронных и фотоэлектронных
систем, а также специалистов работающих в
области создания плоских,
безвакуумных телеэкранов и видиконов [2].
На рис. 1 приведены электрическая и монтажная схемы сердцевины
рассматриваемого устройства. На рис. 2 показана зависимость длительности
памяти -
τ
з
от амплитуды напряжения на т.н. полевом электроде U
п
и
изменение фототока
l через фоточувствительный полупроводник.
Интенсивность подсветки L управляет длительностью запоминания τ
з
.
Принцип работы элемента заключается в следующем.
Рис.1
1- монокристалл CdS; 2- источник тянущего напряжения; 3-
полевой
полупрозрачный электрод из Pt или Ag; 4- нагрузочное сопротивление; 5-
вход схемы, на которое подается запоминаемый сигнал; 6- выход схемы; 7-
тонкая диэлектрическая (слюда) пластина МДП конденсатора; 8- токовые
контакты (электроды) исток-сток из In, нанесенные на одну поверхность
монокристалла CdS; 9- сравнительно толстая (<100мкм) слюдяная подложка,
обеспечивающая жесткость всей структуры элемента.
На вход схемы подается запоминаемый
импульс постоянного
электрического напряжения U
п
длительностью 10
-6
- 10
-1
сек. и амплитудой
порядка 10-10
3
В. Полярность импульса должна обеспечивать условие
обогащения на основные носители тока в т.н. режиме “эффекте поля” в
полупроводниках (отрицательный потенциал на электроннопроводящем CdS)
[3]. Индуцированный полем заряд быстро, за 10
-6
- 10
-1
сек. захватывается
поверхностными и приповерхностными уровнями прилипания и стационарное
изменение проводимости в этом режиме невелико (экранировка объема CdS
поверхностными уровнями). Однако после выключения обогащающего
импульса напряжения и закорачивания полевого электрода с одним из
токовых электродов происходит резкое уменьшение
проводимости CdS на
25
несколько порядков величины, вплоть до полного истощения всего объема
полупроводниковой пластинки – т.н. ,,эффект запирания тока” (точнее:
эффект последействия при эффекте поля) [4]. Оно обусловлено полем
накопленного на поверхностных уровнях индуцированного (отрицательного)
заряда, который теперь создает в объеме режим обеднения на основные
носители тока.
При амплитудах входного сигнала, превышающих некоторую
критическую величину U
п
кр
,
происходит истощение всего объема кристалла
на свободные носители тока и наблюдается запирание (отсутствие) тока
через кристалл (между стоком и истоком) в течение некоторого промежутка
времени τ
з
. Это (τ
з
) и есть состояние памяти в данном ЗУ.
Таким образом,
запоминаемый сигнал поступает в элемент в виде импульса электрического
напряжения, иаотсутствие стационарного тока в цепи исток-сток
соответствует запоминанию сигнала в элементе, и наличие тока - его
отсутствию, что значительно упрощает операцию опроса. Длительность
непроводящего состояния τ
з
и определяет время запоминания импульса –
сигнала и намного превышает длительность самого П-импульса напряжения.
Например, при комнатной температуре τ
з
достигает десятков минут и часов.
Отпирание тока через кристалл (стирание памяти) обусловлено
восстановлением равновесия между захватом, генерацией и рекомбинацией
носителей тока во всем объеме полупроводника , а также на
его поверхности
и зависит от ряда факторов. Так, увеличение интенсивности света L приводит
к резкому уменщению τ
з
а уменьшение L – к увеличению τ
з
(рис. 2);
увеличение амплитуды поступающего сигнала в виде U
п
увеличивает τ
з
и
наоборот. Таким образом, варьируя величиной интенсивности освещения и
амплитудой поступающего импульса напряжения можно изменять τ
з
в
широких пределах. Оказывается, для компьютерной техники и технологии
обработки больших массивов информации немаловажную роль играет
возможность управления длительностью памяти рассматриваемого ЗУ
изменяя одну из двух факторов управляющего звена при неизменности
второго фактора. Например, в данном ЗУ τ
з
можно изменять от 10
-4
сек до
часов варьируя интенсивность освещения при неизменной величине
подобранного напряжения U
п
и наоборот.
26
Резко возрастает τ
з
с понижением температуры. При температуре
жидкого азота τ
з
достигает суток. Хранение образцов в течение нескольких
месяцев при комнатной температуре приводило к
заметному увеличению
времени запоминания τ
з
что мы объясняем увеличением глубины залегания
т.н. медленных поверхностных состояний (ПЭС) т.е. уровней прилипания для
основных носителей тока, электронов, на поверхности и приповерхностном
слое полупроводниковой пластинки. Такой процесс увеличения τ
з
также
возможен вследствие возрастания относительной концентрации ПЭС со
временем в атмосфере воздуха, вследствие адсорбции различных его
фрагментов. Таким образом, отмечаем уникальную, не имеющую аналогов в
микроэлектронике, особенность созданного ЗУ − длительное
использование
которого не приводит, как обычно бывает, к ухудшению параметров прибора,
а, наоборот, к улучшению его рабочих характеристик.
Материалы данной работы доложены на II международной
конференции по Оптическим и фотоэлектрическим явлениям в
полупроводниковых микро- и наноструктурах и принято решение направить
для опубликования на страницах журнала «Физика и Техника
Полупроводников»
Do'stlaringiz bilan baham: 
