DE2131899A1

DE2131899A1 - Piezoelektrische Verzoegerungsleitung

Info

Publication number: DE2131899A1
Application number: DE19712131899
Authority: DE
Inventors: Tseng Samuel Chin-Chon; Lean Eric Gung-Hwa; Varadachari Sadagopan
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1970-06-30
Filing date: 1971-06-26
Publication date: 1972-01-05
Also published as: US3648081A; FR2096583B1; JPS5249296B1; GB1297726A; CA930437A; FR2096583A1; SE367525B; DE2131899C3; DE2131899B2

Description

Piezoelektrische Verzögerungsleitung

Die Erfindung betrifft eine piezoelektrische Verzögerungsleitung mit einem Eingangs-Umsetzer zur Auslösung von piezoelektrischen Oberflächenwellen und einem Ausgangs-Umsetzer zur Feststellung des Auftretens dieser Oberflächenwellen.

Als Ausgangsumsetzer für akustische bzw. elastische Wellen, die

sich in entsprechenden Medien ausbreiten, wird in üblicher Weise ein magnetischer Dünnfilm angewendet, der uniaxiale Anisotropie aufweist. Die Dünnfilmmagnetisierung wird dabei durch die von der sich ausbreitenden akustischen Welle hervorgerufenen Spannung in den jeweiligen anderen Magnetisierungszustand gebracht. Nachteilig ist hier der Aufwand zur Herstellung solcher Ausgangsumsetzer,

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine piezoelektrische Verzögerungsleitung der oben beschriebenen Art bereitzustellen, bei der der Ausgangsumsetzer nach einem völlig neuen Prinzip arbeitet, wobei außerdem der Herstellungsaufwand wesentlich gegenüber bisher herabgesetzt ist und die Betriebseicher-

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heit völlig gewährleistet ist.

Die Erfindung besteht darin, daß der Ausgangs-ümsetzer aus senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen parallel zueinander verlaufenden, entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen besteht, die von einem amorphen halbleitenden Filmstreifen überbrückt sind, der bei einem Schwellenwert des an den Metallstrelfen wirksamen elektrischen Feldes von einem Zustand hoher Spannung, niedrigen Stromes in den Zustand niedriger Spannung, hohen Stromes umschaltbar ist. Substanzen dieser Art sind kürzlich als ovonisches Material bekanntgeworden. Charakteristisch für diese Substanz ist dabei, daß sie einen Schwellenwert zum Umschalten und zum Speichern bei Anlegen eines elektrischen Feldes aufweist. Eine hieraus gebildete Filmschicht kippt von einem Zustand hohen Widerstandes (Isolator) in einen Zustand geringen Widerstandes (Leiter) wenn eine Spannung hieran angelegt wird, die einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Typische Widerstandsänderungen liegen in der Größenordnung von 10 . Der Zustand hohen Widerstandes kehrt dann wieder zurück, wenn das an den ovonischen Film angelegte elektrische Feld unterhalb eines zweiten Schwellenwertes absinkt. Als typische Schaltgeschwindigkeit sind 150 Picosekunden für einen Schwellenwert der elektrischen Feldstärke von etwa 10 bis 10 V/cm bekanntgeworden. Diese Eigenschaften ergeben für die erfindungsgemäße Anordnung weitere Vorteile, indem nämlich so die bei Rechnern heute angestrebte Arbeitsgeschwindkeit im Nanosekundenbereich ohne weiteres auch die Erfindung anwendbar erscheinen läßt.

In der Anwendung der Erfindung dient das mit der akustischen Oberflächenwelle assoziierte piezoelektrische Feld dazu, eine Anzeige für den auftretenden entsprechenden Momentanwert dieser Welle an einer gegebenen Stelle auf der piezoelektrischen Verzögerungsleitung zu erhalten» Das so mit der akustischen Oberflächenwelle einhergehende piezoelektrische Feld verursacht dann in dem ovonischen Material an 4er entsprechenden Stelle auf der Oberfläche der piezoelektriechen Verzögerungeleitung einen Schaltvorgang durch Um-

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kippen von einem Leitungszustand in den anderen, also vom Isolator zum Leiter und umgekehrt. In vorteilhafter Weise dient dabei eine an den Umsetzer angelegte Vorspannung zur Bereitstellung eines Gleichfeldes an den verwendeten amorphen halbleitenden Filmstreifen, so daß dann zusammen mit dem piezoelektrischen Feld der Schwellenwert zum Umschalten erreicht werden kann. Äußere Schaltkreise sind an den amorphen halbleitenden Filmstreifen angeschlossen um so die Änderung des Schaltzustandes feststellen zu können, der beim Vorübergang einer piezoelektrischen Welle eintritt.

Die Metallstreifen des Ausgangs-Umsetzers stellen also ein elektrisches Gleichfeld aufgrund der angelegten Vorspannung bereit, so daß das sich ausbreitende, nicht stationäre elektrische Feld im Zusammenwirken mit dem Gleichfeld.einen entsprechend vorgegebenen Schwellenwert zum Umschalten des ovonischen Materials vom Zustand hohen Widerstandes in den Zustand niedrigen Widerstandes übersteigt, wobei dann jeweils durch die äußeren Schaltkreise das Auftreten des Momentanwertes der vorübergehenden akustischen Welle angezeigt wird.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt der Abstand der entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen λ/2 der sich ausbreitenden piezoelektrischen Oberflächenwelle.

Gemäß vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die parallel verlaufenden entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen jeweils U-förmig ausgebildet und derart auf der Oberfläche der piezoelektrischen Verzögerungsleitung angeordnet, daß sich die Metallstreifen einander gegenüberliegend im oben erwähnten Abstand befinden. Der ovonische Filmstreifen erstreckt sich dann über alle Metallstreifen.

Die sich mit der Erfindung ergebenden Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:

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Zur Peststellung des Auftretens eines momentanen Wertes einer sich ausbreitenden piezoelektrischen Welle in einer entsprechenden Verzögerungsleitung dienen die erfindungsgemäßen passiven Bauelemente, die eine ausreichende Empfindlichkeit ge-. währleisten.

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich in integrierter Bauweise, d. h. z. B. durch Aufdampfen mit Hilfe von Maskenverfahren, herstellen.

^ Dadurch daß betriebsmäßig die Ausnutzung sich ausbreitender akustischer Wellen vorgesehen ist, kann der Ausfall oder ein Fehler an einer Abtaststation, wenn eine Verzögerungsleitung mit mehreren Ausgangsumsetzern als Impulsabtaster verwendet wird, nicht auf die Betriebsweise der übrigen Abtaststationen einwirken, so daß somit irgendein schadhafter Einfluß auf den Rest der Verzögerungsleitung ausgeschaltet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der unten aufgeführten Zeichnungen und aus den Patentansprüchen.

Es zeigen:

Fig. IA und IB schematische Darstellungen von Elektroden, die

in bekannter Weise an amorphe Halbleiter angelegt sind;

Fig. IC eine graphische Darstellung mit Widerstandsgeraden zum Betrieb des amorphen Halbleiters;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Wandlers, auf den eine Schicht eines amorphen Halbleiters aufgetragen ist;

_Fig. 3 eine schematische Darstellung einer akustischen

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Verzögerungsleitung unter Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Auskopplung und Anzeige des verzögerten Signals;

Fig· 4 eine schematische Darstellung einer Verzögerungsleitung gemäß der Erfindung mit einer Rückkopplungseinrichtung ;

Fig. 5 eine akustische Verzögerungsleitung gemäß der Erfindung mit mehreren Auskopplungsstellen;

Fig· 6 akustische Verzögerungsleitungen gemäß der Erfindung zur Adressierung eines Speichers oder einer Anzeigematrix unter Koinzidenzauswahl.

In Fig, IA ist eine Schicht 10, bestehend aus einem amorphen Halbleiter, z. B, ovonischem Material, durch die Elektroden 12a und an seiner oberen und unteren Oberfläche kontaktiert. Die Elektroden 12A und 14 liegen dabei auf dem Substrat 16 auf. Eine andere übliche Anordnung ist in Fig. IB gezeigt, wo die Elektroden 12B und 14 wiederum auf der Oberfläche des Substrates 16 aufliegen, hingegen die Elektroden beide mit der Unterseite der amorphen Halbleiterschicht in Verbindung stehen, indem der ovonische Halbleiter 10 auf den beiden Elektrodenenden aufliegt. Die Widerstandsgeraden eines üblichen ovonischen Materials zeigt die graphische Darstellung nach Fig. IC, wobei der Zustand niedrigen Widerstandes durch die Gerade R. und der Zustand hohen Widerstandes durch die Gerade R schematisch angezeigt ist. Bei diesem üblichen ovonischen Material ändert sich sein physikalischer Zustand, wenn die Spannung auf der Geraden hohen Widerstandes Rg einen Schwellenwert übersteigt, so daß ein Kippen in den Zustand geringen Widerstandes, wie durch die Widerstandsgerade R^ angezeigt, eintritt.

Ovonische Materialien werden normalerweise durch amorphe chalkogenide Halbleiter dargestellt. Eine typische Zusammensetzung enthält As, Ge, Sl und Te. Im allgemeinen besitzen diese Materialien

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sowohl Schalt- als auch Speichereigenschaften, wenn sie einem elektrischen Feld bei geeigneten Werten ausgesetzt sind. Schichten dieser Art, die lediglich als Schaltelemente dienen, werden ovonische Schwellenwertschalter genannt und diejenigen, die zu Speicherzwecken verwendet werden, heißen ovonische Speicherelemente. Schalteigenschaften ovonischer Bauelemente lassen sich dabei wie folgt zusammenfassen:

1. Ein Schaltvorgang wird beobachtet wenn einer der Parameter: Spannung, Impuls, Dauer, Folge, Frequenz und Temperatur bei jeweiligem Konstanthalten aller anderen

^ Parameter variiert wird.

2. Die Schaltzeit hängt von der Höhe der angelegten Spannung ab.

3. Die Schaltzeit umfaßt die Verzögerungszeit und die tatsächlich zum Umschalten erforderliche Zeit.

4. Die Verzögerungszeit wächst, wie sich in der Praxis gezeigt hat, mit der Dicke der Schicht an. Die tatsächlich zum Umschalten benötigte Zeit läßt sich zu 150 Picosekunden angeben, wohingegen die Verzögerungszeit 100 Nanosekunden beträgt.

5. Die Verzögerungszeit hängt von der Spannung V, wie angenommen wird, gemäß folgender Beziehung ab:

t_d » k_x exp (-V/k₂)

Hierin sind k. und k₂ Konstanten, während t_d das Zeitintervall zwischen dem Impulseinsatz und dem Stromdurchbruch ist.

6. Die VerzÖgergungszeit läßt sich unter Verwendung eines Spannungeirapulsea, wie es im "Journal of Noncrystal-

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line Solids", 2, Seite 514, 1970, angegeben ist, wesentlich herabsetzen.

Die in Fig. 2 ausschnittsweise gezeigte Verzögerungsleitung 22 gemäß der Erfindung trägt auf ihrer Oberfläche 23 den mechanoelektrischen Wandler 20, der aus den ineinandergreifenden Teilstücken 24 und 26 besteht. Diese Teilstücke oder Segmente 24 und 26 werden durch Aufdampfen über eine Maske z. B. auf die Oberfläche 23 des als Verzögerungsleitung verwendeten piezoelektrischen Kristalls 22 aufgetragen. Das Segment 24 des Umsetzers 20 besteht aus einer ü-förmigen Parallelverzweigung mit den Parallelstücken 28 und 30, wohingegen das Segment 26 aus einer U-förmigen Parallelverzweigung mit den Parallelstücken 32 und 34 besteht. Die Anordnung der Segmente auf der Oberfläche ist dabei so getroffen, daß das Parallelstück 32 des Segments 26 zwischen die Parallelstücke 28 und 30 des Segments 24 zu liegen kommt, so daß das Parallelstück 30 des Segments 24 entsprechend zwischen den Parallelstücken 32 und 34 des Segments 26 liegt. Der jeweilige Abstand zwischen den einzelnen Parallelstücken, so wie sie auf der Oberfläche 23 angeordnet sind, beträgt dabei eine halbe Wellenlänge der sich auf der Oberfläche 23 des piezoelektrischen Kristalls 22 ausbreitenden piezoelektrischen Oberflächenwellen. Die piezoelektrische Oberflächenwelle wird durch einen Hochfrequenzimpuls dargestellt. Wird die piezoelektrische Oberflächenwelle durch einen Videopuls dargestellt, dann beträgt der jeweilige Abstand zwischen den Parallelstücken einem Betrag, der sich aus der Impulsfolgezeit multipliziert mit der Geschwindigkeit der piezoelektrischen Oberflächenwelle ergibt. Auf die beschriebene Umsetzerstruktur 20 ist ein amorpher, halbleitender Filmstreifen 36 aufgetragen, um den durch die piezoelektrische Oberflächenwelle bedingten, nicht stationären Zustand des elektrischen Feldes mit Hilfe einer Anzeigevorrichtung darstellen zu können. Der halbleitende Filmstreifen 36 erstreckt sich dabei vom Parallelstück 28 des Segments 24 bis zum Parallelstück 34 des Segements 26. Auf diese Weise wird ein äußerst wirksamer mechanoelektrischer Umsetzer 38 für piezoelektrische Oberflächen-

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wellen erhalten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt, wo eine sich linear erstreckende piezoelektrische Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung 22 vorgesehen ist, bei der ein erster Umsetzer 40 am Eingangsende 41 und ein zweiter Umsetzer 38 am Ausgangsende 70 angeordnet ist. Der Umsetzer 40 entspricht dabei in seiner Figur dem in Fig. 2 gezeigten Umsetzer. Auch hier wieder besteht der Umsetzer aus zwei Segmenten, nämlich dem Segment 42 und dem Segment 44 mit den jeweiligen Parallelstücken

| 46 und 48 bzw. 50 und 52, wobei auch hier wie oben beschrieben die einzelnen Segement ineinandergreifen und der Abstand zwischen den einzelnen Parallelstücken entsprechend der benutzten Wellenlänge gewählt ist. Der Eingangsumsetzer 40 wird durch den Impulsgenerator 60 über die Leitung 62 angesteuert. Der Impulsgeneraor 60 kann aus einem Hochfrequenz-Impulsgenerator oder eine Videopulsgenerator bestehen, je nach dem, welcher Verwendungszweck hierfür vorgesehen ist. Dabei muß natürlich wiederum der für die entsprechende Wellenlänge erforderliche Abstand zwischen den Parallelstücken, wie oben beschrieben, beachtet werden. Der piezoelektrische Verzögerungsleitungskristall 22 kann z. B. aus Lithiumniobat-LiNbQ₃-bestehen, bei dem die Oberfläche 23 eine polierte Kristalloberfläche ist. Die Parallelstücke 46 und 48 des Seg-

W ments 42 sind über Leitung 62, wie bereits gesagt, mit dem Impulsgenerator 60 verbunden, wohingegen die Parallelstücke 50 und 52 des Segments 44 über Verbindungsleitung 64 an Erde liegen.

Die dem in Fig. 2 gezeigten Umsetzer entsprechende Anordnung liegt in der Anordnung nach Fig. 3 am ausgangsseitigen Ende 70 des piezoelektrischen Verzögerungskristalls 22. Der amorphe, halbleitende Filmstreifen 36 mit der in der graphischen Darstellung nach Fig. IC dargestellten I-V Umschaltcharakteristik ist dabei wahlweise in den Ausbreitungsweg der piezoelektrischen Oberflächenwelle einschaltbar, um eine Anzeige des jeweiligen nichtstaionären Zustandes des durch die piezoelektrische Oberflächenwelle bedingten Feldes herbeiführen zu können, wie bereits oben gesagt.

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Hierzu ist das Segment 24 des Umsetzers 38 über die Verbindungsleitung 73 an die positive Klemme 74 der Spannungsquelle 76 angeschlossen. Die negative KLerome 78 dieser Spannungsquelle liegt über Leiter 80 an Erde, Das Segment 26 dieses Umsetzers liegt über Verbindungsleitung 82 und den veränderbaren Belastungswiderstand 84 ebenfalls an Erde.

Die einstellbare Spannungsquelle 76 ist auf einen solchen Spannungswert eingestellt, der geringfügig unterhalb des in der graphischen Darstellung nach Fig. IC angedeuteten Schwellenwertes ^VTA ^lie9^t· Dieser Einstellwert läßt sich entweder durch Berechnung aus der Amplitude der piezoelektrischen Oberflächenwelle am Ort des Umsetzers 38 ableiten oder auf empirische Weise ermitteln , wenn sich der vom Generator 60 abgegebene Impuls ausbreitet. Der halbleitende Filmstreifen 36 ist normalerweise im Zustand hohen Widerstandes R„ (Fig. IC) wenn keine Ausbreitung der piezoelektrischen Oberflächenwellen stattfindet. Als beispielsweise Feldstärke für eine piezoelektrische Oberflächenwelle läßt sich etwa 10 V/cm angeben und zwar für piezoelektrisches Material, wie z. B. gepolte Bleititanatzirkonat-Keramiken und Lithlumniobatkristalle. Da der jeweilige Abstand einander benachbarter Parallels tücke des Umsetzers 20 für eine maximale Aufnahme des nicht stationären elektrischen Feldzustandes einer piezoelektrischen Oberflächenwelle ausgelegt ist, kann die maximale Stärke hiervor über benachbarte Paare der Parallelstücke auftreten. Aus diesem Grunde addiert sich das durch die Vorspannung hervorgerufene, stationäre elektrische Feld und das durch die piezoelektrische Oberflächenwelle hervorgerufene nicht stationäre Feld linear an der Ausgangsstruktur 38, so daß der Zustand der amorphen halbleitenden Schicht 36 vom Hochwiderstandszustand RH in den Niedrigwiederstands zustand ¹R^ (Fig. IC) kippt. Nachdem sich die piezoelektrische Oberflächenwelle längs des amorphen halbleitenden Filmstreifens 36 ausgebreitet hat, kippt dieser wieder in den Hochwiederetandszustand zurück. Dementsprechend entsteht am einstellbaren Belastungswiderstand 84 ein Spannungsimpuls, wenn sich die piezoelektrische Oberflächenwelle unter dem amor-

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phen halbleitenden Filmstreifen 36 ausbreitet.

Die Ausgangsaiazeige für den jeweiligen nicht stationären Zustand der piezoelektrischen Oberflächenwelle läßt sich mit Hilfe eines spannungsempfißdüehen Instrumentes 85 herbeiführen, das mit Hilfe der Zuleitungen 87 und 89 parallel zum Widerstand 84 geschaltet ist. Da die dem BelastungswiS@rstand 84 zugefßhrte Energie von der Vorspasmuagsquelle 76 stammt_f sollte die'Amplitude des Ausgangssigaals cp?©ß §ete gege&übar der Amplitude des piezoelektrieehea F©M©s₀ Satgpsaeasaa stellt das Ausführungsbeispiel ge- MaB der Srfiad-aßg _t wie es in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist, eine wirksam® Detektoranordnung für durch den Impulsgenerator abgegebene Impulse dar.

Die Verfahrenssehritte zur Herstellung einer Anordnung 38, wie sie in Fig. 2 gezeigt 1st, lassen sich folgendermaßen zusammenstellen:

1. Schneiden und Polieren eiaes piezoelektrischen Substrats 22, wie s, B, Bleititanatzirkonat oder Lithiusraiiobat,

cterschlag der Segmente 24 und 26, die z. B. aus Alu- mlnlvm. bestehen können, durch eine Kombination eines üblichen Aufdamp!Verfahrens und eines photolithographischen Verfahrens.

3. Bio sieh aus den Verfahrensschritten 1 und 2 ergebende Struktur wird in eine hochfrequente Kathodenzerstäubungsanlage ©Angebracht und zwar als Anode, um den amorphen halbleitenden Filmstreifen 36 niederzuschlagen, so daB er die Parallelstücke 38, 30, 32 und 34 überdeckt. Während des Niederschiagens wird das piezoelektrische Substrat 22 abgekühlt, vorzugsweise auf ©ine Temperatur des flüssigen Stickstoffs von

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leitenden Filmes 36 zu begünstigen. Die Zerstäubungsparameter werden bei diesem Verfahrensschritt so gewählt, daß sich schnelle Niederschlagsraten ergeben, so daß die Bildung eines Films 36 mit amorphem Charakter und geeigneten Schalteigenschaften gefördert wird.

Die Ausnutzung der Erfindung soll nunmehr anhand der Fign. 4 bis 6 erläutert werden. Hierbei ist die grundlegende Struktur des bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 angewendet. So zeigt z. B. die Schaltungsanordnung nach Fig. 4 eine Speicherzelle, die Anordnung nach Fig. 5 einen Impulsabtaster und die Anordnung nach Fig. 6 eine Schaltmatrix. Ganz allgemein läßt sich feststellen, daß der periphere Schaltungsaufwand, wie er in den Fign. 4 bis 6 gezeigt ist, von konventioneller Bauart ist, ausgenommen natürlich jeweils in den Teilen, die speziell für die Anwendung der Erfindung ausgelegt sind.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 ist ein Rückkopplungspfad zwischen dem Ausgangs-Umsetzer 38 und dem Eingangs-Umsetzer 40, enthaltend die Verbindungsleitung 100, die zum Verbindungspunkt 102 und zum veränderbaren Widerstand 82 führt, vorgesehen. Der Verbindungspunkt 102 liegt über Leitung 104 am Eingang der Ausgangs-UND-Schaltung 106, die durch Anlegen von Ausleseimpulsen über Leiter 108 betätigt wird, um die oben erwähnte Anzeigevorrichtung über Ausgangsleitung 110 anzusteuern. Der Verbindungspunkt 102 ist außerdem mit dem Eingang eines zweiten UND-Gliedes 112 verbunden, das durch Wiedereinschreibimpulse über Leitung betätigt wird. Der Speicherumlauf wird eingeleitet durch einen Impuls auf der Eingangsleitung 116, die am Eingang eines Eingangs- -UND-Gliedes 118 liegt, das durch Schreibimpulse über Zuleitung 120 aktiviert wird. Die Ausgänge des Wiedereinschreib-UND-Gliedes 112 und des Schreib-UND-Gliedes 118 liegen über die Zuleitungen 122 bzw. 124 an den betreffenen Eingängen eines ODER-Gliedes 126. Der Ausgang des ODER-Gliedes 126 ist über Leitung 128 mit dem Eingang des Takt-UND-Gliedes 130 verbunden, das durch Taktimpulse über Zuleitung 132 betätigt wird. Der Ausgang des Takt-UND-Gliedes

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130 liegt über Zuleitung 134 am Eingang des Verstärkers 136, dessen Ausgang über Leitung 62 mit dem Segment 42 des Umsetzers 40 verbunden ist. Zum Betrieb erfordert das Ausführungsbeispiel eines UmlaufSpeichers gemäß Fig. 4 ein Impulsmuster, wie es üblichen Anforderungen entspricht. So liefert ein üblicher Taktimpulsgeber die Taktimpulse zum Takt-UND-Glied 130, wobei alle anderen Impulse, wie Eingangs-, Schreib-, Schreib/Lese- und Leseimpulse in entsprechender zeitlicher Beziehung hierzu stehen. Durch die Schaltungsanordnung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, ergibt sich ein stabiler Umlaufspeicher unter Anwendung einer Verzögerungsleitung, wo die Dämpfung der piezoelektrischen Oberflächenwelle ) im piezoelektrischen Kristall 22 durch verstärkende Wirkung des Ausgangskreises wettgemacht wird und der Speichereffekt durch den Rückkopplungspfad zwischen Ausgangsumsetzer 38 und Eingangsumsetzer 40 herbeigeführt wird.

Das Ausführungsbeispiel für den Impulsabtaster, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, enthält eine Reihe von hintereinander angeordneten Ausgangs-UüQsetzern 38-1 bis 38-5, die an den Orten L. bis L₅ auf der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls 22 angeordnet sind. Durch die Bereitstellung einer gemeinsamen Spannungsquelle 76 und durch die Verwendung unabhängiger Ausgangsklemmen 100-1 bis 100-5, die den entsprechenden Ausgangswiderständen 84-1 bis ^ 84-5 zugeordnet sind, werden Serien von zeitlich gesteuerten Impulsen aus dem Impulsabtaster entnommen. So wird ein entsprechend zugeteilter Impuls auf den zugeordneten Ausgang nach einem Zeitintervall geliefert, das gleich ist der Distanz zwischen den benachbarten Ausgangsumsetzern dividiert durch die Geschwindigkeit der piezoelektrischen Oberflächenwelle.

Die in Fig. 6 gezeigte Schaltmatrix arbeitet in üblicher Weise nach dem Koinzidenzprinzip, indem an den Kreuzungsstellen BeIastungswidefstände 84-11 bis 84-15, 84-25, 84-55 angeordnet sind. So arbeiten sswei Anordnungen, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind , zusammen und zwar jeweils für eine Koordinate, so daß nach entsprechender Auswahl je ein Belastungswiderstand angesteuert wer-

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den kann. So ist z. B, der Belastungswiderstand 84-11 ansteuerbar durch den Ausgangs-Umsetzer 38-lA auf der Verzögerungsleitung 22-1 und andererseits durch den Ausgangs-ümsetzer 38-1B auf der Verzögerungsleitung 22-2. Wenn jeder Belastungswiderstand 84-11, 84-12, ... 84-55 die Last selbst darstellt, z. B. eine Anzeigelampe, dann sind die weiterhin gezeigten X-Codierer 150 und y-Codierer 152 nicht erforderlich. Stellen jedoch die Belastungswiderstände 84-11, 84-12, ... 84-55 Speicherzellen dar, dann sind die oben erwähnten Codierer 150 und 152 erforderlich, um die in den Speicherstellen gespeicherte Information identifizieren zu können.

Die an den UND-Gliedern 106-IA bis 1O6-5A liegende Klemme 108-1 und an den UND-Gliedern 106-1B bis 1O6-5B liegende Klemme 108-2 dienen zur Zuführung von Leseimpulsen A bzw. B, um die entsprechend zugeordneten UND-Glieder betätigen zu können. Durch gleichzeitiges Betreiben der Impulsgeneratoren 60-1 und 60-2 und Zuführen der Leseimpulse A und B zu den Klemmen 108-1 bzw. 108-2 entsprechend dem auszuwählenden Belastungswiderstand in zweckentsprechender zeitlicher Verknüpfung läßt sich in üblicher Weise jeder Belastungswiderstand nach dem Koinzidenzprinzip auswählen, indem das Auftreten entsprechender nicht stationärer Zustände der piezoelektrischen Oberflächenwellen in dem jeweils zugeordneten Paar von Ausgangs-Umsetzern 38-IA, 38-2A, 38-5A und 38-IB, 38-2B, ... 38-5B zur Auswahl ausgenutzt wird. So ergibt z. B. die Ansteuerung durch Ausgangs-Umsetzer 38-5A und Ausgangs-Umsetzer 38-2B den ausgewählten Belastungswiderstand 84-25.

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Claims

PATENTAN S P R ti C H E

Piezoelektrische Verzögerungsleitung mit einem Eingangs-Umsetzer zur Auslösung von piezoelektrischen Oberflächenwellen und einem Ausgangs-Umsetzer zur Feststellung des Auftretens dieser Oberflächenwellen, dadurch gekennzeichnet, das der Ausgangsumsetser (38) aus senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen parallel zueinander verlaufenden entgegengesetzt polarisierten Metal1-

™ streifen (28, 32, 30, 34) besteht, die von einem amorphen,

halbleitenden Filmstreifen (36) überbrückt sind, der bei einem Schwellenwert (V ) des an den Metallstreifen (28, 32, 30, 34) wirksamen elektrischen Feldes von einem Zustand hoher Spannung, niedrigen Stroms in den Zustand niedriger Spannung, hohen Stromes umschaltbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der halbleitenden, entgegengesetzt polarisierten, amorphen Filmstreifen (36)λ/2 der sich ausbreitenden piezoelektrischen Oberflächenwellen beträgt.
3. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert (V_TR) des elektrischen Feldes

ι der Summe aus einem Gleichfeld und dem Augenblickswert des nicht stationären Feldes, bedingt durch die piezoelektrische Oberflächenwelle, entspricht.
4. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als amorpher Halbleiter eine ovonische Substanz dient,
5. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Auagangs-Umsetzer (38) in Ausbreitesifsrichtung der piezoelektrischen Oberflächenwellen hin-

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tereinander auf dem piezoelektrischen Kristall (22) in einem gegenseitigen Abstand angeordnet sind, der der Impulslaufzeitdauer dividiert durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der piezoelektrischen Oberflächenwelle entspricht.
6. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt polarisierten Metallstreifen (24, 26) des Ausgangs- und Eingangs-Umsetzers, jeweils kammartig ausgebildet sind, indem die Zähne entgegengesetzter Polarität ineinander verschachtelt sind.
7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Umlaufspeicher (Fig. 4) der Ausgangs-Umsetzer (38) der Verzögerungsleitung mit dem Eingangs-Umsetzer (40) rückgekoppelt ist.
8. Anordnung mindestens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Ausgangsumsetzer (38-1 bis 38-5) von mehreren Verzögerungsleitungen jeweils zur Ansteuerung einer Koordinatenleitung einer Schaltmatrix (Fig.6) dienen, indem je eine Verzögerungsleitung zur Adressierung je einer Matrixkoordinate (X, Y) vorgesehen ist.

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