JPS583320B2 - 高周波信号記憶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高周波信号記憶装置に係り、特に音響波入力
を電気信号として記憶させまた読出すことのできる記憶
装置に関する。

この発明は全く新規な構成の高周波信号記憶装置に係り
、基本的には第１図に示す様な従来構成のユニットに電
気的記憶を行わせるものである。

すなわち、同図によれば、誘電体絶縁層４及びＮ型並び
にＮ＋型の半導体層３が積層されており、この層の両側
に電極２，５が設けられている。

また、層４と層３の間にも金属板等の浮遊電極１が設け
られている。

このため、電極２，１及び絶縁層４によってキャパシタ
が構成され、電極１及び半導体層３の接合によってダイ
オードが構成される。

すなわち、第１図の構成はキャパシタとダイオードを直
列接続したものと等価となる。

従って、電極２，５を介し前記ダイオード部分１，３に
関して順方向電圧を印加すれば印加電圧Ｖに応じた電荷
がキャパシタ部分４に蓄積される。

次に、ダイオード部分１，３を逆バイアスすればキャパ
シタ部分４に蓄積された電荷を読出すことができる。

また消去のためには、ダイオードのアバランシュ閾値を
越えるような電圧を印加し、ダイオードの逆電流によっ
て急速にキャパシタを放電すればよい。

この種の記憶装置は公知であり、例えば、“ＴＨＥ Ｂ
ＥＬＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＥＣＨＮ一ＩＣＡＬ ＪＯＵ
ＲＮＡＬ“１９６７年７，８月合併号に記載されている
。

この種の記憶装置によれば、逆バイアス時のダイオード
の高抵抗のために長時間の記憶保持が可能である。

記憶保持時間はダイオードの特性の調整によって選択で
きる。

尚、第１図における半導体層３はＮ型である場合につい
て示したが、Ｐ型である場合にあっても同様であること
は、容易に理解されるであろう。

このようなユニットを利用したこの発明による記憶装置
は第２図以下に示すようであり、１００ＭＨｚ程度の高
周波信号の記憶が可能である。

尚、第１図と同一の符号は同様の対象を示すものとする
。

以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。

第２図はこの発明の実施例を示すものであり、第１図と
略同様の構成であるが上下関係が逆になっている。

同図によれば、装置は長方形状であり、電極２に接する
誘電体板４０（第１図の層４に対応）はピエゾ素子とな
っている。

このピエゾ素子は、例えば光学軸に対して所要の方向に
カットされた石英結晶等を用いることができる。

この誘電体板４０の両端にはそれぞれ入力用及び出力用
のトランスジューサ７，８が設けられており、それぞれ
電気信号を音響信号にまた音響信号を電気信号に変換す
る。

すなわち、トランスジューサ７，８を介して記憶し又は
読出すべき高周波信号が出入する。

トランスジューサ７，８はそれぞれくし歯形に成形され
、その歯は図示のように数個の歯が交互にかみ合って通
常の種類の配列を示している。

誘電体板４０上のトランスジューサ７，８の間には一方
でキャパシタンスの電極として作用しまた他方でダイオ
ード接合を形成する浮遊電極１０が一定の間隔で配列さ
れている。

この際、音響波を減衰させないために、浮遊電極１０と
誘電体板４０との間には図示のように一定厚（０．２μ
ｍ程度）の空気層を介在させることが望ましい。

すなわち電極１０は第１図の電極１に対応している。

この浮遊電極１０の上には半導体層３及び電極５が順次
形成されている。

また、電極５，２の間に導線９を介して駆動用のパルス
電圧信号■が印加される。

従って、ピエゾ素子４０は電極２，１０と共にキャパシ
タンス部分を構成し、また電極１０と半導体層３の接合
はダイオードを形成する。

尚、以上のような構成において、連続する浮遊電極
１０を分離する距離は長手方向（矢印方向）に沿って一
定のものであるが、誘電体板４０の表面における音響板
の波長分の１のオーダであるように選択する。

例えば、１００ＭＨｚの周波数の信号の場合、伝播速度
３ｋｍ／Ｓ，波長約３／１００ｍｍの誘電体板を使用す
れば、電極１０の相互間の距離は１／１００ｍｍとなり
、電極１０の部分の幅、すなわち電極の伝播方向に平行
な寸法も同程度とする。

このような電極１０は公知の各種の方法によって形成す
ることができ、例えば真空蒸着によって形成することが
できる。

電圧パルスＶは、数ボルト程度で１ナノ秒位持続する信
号とする。

また、誘電体板４０は凹部を有する形状となっている。

この凹部は音響波を運ぶ表面の大部分にわたってピエゾ
電気板４０と半導体層３とが接触しないようにするため
のものであり、接触によって音響波を減衰させないよう
にするためのものである。

この凹部の深さは音響波の波長に比べて小さい。

次に、この発明の実施例の動作について説明する。

先ず、記憶動作について説明する。

記録すべき情報を担った高信波信号を入力用トランスジ
ューサ７に加えると、トランスジューサ７はこの電気信
号を音響信号に変換し、音響信号は第２図中矢印の方向
に伝播する。

この音響波はピエゾ電気板４０の中に情報に対応した変
形を形造る。

音響波がトランスジューサ８の側に到達スるに必要な時
間が経過したとき、ピエゾ電気板４０は入力された信号
に対応した変形を受けている。

従って、この変形に応じた電圧がピエゾ電気板の各表面
間に現われる。

ここで、導線９を介して入力される高周波信号の周期よ
りも短い周期の電圧パルス■を印加して、各ダイオード
を正バイアスし各キャパシタを充電する。

この場合、充電される電荷量は各キャパシタ部分におい
て異なり、これが記憶量となる。

すなわち、キャパシタ部分への充電は印加電圧■と高周
波信号に相当する電圧（ピエゾ電圧）との和に比例する
電圧にまで急速に充電される。

こうして、パルス電圧■の印加時において、ピエゾ電気
板４０の表面には記憶情報に対応したポテンシャルのプ
ロフィルが形成される。

読出し動作は次のようである。

記録時とは逆極性でしかも絶対値が記録時のものより大
きな電圧パルスを印加する。

すなわち、第５図に示すようにアバランシェブレークダ
ウンによって逆バイアス電流が流れ始める電圧■“を印
加する。

この逆バイアス電流に伴って各キャパシタは放電を開始
し、前記ピエゾ電気板４０の変形が解放される。

この解放に伴って表面波が形成される。

この表面波はトランスジューサ７，８のいずれの方向へ
も伝播するが、仮に出力用トランスジューサ８で読出す
こととすれば、記憶内容に対応した電気信号がトランス
ジューサ８の音響波→電気信号の変換によって得られる
。

トランスジューサ７で読出した場合には信号が時間的に
反転することとなる。

上述した実施例においては、電極１０は互いに一定の間
隔をおいて配列されているが、このような配列は一例で
あり限定的なものではない。

また、電極１０も任意な形としてよく、例えば第６図に
示すように、半導体基板３上に円形の電極を任意な仕方
で分布させるようにしてもよい。

第３図はこの発明の他の実施例を示す斜視図であり、ま
た第４図はその一部の横断面図である。

これらの図面において第１図又は第２図と同一の符号は
同様の対象を示すものとする。

この実施例は、第２図の実施例ではピエゾ電気板４０の
上に直接ダイオード部分を修成しているのに対して、ダ
イオード部分をピエゾ電気板４０から切離し、キャパシ
タンス部分とダイオード部分とをそれぞれ別個に形盛し
たものである。

このため、入力用トランスジューサ７を有するピエゾ電
気板４０の一面の片側に沿って長手方向に電極２、誘電
体１４、導電性バンド１２、電極１０、半導体基板３、
及び電極５がそれぞれ積層形成されてりる。

導電性バンド１２はピエゾ電気板４０の表面に形成され
るポテンシャルプロフイルを電極１０へ移動させるもの
である。

このような構造にすれば、キャパシタンス部分の静電容
量を大きくすべく誘電体層の厚さを減少させることがで
き、このため記憶蓄積時間を長くすることができる。

すなわち、記録された信号が装置によって記憶保持され
る時間は各ユニットのダイオードと直列に接続されたキ
ャパシタの放電時定数によって決まる。

この時間は逆方向にバイアスされたダイオードによって
与えられる極めて高い抵抗に依存することは勿論である
が、キャパシタの静電容量にも依存する。

この静電容量を大きくするためには、絶縁体（第２図の
部分４０）の厚さを減少させなければならないのである
。

尚、この実施例では、電極２はピエゾ電気板４０と接触
して示されているが、この接触は必ずしも必要でない。

接触電極２がピエゾ電気板４０から或る距離離れている
ような場合でも同様に作用する。

本発明は上記実施例に限定されるものでないことは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の記憶ユニットの電気回路図、第２図は本
発明による装置の一実施例を示す説明図、第３図は本発
明による装置の第二の実施例を示す説明図、第４図は第
３図の一部を拡大した横断面図、第５図は本発明に関連
する電気特性図、第６図は本発明の変形例の説明図であ
る。 １・・・・・・浮遊電極、２・・・・・・電極、３・・
・・・・半導体基板、４・・・・・・電気的絶縁層、５
・・・・・・接触電極、６・・・・・・導線、７，８・
・・・・・トランスジューサ、９・・・・・・導線、１
０・・・・・・電極、１２・・・・・・誘電性バンド、
１４・・・・・・絶縁層、４０・・・・・・ピエゾ電気
板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キャパシタンス部分を構成するピエゾ電気板と、こ
   のピエゾ電気板の表面に設けた電気音響トランスジュー
   サと、このトランスジューサによる音響波の伝播方向に
   前記ピエゾ電気板との間に一定の空気層を介してとびと
   びに設けた復数の電極と、この電極に接触してダイオー
   ドを形成する半導体層とを具え、 記録時には、記録すべき高周波信号を前記トランスジュ
   ーサで音響波に変換しこの音響波による前記ピエゾ電気
   板の変形によって生ずる電圧を前記ダイオードの順方向
   バイアス電圧によって前記キャパシタンス部分にポテン
   シャルプロフィルとして蓄積し、 読出時には、前記キャパシタン不部分に蓄積された前記
   ポテンシャルプロフィルを前記ダイオードの逆方向バイ
   アスによるブレークダウン電流と共に解放するようにし
   て成る高周波信号記憶装置。