(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(54) FUNCTIONAL CONVERTER
Изобретение относитс к области аналоговой вычислитель ной техники, Известен функциональньш преобразо ватель ПЗ, содержащий полупроводниковую подложку с распределенной р-п-структурой, на поверхности которой сформирован резис ивный функционально распределенный слой с входными контактами. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению вл етс функциональный преобразователь 2 содержащий полупроводниковую подложку, омический контакт, св занный с йолупроводниковой подложкой, полупроводн ковый слой противоположного типа про водимости, сформированный на рабочей поверхности полупроводниковой подлож ки, первый и второй выходные контакты св занные с полупроводниковьм слоем противоположного типа проводимости, слой диэлектрика, расположенный на рабочей поверхности полупроводниковой подложки, функционально распределенный резистивный слой, расположенный на внешней поверхности диэлектрического сло , первый и второй входные контакты, св занные с функционально распределенным резистивным слоем. Причем выходные контакты изолированы от функционально распределенного резистивного сло . Недостатком таких прео15разователей вл етс узкий класс воспроизводимых функций, ограниченный монотонно возрастающей либо монотонно убывающей зависимостью выходного тока от входного напр жени . Целью изобретени вл етс расширение класса функций, воспроизводимых преобразователем, за счет воспроизведени немонотонных функций. Это достигаетс тем, что функциональный преобразователь, содержащий полупроводниковую подложку, омический контакт, св занный с полупроводниковой подложкой, полупроводниковый слой противоположного типа проводимости. 38 сформированный на рабочей поверхности полупроводниковой аОДЛОЖКИ, ПврВЫЙ и второй выходные контакты, св занные с полупроводниковым слоем противоположного типа проводимости, слой диэлектрика , расположенньш на поверхности полупроводниковой подложки , функционально распределенный резистивный слой, расположенный на внешней поверхности диэлектрического сло , первый и второй входные контак ты, св занные с функционально распре Деленным резистивным слоем,, дополнительно содержит третий и четвертый входные контакты, дополнительный функционально распределенный резистивный слой, расположенный на поверхности диэлектрического сло , свободный от основного функционального распределенного резистивного сло . Полупроводниковый слой противоположного типа проводимости.выполнен в виде двух низкоомнымх областей, размещенных вдоль внутренних граней основного и дополнительного функционально распределенных резистивных слоев, и высокоомной области, расположенной меж ду низкоомными област ми, третий и четвертый входные контакты св заны с дополнительным функционально распред ленным резистивным слоем. Структура преобразовател приведе на на чертеже. Преобразователь содержит полупро .водниковую подложку 1 , св занный с ней омический контакт 2, полупроводниковый слой противоположного типа проводимости 3., основной 4 и дополни тельньш 5 функционально распределенные резистивные слои, первый 6 и второй 7 выходные контакты, св занны с низкоомными област ми 8 полупровод никового сло противоположного типа проводимости 3, первый, второй, третий и четвертый входные контакты 9, 10, 11 и 12, диэлектрический слой 13 раздел ющий полупроводниковый слой 3 и функционально распределенные резис тивные слои 4, 5, высокоомную область 14 полупроводникового сло 3. Функциональный преобразователь работает следующим образом. На контакт 6 низкоомной контактной области 8 полупроводникового сло подают посто нное по величине опорно напр жение. Выходом преобразовател вл етс контакт 7 низкоомНой контак ной области 8 полупроводникового сло 3, потенциал которого, например , тождественно равен нулю при работе функционального преобразовател на опера1.1ионный усилитель (на чертеже не показан). На контакты 9-12 подаютс напр жени U g + U-,, Ug + U/2., Ъ Ы. 4 и gy соответственно. Напр жени U - Уд фиксированы и остаютс посто нными в диапазоне изменени входного напр жени U ду. С увеличением модул входного напр жени (иих) происходит перемещение по функционально распределенным резистивным сло м 4 и 5 эквипотенциалей , соответствующих границам между област ми отсечки и насьпцени в МОП-структуре с встроенными каналом , образованной полупроводниковым слоем 3, слоем диэлектрика 13 и функционально распределенными резистирными сло ми 4 и 5. Характер перемещени границ по функционально распределенным сло м 4 и 5 определ етс видом профилей слоев и величинами напр жений и - и и Ugx а положение одной границы относительно другой определ ет величину выходного тока, текущего от контакта 6 к контакту 7 по низкоомным област м 8 и высокоомной области 14 полупроводникового сло 3. Так как проводимость структуры, задающа величину выходного тока может мен тьс как в сторону увеличени , так и в сторону уменьшени при монотонном возрастании (либо убывании} входного напр жени , становитс возможной реализаци функции выходного тока от входного напр жени , имеющей как монотонно возрастающие, так и монотонно убывающие участки. Кроме того, выполнение части полупройодникового сло 3 в виде двух низкоомных областей 8 обеспечивает увеличение отношени максимально возможного к минимально возможному выходному току функционального преобразовател , поскольку оно уменьшает вли ние, перекрытой функционально распределенными резистивными сло ми 4-, 5 области полупроводникового сло 3. Таким образом, предложенный функциональный преобразователь позвол ет воспроизводить более широкий класс функций, чем прототип, что существенно расшир ет область его применени .The invention relates to the field of analog computing technology. A functional PP converter is known, which contains a semiconductor substrate with a distributed pn structure, on the surface of which a resistive functionally distributed layer with input contacts is formed. The closest technical solution to the invention is a functional transducer 2 containing a semiconductor substrate, an ohmic contact associated with a semiconductor substrate, a semiconductor layer of opposite conductivity type, formed on the working surface of the semiconductor substrate, the first and second output contacts connected with semiconductors a layer of opposite conductivity type, a dielectric layer located on the working surface of the semiconductor substrate, functionally distributed ELENITE resistive layer disposed on the outer surface of the dielectric layer, the first and second input terminals associated with functionally distributed resistive layer. Moreover, the output contacts are isolated from the functionally distributed resistive layer. The disadvantage of such converters is a narrow class of reproducible functions, limited by the monotonously increasing or monotonously decreasing dependence of the output current on the input voltage. The aim of the invention is to expand the class of functions reproduced by the converter by reproducing non-monotonic functions. This is achieved by the fact that a functional converter containing a semiconductor substrate, an ohmic contact associated with a semiconductor substrate, is a semiconductor layer of opposite conductivity type. 38 formed on the working surface of a semiconductor DOS, a ground and second output contacts connected to a semiconductor layer of opposite conductivity type, a dielectric layer located on the surface of the semiconductor substrate, a functionally distributed resistive layer located on the outer surface of the dielectric layer, the first and second input contacts associated with the functionally distributed Deleted Resistive Layer, additionally contains the third and fourth input contacts, an additional nktsionalno distributed resistive layer disposed on the surface of the dielectric layer that is free of basic functional distributed resistive layer. A semiconductor layer of opposite conductivity type. Made in the form of two low-resistance regions located along the inner edges of the main and additional functionally distributed resistive layers, and a high-resistance region located between the low-resistance regions, the third and fourth input contacts are connected with an additional functionally distributed resistive layer . The structure of the converter is shown in the drawing. The converter contains a semiconductor substrate 1, an ohmic contact 2 connected with it, a semiconductor layer of the opposite conductivity type 3., the main 4 and an additional 5 functionally distributed resistive layers, the first 6 and second 7 output contacts associated with low-resistance areas 8 semiconductor layer of opposite conductivity type 3, first, second, third and fourth input contacts 9, 10, 11 and 12, dielectric layer 13 separating semiconductor layer 3 and functionally distributed resistive layers 4, 5, a high-resistance region 14 of the semiconductor layer 3. The functional converter operates as follows. The contact 6 of the low-resistance contact region 8 of the semiconductor layer is supplied by a constant-magnitude support voltage. The output of the converter is the contact 7 of the low-contact contact area 8 of the semiconductor layer 3, the potential of which, for example, is identically zero when the functional converter is operating on an operating 1.1-ion amplifier (not shown). The pins 9-12 are supplied with voltages U g + U- ,, Ug + U / 2. B. 4 and gy respectively. The voltages U – Ud are fixed and remain constant in the range of variation of the input voltage U dy. With an increase in the input voltage module (s), there is a movement along functionally distributed resistive layers of 4 and 5 equipotentials that correspond to the boundaries between the cut-off areas and our patterns in the MOS structure with an embedded channel formed by the semiconductor layer 3, the dielectric layer 13 and the resistive functionally distributed layers 4 and 5. The nature of the movement of the boundaries along the functionally distributed layers 4 and 5 is determined by the type of the layer profiles and the magnitudes of the stresses and - and and Ugx and the position of one border is relative On the other, it determines the magnitude of the output current flowing from pin 6 to pin 7 on low-resistance regions 8 and on the high resistance region 14 of semiconductor layer 3. Since the conductivity of the structure, which determines the magnitude of the output current, can vary both upwards and downwards. with a monotonous increase (or decrease) of the input voltage, it becomes possible to realize the function of the output current from the input voltage, which has both monotonically increasing and monotonically decreasing sections. In addition, the implementation of part of the semi-transistor layer 3 in the form of two low-resistance regions 8 provides an increase in the ratio of the maximum possible to the minimum possible output current of the functional converter, since it reduces the influence blocked by the functionally distributed resistive layers 4, 5 of the region of the semiconductor layer 3. Thus The proposed functional converter allows to reproduce a wider class of functions than the prototype, which significantly expands its scope.