Патент ссср 411528

 

О П И С А Н И Е 4И528

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз 4оветскиз

Социалистимеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 22.Х1.1971 (И 1716647)18-10) М. Кл. H 01@ 9/18 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета Министров СССР ео делам изооретений откоытий

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 21Х.1974

УДК 621.319.45(088.8) Авторы изобретения

Н, С. Лидоренко, И. Б. Рубашов, В, И. Сердобольский, P. Н. Куклин, А. А. Новиков и В. А, Федорин цйТБ

" а 1p C " 11т i(1 53 р 3

Заявитель

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ АНАЛОГОВАЯ ЗАПОМИНАЮЩАЯ

ЯЧЕЙКА

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в обучающихся устройствах, предназначенных для распознавания ситуаций.

Известные жидкостные электрохимические аналоговые запоминающие элементы, содержащие ряд электродов, зазор между которыми заполнен окислительно-восстановительным электролитом, не миниатюрны и не позволяют запоминаемым сигналом регулировать длительность запоминания.

Описываемая электрохимическая аналоговая запоминающая ячейка отличается тем, что в корпусе запоминающего устройства размещена органическая или неорганическая капиллярная матрица, выполненная, например, из материала с ориентировочными порами, в которые с одного конца введены инертные электроды, свободная часть пор заполнена загущенным окислительно-восстановительным электролитом, а общий электрод расположен в объеме электролита. Это обеспечивает микроминиатюризацию и регулирование длительности запоминания.

На фиг. 1 изображена схема запоминающей ячейки; на фиг. 2 — зависимость времени хранения от времени записи.

Электрохимическая аналоговая запоминающая ячейка выполнена в корпусе 1, заполненном окислительно-восстановительным электролитом, находящимся в связанном состоянии.

В качестве электролита можно использовать водный раствор KI+12. В корпусе элемента размещена капиллярная матрица 2, выполненная, например, из изолирующего материала или тетрафторэтилена, стекла, с ориентированными порами. В капилляры матрицы на некоторую глубину введены инертные элект10 роды 3, изготовленные из проводящего материала, устойчивого в применяемом электролите. Свободная часть пор заполнена загущенным электролитом. В качестве эагустителя могут применяться, например, декстрановые

1 соединения. Общий электрод размещен в объеме электролита и окружен ионопроводной мембраной.

B процессе записи пропускается ток между общим 4 и одним из инертных электродов 3.

2О На электроде, размещенном в капиллярной матрице, протекает реакция:

О+ e R.

Так как электролит в капиллярах пластины

2S загущен, то конвекция электролита устранена, и в капилляре происходит чисто диффузионные процессы, при условии, что в электролите электропроводность обеспечивается индифферентным электролитом. Электрод заполня30 ет все сечение капилляра матрицы, чем обес411528 х

+Ахеlfc

2Вo ! хор

О et fc 2

2DP t

55 печиваются условия линейной полубесконечной диффузии.

В этих условиях изменение концентрации компонентов О и Р во времени и пространстве описывается согласно:

1 2 12 о 2100 / хэ

С р(х, t) = Со —,, ех/1 (— +

4Dot /

I!2 1, 2 о 2)йр t хэ

Ср(х 3) = С + 1. „, ехр (—

4Det,о о где С р, Ср — концентрации окислителя и восстановителя в объеме электролита;

Do, DR — коэффициенты диффузии окислителя и восстановителя;

io — плотность тока записи на элекio

n FDo троде;

t — время записи током.

Изменение концентрации Ср и С11 приводит к измерению потенциала электрода и напряжения между общим и капиллярным электродом.

-. и FDo ,г

Через время тр — Co потенциал

2to электрода повышается до потенциала, при котором возможна следующая электрохимическая реакция, например разложение растворителя.

В режиме хранения ток отключается. Процесс запоминания связан со сравнительной медленностью восстановления, установившейся при записи распределения концентрации:

Со (х, t) и С1 (х, t).

Вблизи электрода:

DI !2

Сл (t ) =- Ся+ 2H E(t + t )" — t J1.

При условии Do=DR

Ср (x, t) = Сор + CR — С (x, 3 ).

Изменение концентрации Ср и С характеризует динамику процесса забывания. В предлагаемой ячейке контроль соотношения Ср и

Св осуществляется по потенциалу электрода, меняющемуся согласно уравнению Нернста.

Анализ полученных результатов показывает, что время хранения является функцией времени записи при заданном токе. При увеличении тока записи время записи и хранения умен шается.

Таким образом, меняя величину тока записи и конечный потенциал электрода, можно в широких пределах менять скорость забывания.

Регулирование скорости забывания существенно необходимо для нормального функционирования опознающих обучающих устройств.

Очень важно, что скорость забывания регулируется самим входным воздействием.

В качестве пористой пластины для матрицы можно применять гомопористую стеклянную пластину с числом отверстий 2 10 отв/см .

При этом площадь одного отверстия равна

10 — см, а ток записи — равен 10 —" а. Диффузионный слой за это время отодвигается на расстояние 6- VDt, т. е. на -0,3 см.

Таким образом, толщина пластины, определяющая длину капилляра, должна быть порядка 5 мм.

Активное сопротивление одного элемента

1 определяется согласно R=o — и в случае, если

I L

1= 1 см, L= 10-з см, о= 1О ом см, оно равно

10э

Падение напряжения на ячейке во время записи при этом 10 — в, а потребляемая мощность 10 "вт.

Таким образом, в объеме порядка 1 см удается разместить 1 10 отдельных аналоговых элементов памяти с ничтожным потреблением тока и мощности, что открывает новые возможности для микроминиатюризации средств вычислительной техники и позволяет решить вопрос о создании обучающихся систем на хемотронных элементах.

Предмет изобретения

Электрохимическая аналоговая запоминаюющая ячейка, содержащая корпус, внутренняя полость которого заполнена окислительно-восстановительным электролитом, и электроды, отличающаяся тем, что, с целью микроминиатюризации и регулирования длительности запоминания, в корпусе размещена капиллярная матрица из изолирующего материала с ориентированными заполненными загущенным электролитом порами, в которые с одного конца введены инертные электроды, а общий электрод расположен в объеме электролита.

Редактор М. Андреева

Составитель Г. Невская

Техред 3. Тараненко

Корректор Е. Хмелева

Заказ 1123!12 Изд. № 1186 Тираж 760 Подписное

IIHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская нгб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2