Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 18 - Minneselement i framtida datamaskiner, av Lars Arosenius
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
I en toroidformad ferritkärna ligger normalt
alla moment riktade antingen medurs eller
moturs, fig. 3 t.v. Om man nu försöker kasta
om momentriktningen med hjälp av ett yttre
magnetfält, visar det sig att alla moment i hela
kärnan ej kan kasta om samtidigt. Man skulle
nämligen då få ett mellantillstånd med alla
momenten riktade radiellt med mycket stor yttre
fältenergi som följd. Ett sådant momentant
omslag skulle fordra ett magnetiserande fält
av storleksordningen 100 000 At/m. I stället
kommer kärnan att slå om del för del, ocli
mellan områden med helt omlagt moment och
områden som ej reagerat bildas en domänvägg.
För fullt omslag av kärnan fordras att
domänväggen flyttar sig över hela kärnans bredd,
fig. 3. Ju längre väg domänväggen har att gå,
desto långsammare blir omslaget. För
omkopplingstiden t gäller relationen
(H — Hc) • t = S där S = c • d/8
där H är det magnetiserande fältets styrka,
Hc är koercitivkraften i materialet, S är en för
kärnan karakteristisk storhet, c en konstant,
d kärnbredden och 8 domänväggens bredd.
För en permalloy-kärna (83 % Ni, 17 % Fe)
och även för ferritkärnor är S av
storleksordningen 50 At/m och ^s och d/8 = 500.
Kärnans snabbhet kan tydligen ökas om man
minskar d. Dimensionerna kan emellertid ej
göras för små, ty kärnan blir då bräcklig.
Elektriskt kan d minskas genom att man
använder pulser med mycket kort varaktighet,
dvs. man bryter omslagsförloppet när bara en
del av kärnan har slagit om. Denna metod har
använts av R E McMahon, i ett minne med ett
godhetstal av 11,2.
Tunna magnetiska filmer
Ett bättre förhållande d/8 än vad ferritkärnan
har kan erhållas med mycket tunna magnetiska
filmer. Är dessa mindre än ca 3 000 Å tjocka
har de ej någon tendens att uppdelas i
magnetiska domäner och d/8 är därför för dessa
strukturer ca 1. Detta skulle betyda att filmer
av denna typ skulle bli 500 gånger så snabba
som en vanlig ferritkärna ocli således ge
omkopplingstider av storleksordningen ett par
nanosekunder (1 ns = 10"° s).
I praktiken har man funnit att filmerna
verkligen är mycket snabba, även om
omslagstiderna för praktisk drift måste multipliceras med
en faktor på 5—10.
De tunna magnetiska filmerna tillverkas
vanligen genom förångning av ett magnetiskt
material så att man får ett tunnt nedslag på en
glasplatta. Oftast sätter man en mask framför
glasplattan vid förångningen, så att man får ett
mönster av runda magnetiska fläckar där varje
fläck har ca 1,5 mm diameter. Vid
förångningen som tar 6—7 min, lägges ett starkt
magnetfält över glasplattan, varvid av hittills obekant
anledning de magnetiska momenten orienterar
sig i denna riktning, dvs. man får en
preferensriktning för magnetiseringen i materialet.
Om ett yttre magnetfält vinkelrätt mot
preferensriktningen pålägges, kommer alla de
magnetiska momenten att vrida sig mot fältet.
Vridningen bromsas emellertid av de krafter som
vill orientera alla moment i lätta riktningen.
Ett jämviktsläge bildas vid en viss
Vridningsvinkel q), fig. 4. Om fältet är tillräckligt stort,
>//c, kommer alla momenten att vara invridna
i fältriktningen. Magnetiseringens komponent
i z/-riktningen M sin tqp som funktion av den
yttre magnetiseringen Hy får därför det
utseende fig. 5 visar. Om fältet minskas kommer
momenten att åter falla tillbaka mot den lätta
riktningen.
Om endast ett fält i x-riktningen pålägges,
motriktat det totala magnetiska momentet i
filmen, kan man teoretiskt beräkna den totala
energin E som funktion av vinkeln <p, fig. 6.
Energin har ett maximum för en viss
vridningsvinkel tpv Om vi nu antar att den totala
magnetiseringsvektorn sammanfaller med
positiva a>axeln ser man, att detta för små
värden på det pålagda fältet Hx är ett stabilt
tillstånd; man ligger i ett relativt energiminimum.
Om fältet ökas, kommer vinkeln xp1 för maximal
energi att minskas, och vid ett visst kritiskt
värdet på Hx = H3 är »<px = 0. <p = 0 är nu ett
labilt jämviktsläge, varför alla magnetiska
moment slår om så att «p = n, vilket är ett
energiminimum och därför stabilt tillstånd.
Ger man på något sätt en viss utgångsvinkel
åt M kommer det för omslag behövliga
magnetiserande fältet att minska. Om i ett diagram
M eos i<p avsättes som funktion av Hx kommer
man att få en kurva enligt fig. 7 t.v.
Om fält pålägges både i x- och i [/-riktningen,
kommer fältet i y-riktningen att vrida vektorn
M en viss vinkel fp. Detta betyder att den för
458 TEKNISK TIDSKRIFT 1959
Fig. 2.
Magnetiska moment i
domänvägg.
Fig. 3.
Ferritkärna för minne
med en
förstorad del visande
en domänvägg.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
