Фотоваріатор бобонича

Винахід відноситься до області електронної техніки, а більш конкретно - до пристроїв для отримання фотоелектричних струмів з інверсією знаку за допомогою світлових променів і може бути застосований у виробництві оптоелектронних приладів. Відомий диференціальний фотоелемент, що містить два близько розміщених p-n-переходів, виготовлених на одній пластині [1]. При опроміненні поверхні p-n-переходів світловим пучком результуюча фотонапруга на фотоелементі має один знак електрорушійної сили. Відомий також біфотоелемент, що представляє собою два близько розміщених р-n-переходів, розділених між собою дуже вузьким дислокаційним шаром шириною порядку 10нм. Зміна положення світлового променю відносно поверхні відомого фотоприймача відтворює інверсію знаку фотострум у [2]. Фотостр ум зростає при наближенні світлової точки відносно вузького дислокаційного шару і, досягн увши максимального значення, змінює знак, знову сильно зростаючи. Однак, висока локалізація чутливості (порядку 1мВ/мкм при освітлені світловим потоком близько 1000лк) потребує попереднього грубого наведення на мішень, що є недоліком такого фотоелементу. Відомий фотоелемент, наприклад, фототиристор, що складається із структури р-n-р-n-типу. За допомогою інтегрального світла, що попадає на структуру фотоелементу, на ньому індукується електрорушійна сила струму. У всій структурі під дією світла відбувається генерація пар електрон-дірка, і вони всі однаково ефективно беруть участь у збільшенні від мінімального значення до максимального позитивного значення струму, що протікає через структур у. Задача винаходу - розширення можливості отримання від'ємної вітки електрорушійної сили струму. Досягнення задачі здійснюється тим, що в фотоваріаторі, що складається із структури р-n-р-n-типу, кінці яких представляють анод та катод, що приєднані до р- та n-областів відповідно, влаштовані два світловода, одні кінці яких знаходяться на р- та n-областях стр уктури, а інші виведені назовні фотоваріатора. Фотоваріатор заповнений герметичним компаундом. Заявлений фотоваріатор відрізняється від прототипу тим, що при збудженні монохроматичним світлом із сторони катодного приєднання до структури фотоелементу виникає фотоерс із знаком "-", що обумовлена електронами, а при опроміненні структури із сторони анодного приєднання (тобто до основи) між електродами виникає фотоерс із знаком "+", що з умовлена дірками, які виникають в структурі. Окрім того, заявлений елемент відрізняється від прототипу тим, що він має два робочі стабільні стани. Один є станом, коли на виході його є сигнал із додатною фотоерс, а другий стан, коли на виході є сигнал із від'ємною фотоерс. Таким чином, заявлений фотоваріатор відповідає критерію "новизна". Порівняння заявленого технічного рішення з відомим рішенням дозволило виявити технічне рішення, яке містить ознаку, яка відрізняє заявлене технічне рішення від відомого тим, що при дії на катодне чи анодне приєднання до структури р-n-переход монохроматичним світлом відбувається зміна знаку (інверсія) фотоерс. Такої ж властивості не має технічне рішення [2]. Ця властивість забезпечує заявленому технічному рішенню відповідності критерію "істотні відмінності". Суть винаходу основана на тому, що фотоваріатор, що складається із структури р-n-р-n-татіу, до кінців аноду (р-область) та катоду (n-область) якого влаштовані два світловода, збуджується монохроматичним світлом із сторони катодного приєднання до структури фо товаріатора, при якому виникає фотостр ум із знаком "-", що обумовлений електронами, а при опроміненні структури із сторони анодного приєднання (тобто до основи) між електродами виникає струм із знаком "+", що з умовлений дірками, які виникають в структурі. В відомому технічному рішенні [2] зміна знаку фотоерс проводиться скануванням інтегральним (білим) світлом по поверхні фотоваріатора, причому зміна знаку фотоерс на ньому відбувається на базі фотоваріатору, що містить зернисту структур у. У технічному рішенні при опроміненні світлом структури р-n-р-n-типу не відбувається зміна знаку інверсії. При проведені літературних досліджень по науково-технічним джерелам інформації ми не виявили ці нові властивості фотоваріатору, який складається із чотирьох p-n-переходів. Суть виявленого нового ефекту полягає в наступному. При опромінені лазером ЛГН-208А або ІЧ світлодіодом АЛ 107Б із сторони катодного приєднання до структури фотоваріатору виникає фотострум із знаком "-", що обумовлений електронами, а при опроміненні структури із сторони анодного приєднання (тобто до основи) між електродами виникає струм із знаком "+", що зумовлений дірками, які виникають в структурі фотоваріаторі. На рис. схематично приведений фотоваріатор. Фотоваріатор виготовлений із структури р-n-р-n-типу, де анод 1 приєднаний до p-області, катод 2 приєднаний до n-області, керуючий електрод 3 приєднаний до другої p-області структури. До аноду 1 та катоду 2 прикріплені два світловода 4 та 5 відповідно. Фотоваріатор залитий компаундом (на рис. не показано). Фотоваріатор працює таким чином. Анод 1 фотоваріатору приєднувався до клеми "+" вимірювального вольтметра, а катод 2 - до клеми "-". Керуючий електрод "висів" в повітрі. При опроміненні лазером ЛГН-208А світловоду 4, що закріплений до аноду 1 стр уктури значення фотоерс було рівним +420мВ, при опроміненні лазером світловоду 5, який закріплений до катоду 2 структури фотоваріатору, значення фотоерс було рівним -20мВ. Вимірювання фотоерс проводилось в фотогальванічному режимі. Керуючий електрод 3 до вимірювальної системи не був приєднаний. Нами виготовлені фотоваріатори на основі кремнієвих підкладок із р-n-р-n-структурою. До анодного та катодного електродів структури (р-область та n-область відповідно) закріплювались куски світловодів за допомогою епоксидного компаунду. Таким чином, конструкція приладу забезпечувала можливість як оптичного керування (за допомогою монохроматичного світла), так електричним сигналом (звичайний спосіб). Слід зауважити, що при подачі на світловоди монохроматичного світла із іншою довжиною світла, яка була виділена за допомогою монохроматора МДР-23, значення фотоерс змінювалось аналогічно, як і при дії на фотоваріатор світлом від лазера ЛГН-208А. Технічна ефективність запропонованого фотоваріатора відбувається шляхом збудження монохроматичним світлом анодного або катодного приєднання до структури від чотирьох p-n-переходів. Крім того, керування фотоваріатором можна здійснити також і за допомогою електричних сигналів. Літератуні джерела: 1. Berght H.E. BPY 12 und BPY 48 silizium planar photodioden fur mess/ -simens bauteile information/ -1970, Bd. 8. №1. –S.15-18. 2. Ма таре Г. Электроника дефектов в полупроводниках. Пер. с англ. –Москва: Мир, 1974. –с.290-296.