Фотоприймач

Реферат: UA 68148 U UA 68148 U 5 10 Корисна модель належить до напівпровідникової електроніки, а саме, до конструкції фотоприймачів і може бути використана в пристроях вимірювальних приладів, автоматики та оптичного зв'язку. Відомі конструкції фотоприймачів на базі одноперехідного транзистору (ОПТ), який увімкнено в схему генератора релаксаційних коливань, вихідним параметром якого є частота коливань. Вона збільшується із зростанням світлового потоку Ф [1]. Недоліком цих пристроїв є відносно вузький спектральний діапазон фоточутливості, який визначається напівпровідниковим матеріалом, з якого зроблені одноперехідний транзистор і біполярний фототранзистор. Найближчим аналогом (прототипом) корисної моделі є фотоприймач на базі генератора релаксаційних коливань, що вміщує кремнієвий одноперехідний фототранзистор, в електричний контур емітера Е якого ввімкнуті конденсатор і кремнієвий біполярний фототранзистор (фіг.). Конденсатор С заряджується через біполярний фототранзистор (БФТ). Частота коливань f релаксаційного генератора [2] f 15 20 25 30 35 40 45 Iф (1) СUВ Де Iф - струм через БФТ, UВ - напруга включення ОПТ. Із зростанням світлового потоку Ф струм Iф зростає, а напруга UВ зменшується. Це і обумовлює зростання частоти f (Ф) . Недоліком цього фотоприймача є відносно вузький спектральний діапазон фоточутливості, який визначається напівпровідниковим матеріалом, з якого зроблені ОПТ і БФТ. В даний час ОПТ виготовляються лише на базі кремнію, що має чутливість до світлових хвиль з довжиною в діапазоні 1  (0.2  1.05) мкм. З цього ж матеріалу у прототипі виготовлено і БФТ, який вбудовано в область емітера Е ОПТ. Як відомо, діапазон сонячного випромінювання складає C  (0.2  1.08) мкм, тобто фотоприймач-прототип приймає практично лише половину. В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечення фоточутливості приймача у всьому діапазоні  C спектра сонячного випромінювання. Технічним рішенням задачі є використання в схемі фотоприймача біполярного фототранзистора із германію в електричному контурі емітера кремнієвого одноперехідного фототранзистора. Германій має фоточутливість в діапазоні  2  (0.2  1.8) мкм, що й забезпечує перекривання двома фототранзисторами (ОПТ і БФТ) всього діапазону  C сонячного випромінювання. Роботу фотоприймача можна проілюструвати за допомогою його електричної схеми (фіг.). Конденсатор С заряджується струмом Іф до напруги включення UВ ОПТ, після чого розряджається через нього, що призводить до появи імпульсу струму на вихідному опорі R1 . Далі процес повторюється. В діапазоні світлових хвиль (0.2  1) мкм чутливим елементом приймача служить БФТ. Струм через нього зростає з підвищенням світлового потоку, що у відповідність до (1) призводить до зростання частоти генератора f . В діапазоні довжин хвиль (0.9  1.8) мкм чутливим елементом є ОПТ. Зменшення для нього із зростанням світлового потоку напруги UВ також збільшує частоту f . Таким чином, чутливість фотоприймача розповсюджується на весь спектральний діапазон сонячного випромінювання. Експериментальна перевірка роботи фотоприймача відбувалася із використанням кремнієвого ОПТ типу КТ117 і германієвого БФТ типу ФТГ-4, які серійно випускаються промисловістю. Перевірка показала, що спектральний діапазон випромінювання, до якого фотоприймач є чутливим, розширений у порівнянні із прототипом майже у два рази і відповідає спектру сонячного випромінювання  C . Сучасна технологія мікроелектроніки дозволяє виготовляти ОПТ і БФТ у вигляді однієї твердотільної мікросхеми, яку є можливість випускати на будь-якому підприємстві електронної промисловості. Джерела інформації: 1. Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. - Москва: Радио и связь. - 1990. - С. 180-185. 2. Патент України № 58429 "Фотоприймач". МПК Н01L31/10, 11.04.2011., Бюл. № 7, 2011 p. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Фотоприймач, на базі генератора релаксаційних коливань, що вміщує кремнієвий одноперехідний фототранзистор, в електричний контур емітера якого ввімкнуто конденсатор і кремнієвий біполярний фототранзистор, який відрізняється тим, що біполярний фототранзистор виконано з германію. 1 UA 68148 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2