Параметри конвольверів на АХ

Активні пристрої на АХ

А) Акустоелектронні підсилювачі

Відомо, що для АХ, які поширюються вздовж поверхні п’єзоелектричнихкристалів, характерна наявність електричного поля. Якщо ж поблизу поверхні п’єзоелектрика розмістити напівпровідник чи метал, то в них буде наводитись електричний струм: така акустоелектронна взаємодія буде супроводжуватись втратою потужності енергії АХ. При накладанні постійного електричного поля, яке викликає дрейф носіїв заряду в напрямку поширення АХ, носії заряду можуть передавати свою енергію хвилям за умови співвідношення швидкостей . В цьому випадку можемо здійснити напрямлене підсилення біжучих АХ та створити підсилювач.

Для створення підсилювачів в основному використовують п’єзонапівпровідники з певною концентрацією та рухливістю носіїв заряду, а також п’єзо- та сегнетоелектрики з сильним п’єзоефектом, на робочу поверхню яких наноситься тонкий напівпровідниковий тонкий шар.

Основні сфери застосування акустоелектронних підсилювачів:

- підсилення електричних сигналів: в них електричний сигнал перетворюється в ПАХ, яка підсилюється та перетворюється знову в електричний сигнал; зрозуміло, що такий підсилювач має витримувати конкуренцію з боку інших підсилювачів не тільки з точки зору коефіцієнта підсилення, але й з врахуванням ширини смуги, коефіцієнта шуму, динамічного діапазону, стійкості до впливу оточуючого середовища, собівартості тощо. Діапазон частот: МГц. Для роботи в нижній частині діапазону використовують недорога сегнетоелектрична кераміка із великим значенням коефіцієнта електромеханічного зв’язку, на високих частотах - п’єзоелектричні монокристали та епітаксійні структури.

- системи, в яких вже поширюються ПАХ, що мають бути підсиленими – наприклад, ЛЗ з великим часом затримки.

Типи підсилювачів ПАХ

1. Монолітний підсилювач

Взаємодія між носіями заряду та електричними полями в звукопроводі відбувається в його низькоомній області. (рис.10) Перевага: електричні поля в кристалі проникають на більшу відстань, ніж в просторі над ним - це забезпечує відносно великий об’єм взаємодії. Недолік: неможливо простими засобами сумістити властивості гарного п’єзоелектрика та напівпровідника в одному матеріалі.

Вихід:

- додати домішкичиосвітлювати звукопровідз властивостями фотопровідника – це регулює провідність кристалу;

- вводити домішки в гарний п’єзоелектрик – це сприяє суміщенню властивостей п’єзоелектрика та напівпровідника.

Створено монолітні підсилювачі на основі CdS, CdSe, ZnO, які використовують як звичайні ПАХ, так і електромеханічні хвилі Гуляєва-Блюстейна.

2. Плівковий підсилювач. За своєю конструкцією аналогічний до попереднього, але з напиленою на поверхню п’єзоелектрика напівпровідниковою плівкою(чи вирощеною епітаксійно). Матеріал плівки: сульфід свинцю, телурид свинцю. Матеріали звукопроводу: InSb, CdS та LiNbO₃, Bi₁₂GeO₂₀. Є підсилювачі із напівпровідникової плівки на високоомній напівпровідниковій підкладці: плівки ZnO, LiNbO₃ на підкладці Si.

3. Підсилювач з розділяючим середовищем. Схожий на плівковий, але з прокладкою (товщиною 100-2000 А⁰) між напівпровідниковою плівкою та п’єзоелектричним звукопроводом. Перевага: товщина прокладки регулює динамічний діапазон підсилення та дозволяє пропускати ПАХ з великою потужністю (при цьому в напівпровіднику підтримується густина носіїв заряду нижче рівня насичення). В таких підсилювачах забезпечується підсилення як неперервних, так і імпульсних сигналів. Недолік: має місце швидкий спад електричного поля хвилі із збільшенням відстані від вільної поверхні звукопроводу.

рис.10	рис.11	рис.12

Поиск по сайту: