SU472601A1 - Оптоэлектронна пара - Google Patents

Description

(54) ОПТОЭЛЕКТРОННАЯ ПАРА

Claims (2)

1. Изобрегение относи ге  к: опгоэлекгронике и может быть использовано дл  получени  электрических колебаний инфраниз кой часгогы, Извесгнь генераторы инфранизких чаогот , основанные на применении схем сзмо возбуждени  и преобразовани  эпекгричео ких колебаний, такие как генераторы на биени х, гермисгорные генерагоры.КС-генерагоры , С их помощью можно получить колебани  в диапазоне частот до , однадо их стабильность в области частот 10 Гц низка, а получение частот меньших 1О Гц практически невозможно. Дл получени  колебаний инфранизких частот меньших 10 Гц от электронных генерато ров используют, как правило, генераторы низкой частоты и каскады пересчета им- пульсов на триггерах, обеспечивающие увеличение интервалов между сигналами. В этом случае, однако, необходимо приме нение многокаскадных пересчетных усгройсгв , что сильно усложн ет схему генератора и снижает надежи ос гь его работы . Извесген также генератор на оптоэлект ронной паре, состо щий из полупроводникового приемника и электролюминофора, соединенных цепью обратной св зи. Чаотога генерируемых сигналов определ етс  в этой схеме временем фотоотклика полупроводникового приемника и принципиально не может составл ть величину пор дка секунд. Цель изобретени  состоитв том, чтобы получить генерацшо электрических колебаний инфранизкой частоты. Эта цель достигнута тем, что приемник излучени  в оптоэлектронной паре выполнен из полупроводника, состо щего из ( шзкоомной массы с высокоомными област ми включений, с (рр)переходами на границах областей, а с целью получе- ш  более резкихП 1 - переходов на границах включений в качестве полупроводникового материала выбран антимонид галли  п - типа, легированный серой. Источником света служит свегодиод с максимумом в спектре излучени  в диапазоне 0,2-1,78 эВ. Дл  повышени  стабильносги генерации в схему обратной св зи включены ключевой и балансный .каскады. Объединение приемника излучени , . ВЫНГЩНеННОГО ИЭ полупроводникового MEtтервалаПСа 9b(&) , и свегодиода в оп гоэлекгронную пару с срответегвующим устройсгвом обратной св зи привод т к созданию генератора  нфранизкоК частоты с perynHfJyeMoA частотой. На границах областей возникает I РР - в материале р-типа) переход . Освещение такой структуры вызбьваег по вление доттолнительных неравновесных электронов в зоне проводимости Ah . Ввиду того, что свет проникает в образец лишь на толщину, определ емую величиной коэффициента поглашени , в ГЯубине образца носители не создаютс  и, следовательно,ДП падает с удалением от сх:вещенной поверхности образца. Во; айкающий градиент концентрации вызыва- ;ет диффузию неравновесных электронов :по ( массе в неосвещенную часть обipaaaa . Равновесное состо ние будет догстигнуто тогда, когда часть из АИ носиталей высадитс  на примесные цен pHiB высокоомных област х образца. процесс Шзюаж ва и  св зан с необхсдимостью преодолени  энергетического барьера высотой и, следовательно, {шредел етс  посто нной времениf exp(3 силу этого проводимость образца, определ ема  концентрацией электронов i массе образца, низкоомной даже при стационарной подсветке, будет медленно {в случае f КТ) релаксировать с характерным временем Г . Величина jT опр& дел етс  голькс параметрами -перехода и может сделана поэтому дс егаточно большой в соответствии с величиной , т.е. выбором концентрации, гипом легирующей примеси или температу рой. Дл  получени  элемента, реагирующего на действие света неограниченное число раз, использовано Излучение с глу биной проникновени  больше толщины образца и с достаточно малой экспозицией . Дл  создани  образца генератора в качестве полупроводникового фотосопрогавлени  был выбран антимонид галли . При легировании этого материала серой в нем возникает структура, состо ща  ид низкоомной массы, в которой сера образует донорные уровн  с энергией ионизации 60 МэВ, и включений более компе Ьированных участков, где сера, занима  ийое положение в решетке основного веества или образу  комплексы, дает боее глубокие уровни. Поскольку величиа контактной разности потенниалов на границе таких областей ( П п -перехоах ) в h-Ga stU) составл ет Чц О,2эВ, то л  получени  достаточно больших времен У фотоприемник был охлажден до температуры Т 900 К, такой, что - 1 (Т - 90°К, roi8 мин). Taici как возбуждение релаксации вызвано светом с энергией |1йанта, большей энергии ионизации доноров в низкоомных ( П ) област х, то необходимо выбрать излучатель с энергией кванта flV 0,2 эВ. В то же врем , поскольку возбуждение релаксации светом определ етс  глубиной проникновени  , то коротковолнова  граница действи  света дл  актимонида галЛи  находитс  вблизи 2 эВ, поскольку в этой области коэ циент поглошени  вОоБ резко воэрасгает . Исход  из этих граничных условий в качестве излучател  дл  образца генератора микно использовать светодиод на ocHOBeQP s с энергией излучени  f|V 1,33 эВ. Так/, как глубина .проникновени  и;злучени  с энергией квантов 1тУ 1,ЗЗэВ в фотоприемник из)1-Ос|5Ъ(5) меньше толшины фотоприемника, то была подобрана така  величина экспозиции за один импульс ЛДЬ(3 -интенсивность излучени  светодиода, пропорциональна  величине тока, протекающего через него,/д1 -врем  экспозиции), чтобы получить возможнрсть многократного .действи  излучени . На чертеже показана зависимость сопротивлени  фотоприемника измОаЗЪ(%) от времени при Т - 9О°К. В моменты времени ti,fc«...tg производилось включение светодиода из QqAs, TDK через светодиод составл л -1 25 мА, At 20 с. Из графика зависимости сопротивлени  фотоприектика из антимонида галли  П -типа, легированного серой, от времени при освещении его светодиод ом с длиной волны излучени  0,93 мкм {см. чертеж )  сно, что схема обратной св зи генератора должна обладать способностью включать светодиод по достижении сопротавлением фотстриемника определенной величины R( -порога срабатывани  и выклк чать его через врем  At. Формула изо е т е н и   1. Оптоэлектронна  пара, состо ща  нз фотопрнемника и излучател , соединенных цепью обратной св зи, о г л и ч аю ш а   с   тем, что, с целью получени  генерации электрических колебаний инфранизких часгог, фогоприемник выполнен из полупроводникового магериала, содержащего высокоомные включени  в низкоомной массе () переходами на границах включений.
2. 2. Опгоэлекгронна  пара по п.1, о г- пинающа с  гем, что в качесгве полупроводникового материала использован антимонид галли  h -типа, легированный серой. ffOO пин