Способ управления амплитудно-частотной характеристикой преобразователей поверхностных акустических волн Советский патент 1983 года по МПК H03H3/02 H01J41/22 

Изобретение относится к радиоэле тронике и может использоваться в пр борах, работйющих на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Известен способ управления амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), преобразователей ПАВ, по которому изменяют коэффициент отражения ПАВ путем изменения глубины па зов, образующих отражательную СТРУК ТУРУ I 1.3 Недостатком данного способа явля ется невозможность управления АЧХ в процессе подачи ПАВ на отражатель преобразователя. . Наиболее близким к предлагаемому является способ управления АЧХ преобразователей ПАВ , по которому на пути распространения ПАВ формируют резонансную отражательную структуру из полупроводникового материала а также изменяют состояние, носителей заряда в полупроводниковом мате риале 2. В указанном способе проводящие элементы резонансной структуры, образуют, воздействуя пучком электронов на сплошной слой полупроводнико вой пленки. Недостатком способа является малая эффективность управления. АЧХ., Цель изобретения - повышение эффективности управления АЧХ преобр зователей ПАВ за счет увеличения диапазона перестройки коэффициента отражения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления АЧХ преобразователей ПАВ, по ко торому на пути распространения ПАВ формируют резонансную отражательную структуру из полу проводникового материала, а также изменяют состояние носителей заряда в -полупроводниковом материале, регулируют периодическое изменение инкремента и скорости волны воздействием на эти элементы электромагнитным полем. Регулировку можно осуществлять освещением структуры. Регулировку можно осуществлять также электрическим напряжением, прикладываеким к элементам структуры. ; На чертеже показан один из вариантов устройства, реализующего предлагаемый способ. На пьезоэлектрической подложке i например, из ниобата лития расположены излучатель 2 ПАВ и отражательная структура 3 из тонких эквивалентных полос полупроводниковой пленки, например, сернистого кадмия. Над отражательной структурой размещен источник 4 внешнего регули рующего воздействия. Возбуждаемая на подложке 1 ПАВ подпадает на периодическую структуру 3 и проходит ее без отражения в ввиду малости массовой нагрузки плёнки и малой концентрации свободных . носителей в ней. Управляющий источник 4 внешнего электромагнитного воздействия ( например осветительная лампа, лазер, светодиод) за счет фотоэффекта повышает концентрацию свободных носителей. Изменение концентрации свободных носителей приводит к изменению инкремента рас- . пространения ПАВ в области располржения полупроводниковой пленки. Поскольку скорость и затухание. ПАВ в покрытых пленкой местах отличаются от скорости и затухания ПАВ на свободной поверхности, то на границе этих разнородных областей происходит отражение ПАВ. Если отраженные сигналы ПАВ совпадают по фазе, то коэффициент отражения резковозрастает. Пример.. Отражательная структура выполнена из пленки OdS , нанесенной на подложку из Ы MtjO 31-среза. Толщина пленки 1 мкм, изменение концентрации свободных носителей при подсветке от 10 до 10 см V подвижность носителей около 300 см В с. , коэффициент электромеханической связи ПАВ 0,049. При этих величинах на частоте 30, мГд декремент ПАВ составляет 7/см, а на частоте 100 мГц - 22/см. Коэффициент отражения при этом может изменяться от О до величины порядка 1. В качестве внешнего воздействия может быть использовано электрическое поле, подаваемое на отражательную структуру 3, замкнутую системой проводяЕшх электродов, соединенных с источником управлянадего электрического напряжения. При этом дрейф носителей заряда может ыть создан как вдоль отражател&ной структуры 3, так и поперек ее. При подаче управляющего напряжения от источника в слоистой системе пленка-подложка можно реализовать режим усиления отражающейся от структуры 3 ПАВ постоянным или переменным дрейфом носителей заряда. При этом амплитуда отрс1Женного сигнала существенно; превышает амплитуду Ладающей ПАВ. Таким образом, з ффективный коэффициент отражения ПАВ от структуры 3 может изменяться в пределах от О до величины, существенно превосходяпэ|ей .1. При указанных параметрах коэффициент отражения ПАВ может достигать значений порядка 10. Отражательную полупроводниковую ctpyKTypy можно создать путем инжекдии свободных носителей из металлических полосок, предварительно нанесенных на пьезоэлектрик. При этом состояние свободных носителей.регулируют изменением напряженностиэлектрического поля, инжектирующего носителнг-в подложку. Как и в предыдущем случае, создавая дрейф инжект руемых носителей, можно получить ус |ление ПАВ, проходящей через отражательную структуру, и управлять коэф фициентом отражения. Отражательную структуру можно создать иэ полупроводниковых полос ,с нанесенными на них сверху метал|лическими з лектрода. Приложе|нием внешнего электрического поля, поперечного к поверхности .распространения ПАВ, изменяют приповерхностную концентрацию носителей в по проводниковой полосе. Например, для полупроводника . И-типа поле, направленное к поверхности, вызывает уменьшение концентрации электронов вблили нее, а поле, направленное от поверхности , увеличивает, приповерхност ную концентрахц ю. Для у силе ния эффекта поля вместо однородного полупроводника можно применять слокстук полугчроводниковую структуру из р Н переходов иди диодов Шоттки. Предлагаемый способ обеспечивает высокую эффективность управления Г ;АЧХ преобразователей ПАВ эа счет зна чительного диапазона перестройки .коэффициента отражения. ,

1. СПОСЮБ УПРАВЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН, ПО KOTOpohv на пути распространения поверхностной акустической волны формируют резонансную отражательную структуру из полупроволникового 1 териала, а также изменяют состояние носителей заряда в полупроводниковом материале, отличающийся тем, что, с целью повьвиения эффективности управления за счет увеличения диапазона перестройки коэффициента отражения волны, регулируют периодическое изменение инкремен.та и скорости волны воздействием на эти элементы электромагнитным полем. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулировку осуществляют освещением структу- ры. 3.Способ по п. 1, о т J и ч а ю ва и и с я тем, что регулировку осуществляют электрическим напряжением, приклалрваемьм к элементам структуры. DO 4 J ЭО