РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР ИЗЛУЧЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК H03K3/42 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике.

Известны релаксационные детекторы излучения, содержащие транзистор с резистивными цепями смещения, ограничения и обратной связи, люминесцентный диод, включенный в коллекторную цепь транзистора, и два фотодиода, первый из которых включен в цепь коллектор-база, а второй - в цепь база-эмиттер транзистора, и источник питания.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в него введена нелинейная емкость (например, стабилитрон), включенная между эмиттером транзистора и положительным полюсом источника питания.

Это позволило увеличить чувствительность и уменьшить время релаксации.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит транзистор 1 с резистивными цепями смещения 2, ограничения 3 и обратной связи 4, люминесцентный диод 5, включенный в коллекторную цепь транзистора 1 и два фотодиода 6 и 7, включенные обратной полярностью в цепь обратной связи: первый - в цепь коллектор-база, а второй - в цепь база-эмиттер, и источник питания 8.

Кроме того, устройство содержит нелинейную емкость 9 (например, стабилитрон обратной полярности), которая включена между

эмштером транзистора 1 и положительным полюсом источника питания 8.

Устройство работает следующим образом.

В режиме автогенерации рабочая точка транзистора 1 выбрана на отрицательном сопротивлении между и-f я LJf , где U-f - напряжение лавинного пробоя транзистора 1, И - напряжение, соответствующее открытому состоянию транзистора /.

Когда рабочая точка находится вблизи И и в транзисторе 1 протекает минимальный коллекторный ток /к, напряжение на коллекторе транзистора 1 приблизительно равно напряжению источника питания 6. При этом, на фотодиоде 6 приложено максимальное по абсолютной величине напряжение, что соответствует минимальному значению нелинейной емкости.

На эмиттере транзистора 1 напряжение равно нулю, а нелинейная емкость стабилитрона 9 и фотодиода 7 имеет максимальное значение. 1юминесцентный диод 5 на выходе не выдает световых сигналов, а в фотодиодах 6

и 7 протекают темповые токи.

Когда рабочая точка находится вблизи точки , в транзисторе / протекает максимальный коллекторный ток, люминесцентный диод 5 дает на выходе световой сигнал, а на выходе устройства появляются соответственно положительные и отрицательные электрические сигналы, так как на коллекторе транзистора 1 устанавливается минимальное напряжение.

Резистор 3 ограничения выбирается меньше резистора 2 смещения. Если на выходе устройства нет необходимости получать положительные электрические сигналы, то резистор 5 в цени ограничения выбирается равным нулю.

Максимальная амплитуда отрицательных сигналов на выходе получается при максимальном приращении нелинейной емкости 9.

В конце заряда у нелинейной емкости 9 ток заряда уменьщается почти до нуля, поэтому коллекторный ток будет равным току фотодиода 6. При этом рабочая точка снова переместится в сторону, i/p и при выполнении условия /к,/удер., где /удер. - удерживающий ток для сохранения транзистора 1 в открытом состоянии, транзистор 1 закроется и восстановится первоначальное положение.

После закрывания транзистора нелинейная емкость 9 будет разряжаться через резистор 2 смещения, и рабочая точка перемещается в сторону t/p, транзистор / открывается и т. д., поэтому на выходе получают незатухающие релаксационные колебания. Длительность каждого импульса можно получить от нескольких наносекунд до нескольких десятков микросекунд, в зависимости от величины емкости, включенной в эмиттерную цепь.

Для работы предлагаемого устройства в ждущем режиме соблюдают условие Uf и Кг I- При освещении фотодиода 6 в нгм протекает фототок, и потенциал на базе по абсолютной величине поднимается выще точек отсечки транзистора /, /7,з снижается, и когда 11/3 I i t/Ki I, устройство переключается и на его выходах появляются сигналы, длительность которых пропорциональна сопротивлению резистора 2 смещения и нелинейной емкости 9, а на выходе П1 -импульс света, пропорциональный току - . В этом режиме коdt

личество импульсов определяется формулой

П

где п - целое число.

Включение стабилитрона 9 в качестве нелинейной емкости повышает чувствительность устройства к выходным сигналам, так как для

входных сигналов нелинейная емкость стабилитрона 9 к моменту открывания транзистора 1 шунтирует резистор 2, т. е. отрицательная обратная связь через эмиттер транзистора / будет равна нулю. Поэтому, если рабочая точка находится вблизи f/з. Для открывания транзистора 1 на его вход нужно подавать электрический сигнал небольшой мощности.

Предмет изобретения

Релаксационный детектор излучения, содержащий транзистор с резистивными цепями смещения, ограничения и обратной связи, люминесцентный диод, включенный в коллекторную цепь транзистора, и два фотодиода, первый из которых включен в цепь коллектор-база, а второй - в цепь база-эмиттер транзистора, и источник питания, отличающийся тем,

что, с целью увеличения чувствительности и уменьщения времени релаксации, в него введена нелинейная емкость (например, стабилитрон), включенная между эмиттером транзистора и положительным полюсом источника

питания.

пф П

-f 8

вЫА I