Фотоэлектронное устройство Советский патент 1978 года по МПК H01J39/10 

1

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к фотоэлектронным устройствам, используемым в аппаратуре оптической связи.

-Известны фотоэлектронные устройства, предназпаченные для работы в оптических линиях связи при наличии внешнего фонового излучения, изменяющего свое значение в большом динамическом диапазоне. Фотоэлектронное устройство имеет пороговую схему сравнения, которая регулирует напряжение, подаваемое на диноды и за счет этого поддерживается постоянство коэффицента усиления 1.

Известно фотоэлектронное устройство, содержащее фотоэлектронный умножитель, делитель нанряжения, зашунтированный транзисторами, и источник постоянного напряжения смещения, электрически соединенный с фотокатодом умножителя и через диодно-резистивные цепочки с базами транзисторов 2.

Это устройство при работе с большими фоновыми засветками не позволяет принимать сигнальное излучение малой длительности вследствие большой инерпиоиности регулирующего элемеита. Особенно это сказывается при работе такого фотоэлектронного устройства в высокоскоростных линиях оптической связи с длительностями сигнального излучения порядка нескольких наносекзнд. Кроме того, флуктуации коэффициента вторичной эмиссии последних каскадов ФЭУ приводят к срабатыванию регулирующего элемента, что приводит к уменьшению напряжения фотокатод-первый динод и, как следствие, падению чувствительности фотоэлектронного устройства.

Целью изобретения является расширение линейного диапазона регулировки чувствительиости фотоэлектропного устройства при работе с повышенными уровнями фонового излучення.

Указанная цель достигается тем, что диноды умнолчителя через резисторы подключены к коллекторам шунтовых транзисторов, базы которых через регулирующие транзисторы подключены к резисторам динодов.

Подключение динодов ФЭУ к делителю напряжепия через регулирующие полевые транзисторы позволяет расншрить линейный диапазон регу.чпровки чувствительности фотоэлектронпо о устроГктг.а, а также уменьшает влняние флукт ацпй коэ(})фпциентов вторичной эмнссии динодон и значительно снижает инерционность регулирующего элемента.

На чертеже изображена припципиальняя

схема предложенного фотоэлектронного устройства.

Фотоэлектронное устройство содержит ФЭУ 1 с динодами 2, делитель напряжения 3, шунтовые транзисторы 4. Диноды 2 через резисторы 5 подключены к коллекторам транзисторов 4, базы транзисторов 4 через транзистор 6 подключены к резистору 5, резисторы 7, определяющие порог срабатывания транзистора 6, подключены к базе транзистора 4 и диноду 2.

Линейный диапазон регулировки чувствительности фотоэлектронного устройства онределяется максимально допустимым током в аноде умножителя (la.max), а коэффициент усиления умножителя при работе ФЭУ в линейном режиме определяется произведением коэффициентов усиления на каждом диноде.

При этом нарушение линейности выходной характеристики умножителя, превышение /о ta.max обуславливается двумя причинами: изменением коэффициента усиления ФЭУ за счет флуктуации анодного питания, работой фотокатода в условиях мощных засветок, когда световая характеристика фотокатода входит в режим насыщения.

Ток, протекающий по диноду, определяется выражением:

Д4 : 4 - ik-i ik ik-i w,

где k - номер динода;

i/i-i - ток фотоэлектронный, нриходящий на динод; tft - ток фотоэлектронный, уходящий

с динода;

т - коэффициент усиления динода. Таким образом, при выполнении условия М т

4 iW.M,

где л - число динодов;

М - коэффициент усиления ФЭУ; /(/О - хок (фотоэлектронный) катода. По заданному значению /а.тах определяется максимальное допустимое значение

ik.max ПО ДИНОДу.

в исходном состоянии, когда А4 О, транзисторы 6 заперты за счет делителя, образованного сопротивлениями 5 и 7, транзисторы 4 закрыты по базе анодным напряжением питания ФЭУ. При появлении

тока О Aik ;Aift.max состояние схемы не меняется, так как потенциал отпирания регулирующего транзистора выбран на уровне Aik.max- Когда Aik Aih.max отпирается

транзистор 6, через него начинает протекать ток, уменьшающий потенциал базы трапзистора 4, транзистор 4 приоткрывается и за счет перераспределения тока делителя уменьшается потенциал динода

(+1).

Если регулировка по одному диноду не

НрИВОДИТ к условию fft+i - Lh+i.max, ПрОЦеСС

автоматически иовторяется на следующем динодном промежутке.

Использование раздельного регулирования но каждому динодному промежутку за счет включения в схему фотоэлектронного Зстройства регулирующих транзисторов с пороговыми делителями выгодно отличает предлагаемое фотоэлектронное устройство от указанного прототипа, так как увеличивается глубина регулировки чувствительности, обусловленная максимально донустимым током анода ФЭУ, а также уменьшается инерционность регулирующей цепи. В результате улучшаются временные характеристики всего устройства и улучшается работа устройства при воздействии мощных фоновых засветок.

Формула изобретения

Фотоэлектронное устройство, содержащее фотоэлектронный умножитель, делитель напряжения, зашунтированный транзисторами, и источник постоянного нанряжения смещения, электрически соединенный с фотокатодом умножителя, и через днодно-резистивпые цепочки с базами транзисторов,

0 отличающееся тем, что, с целью расширения линейного диапазона регулировки чувствительности фотоэлектронного устройства, ДИНОДЫ фотоэлектронного у.множителя через резисторы подключены к коллекторам шунтовых транзисторов, базы которых через рег)лирующие транзисторы подк;1ючены к резисторам диподов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3896452, кл. 250-207, опублик. 1974.

2. Авторскоесвидетельство СССР

№ 481084, кл. Н 01J 39/14, 1975.