Фотоэлектронное устройство Советский патент 1980 года по МПК H01J39/10 

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к фотоэлектронным приборам, используемым, например, в аппаратуре оптической связи. Известно фотоэлектрическое устро ство для работы в оптических линиях связи при наличии внешней фоновой засветки, изменяющей свое значение в большом динамическом диапазоне 1 Оно имеет пороговую схему сравнения которая регулирует напряжение, по-; даваемое на диноды и за счет этого поддерживают постоянство коэффициента усиления. Недостатком этого устройства является отсутствие регулировки чувствительности при работе с повышенным уровнем фонового излучения. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является фотоэлектрическое устройство содержащее фотоэлектронный умножитель, делитель напряжения, резисто ры которого зашунтированы управляем ми полупроводниковыми элементамд, и источник постоянного напряжения, электрически соединенный с фотокатодом фотоэлектронного умножителя .и диодно-резисторными цепями C2J.

пш

ilt Недостаток известного фотоэлектрического устройства состоит в том, что при работе с большими вариациями фоновых засветок оно не позволяет регистрировать сигнальное излучение малой длительности вследствие значительной инерционности регулирующей цепи. Особенно это сказывается при работе такого устройства в высокоскоростных линиях оптической связи с длительностями сигнального излучения порядка нескольких наносекунд. Кроме того, флуктуации коэффициента вторичной эмиссии последних каскадов ФЭУ приводят к срабатыванию регулирующего элемента, что обуславливает уменьшение напряжения фотокатод - 1-й динод и,как следствие,падение чувствительности фотоэлектронного устройства. Целью изобретения является расширение линейного диапазона регулировки чувствительности фотоэлектрического устройства, Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве диноды умножителя подключены к делителю напряжения посредством резисторов, аноды диодоь диодно-резисторных -цепей соединены с динодами, катоды диодов

оединены через конденсаторы .с управяющими электродами управляемых полу роводниковых .элементов, а делитель напряжения подключен к источнику постоянного напряжения через варистор.

Кроме того, с целью расширения линейного диапазона регулировки чувствительности фотоэлектрического устройства при работе с повыиенным уровнем фонового излучения управляемые полупроводниковые элементы выполнены на тиристорах.

На чертеже изображена схема описываемого устройства.

Фотоэлектрическое устройство содержит фотоэлектронный умножитель 1 с динодами 2, делитель 3 напряжения , управляемые полупроводниковые элементы (тиристоры) 4, резисторы 5, конденсаторы б, диоды 7, резисторы 8 и варистор 9.

Резисторы 8 вместе с соответствующими диодами 7 образуют пороговые схемы, питаемые от источника смещения. Делитель 3 напряжения подключен к источнику питания через варистор 9. Линейный диапазон регулировки чувствительности фотоэлектронного устройства определяется максимально допустимым током аноде умножителя, а коэффициент усиления произведением коэффициентов усиления на камсдом диноде. При этом нарушение линейности выходной характеристики ФЭУ обуславливается двумя причинами: изменением коэффициента усиления ФЭУ за счет флуктуации анодного питания и работой фотокатода в условиях мощных засветок, когда световая характеристика фотокатода входит в режим насьпдения. Из условия линейности коэффициента усиления ФЭУ получим

yo t-N,

где М - коэффициент усиления ФЭУ; 1 ,- ток катода. По заданному зна- , чению определяется максимальное значение ,-у по каждому диноду, где и г соответственно ток, приходящий на к-й динод, и ток,ухрдящий с этого динода Если и/ то тиристоры 4 заперты по управляющему электроду за счет диодно-резисторных цепей 7 и 8, так как потенциал отпирания тиристоров 4 выбран на уровне А Когда д/,«ох t происходит повышение падения напряжения на резисторе 5, диод 7 открывается, потенциал .управляющего электрода тиристора 4 повышается, тиристор 4 открывается и шунтирует диодный промежуток

(Af -к-У) . Использование варистора 9. ш цепи делителя 3 напряжения позволяет компенсировать изменение тока делителя 3, возникакедее при эакорачивании динодных промежутков, что привос дит к сохранению динодного напряжения ;ния. При уменьшении Л,, до уровня, меньшего Л-fff ax тиристор закрывается, и шунтирование сопротивления делителя3 прекращается.

Использование раздельного регулирования по кайодому (или несколькими) динодами за счет введения тиристоров, управляемых через пороговые схемы, позволяет увеличить глубину регулировки чувствительности, а также уменьшить инерционность регулируквдей цепи. В результате улучшаются временные характеристики устройства и работа устройства при

0 воздействии мощных фоновых засветок.

Формула изобретения

1.Фотоэлектрическое устройство, содержащее фотоэлектронный умножитель, делитель напряжения, резисторы которого зашунтированы управляемыми полупроводниковыми элементами, и источник постоянного напряжения, электрически соединенный с фотокатодом фотоэлектронного умножителя и диодно-резисторными цепями, отличающееся тем, что, с целью расширения линейного диапазона регулировки чувствительности фотоэлектрического устройства, диноды умножителя подключены к делителю напряжения посредством резисторов,

0 аноды диодов диодно-резисторных цепей соединены с динодами, катоды диодов соединены через конденсаторы с управляюцими электродами управляемых полупроводниковых элементов,

5 а делитель напряжения подключен к источнику постоянного напряжения через варистор.

2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью

Q расширения линейного диапазона регулировки чувствительности фотоэлектрического устройства при работе с повышеннь1ми уровнями фоново.го излучения управляемые полупроводниковые элементы выполнены на тиристорах .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США W 3898452, кл. 250-207, опублик. 1974. 0 2. Авторское свидетельство СССР № 481084, кл. Н 01 J 39/14, 1975 (прототип).