Релаксационный детектор излучения
ВСКСОЮ:-УН,,<
> И .".-,г, 9.
C H" И E
ОП И
Союз Советских
Социалистических
Республик
ИЗОВРЕТЕН ИЯ
К аВтО СКОММ СВИДЕтЕЛЬСтВМ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 29.VI I.1970 (№ 1471804/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 20.III.1973. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 14. Ч.1973
М. Кл. Н 03k 3, 42
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 62! .373.531.2 (088.8) Автор изобретения
Э. Н. Торошелидзе
Институт кибернетики АН Грузинской ССР
Заявитель
РБЛАКСАЦИОННЫЙ ДЕТБКТОР ИЗЛУЧЕНИЯ
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 второи — 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 8 и обратной связи 4, люминесцентный диод 5, включенный в коллекторную цепь транзистора
1 и два фотодиода б 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 эми;тером транзистора 1 и положительным полюсом источника питания 8.
Устройство работает следующим образом.
B режиме автогенерации рабочая точка
5 транзистора 1 выбрана на отрицательном соI противлении между U > и Uq, где U;, — напряжение лавинного пробоя транзистора 1, U в— напряжение, соответствующее открытому состоянию транзистора 1.
Когда рабочая точка находится вблизи Ь р и в транзисторе 1 протекает минимальный коллекторный ток 1„, напряжение на коллекторе транзистора 1 приблизительно равно на15 пряжению источника питания 8. При этом, на фотодиоде b приложено максимальное по абсолютной величине напряжение, что соответствует минимальному значению нелинейной емкости.
20 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 б
25 и 7 протекают темновые токи.
Когда рабочая точка находится вблизи точки U,, в транзисторе 1 протекает максимальный коллекторный ток, люминесцентный диод
5 дает на выходе световой сигнал, а на выхо30 де устройства появляются соответственно по374718 ложительные и отрицательные электрические сигналы, так как на коллекторе транзистора 1 устанавливается минимальное напряжение.
Резистор 8 ограничения выбирается меньше резистора 2 смещения. Если на выходе устройства нет необходимости получать положительные электрические сигналы, то резистор 8 в цепи 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 уменьшается почти до нуля, поэтому коллекторный ток будет равным току фотодиода 6. При этом рабочая точка снова переместится в сторону. Up и при выполнении услоВия IK (1удвр Где 1удвр удерживающий Гок 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 U транзистор 1 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
jU j ) j U j. При освещении фотодиода 6 в нем протекает фототок, и потенциал на базе по абсолютной величине поднимается выше
I точек отсечки транзистора 1, Уз снижается, и когда V.ç j (j U, j, устройство переключается и на его выходах появляются сигналы, длительность которых пропорциональна сопротивлению резистора 2 смещения и нелинейной емкости 9, а на выходе III — импульс света, npodk, порциональный току . В этом режиме коdt личество импульсов определяется формулой и вх
Э вых
10 где n — 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 1 будет равна нулю. Поэтому, если рабочая точ20 ка находится вблизи Uq, для открывания транзистора 1 на его вход нужно подавать электрический сигнал небольшой мощности.
25 Предмет изобретения
Релаксационный детектор излучения, содержащий транзистор с резистивными цепями смещения, ограничения и обратной связи, лю30 минесцентный 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, 35 что, с целью увеличения чувствительности и уменьшения времени релаксации, в него введена нелинейная емкость (например, стабилитрон), включенная между эмиттером транзистора и положительным полюсом источника
40 питания.
374718
Составитель Ю. Козлов
Техред Л. Грачева Корректор В. )Колудева
Редактор Т. Иванова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1309/7 Изд. № 394 Тираж 780 Подписное
ПНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4/Ь
