Способ управления диэлектрическими характеристиками криоэлектронного конденсатора

Юп Х Н 01 а 70 Ь НИ юл. В 30 А.Я,Вайо ски й ордена Лей институтЛенина)8.8) О ССС е свидщевлвсз 01 0 7/06, 19 АН СССР Сере т. 39, В 4, с" 4 нв841 АРственный комитет сайф АМ ИЭОЕРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ САНИЕ ИЗО(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРЙЧЕСКИИИ ХАРАКТЕРИСТИКИИ КРИОЭЛЕЗСРРОННОГО КОНДЕНСАТОРА, выполненного на основе нелинейного диэлектрика, включающий оклакдение конденсатора до рабочей температуры н приложениек нему электрического напряаения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью восстановления диэлектрических характеристик конденсатора при рабочей температуре, после прилоиения электрического напряяения конденсатор облучают светом, ЭиерГИя кванта которого. равна нли болыпе ын-. .рины вапреиеиной .воны нелинейного диэлектрика.3Изобретение относится к радиоэлектронике, преимущественно крио" электронике, и может быть использовано в параметрических усилителях, перестраиваемых фильтрах, криоэлектронных переключателях, запоминающих устройствах.Диэлектрическая проницаемость нелинейных диэлектриков зависит от температуры и напряженности электрического поля, эти зависимости наиболее выражены в ограниченном температурном интервале вблизи температуры Кюри, В современной радиоэлектро- нике используются.конденсаторы на основе нелинейных диэлектриков 9 мТ 10 РЪ 20 и их твердых растворов. Температура Кюри (Т)таких материалов3находится в пределах 250"393 К. Необходимым условием работы элементов на основе нелинейных диэлектриков является поддержание определенной рабочей температуры для обеспечения достаточной нелинейности, Управление диэлектрическими характеристиками нелинейных конденсаторов осуществляется путем приложения к ним элект рического напряжения смещения ,1 .Однако применение нелинейных конденсаторов с ТК т 300 К ограничивается тем, что после воздействия электрического напряжения характеристики конденсатора изменяются (это диэлектрический гистерезис или диэлектрическое формирование) .Наиболее близким к прецлагаемому по технической сущности является способ управления диэлектрическими характеристиками криоэлектронного конденсатора, выполненного на основе нелинейного диэлектрика, включающий охлаждение конденсатора до рабочей температуры и приложение к нему электрического напряжения ,2.Однако после нескольких циклов изменения напряжения электрическая емкость конденсаторов существенно уменьшается и ухудшается управляемость. Это не соответствует современным требованиям радиоэлектроники и высокой повторяемости характеристик линейных конденсаторов и затруд- няет их использование в криоэлектрон ных устройствах. Таким образом, недостатком известного способа являются большой диэлектрический гистерезис, уменьшение управляемости после приложения электрического напряжения и необходимость нагрева конденсаторов для восстановления свойств. рическими характеристиками криоэлектронного конденсатора, выполненногона основе нелинейного диэлектрика,включающему охлаждение конденсаторадо рабочей температуры и приложение5 к нему электрического напряжения,после приложения электрическогонапряжения конденсатор облучают.светом, энергия кванта которого равна или больше ширины. запрещенной10 зоны нелинейного. диэлектрика,На чертеже изображена зависимость .емкости нелинейного конденсатора(С ) на осноВе ЬгТ 03 от электрическогонапряжения смещения (Щ прн темпера 15 туре Т = 4,2 К.На схеме показано: 1 и. 2 - ординаты при У =0 соответственно начало иокончание первого цикла; 3 и 4ординаты кривых при О = 0 соответственно начало и окончание второгоцикла изменения напряженияП р и м е р . Проводят управление диэлектрическими характеристика-ми криоэлектронного конденсатора,25 выполненного на основе монокристаллического титаната стронция (5 гт 1 О ).толщина кристалла 0,2 мм, диаметрэлектродов 4 мм, Состав примесей5 Т 10, вес.Ъ:Ре 0,005;Сг, Со, М,й 6, М, Са,Ва по 0,1; Мп,РЬ МенееО, 0001.Конденсатор охлаждают до 4,2 К,после чего его.емкость С(О ) составляет 20000 пф, управляемость35 = - ф- - = 10. Затем включают электри"С 0)с 0ческое напряжение смещения с максимальной величиной = 100 В, Двацикла изменения найряжения приводяту снижению начальной емкости С(О)до;40 значения 10000 пф с одновременным .снижением управляемости до 1 = 5.Восстановление величины емкости. С(0)и управляемости К при рабочей температуре (без нагрева) осуществляютпутем облучения светом с длинойволны ) = .375 нм, которая соответствует энергии кванта Е = 3,5 зВ (ширина запрещенной эоны ЯгТХО 3 лежнтв пределах 3,34-3,09 эВ ), и мощностью Р = 10"4 Вт в момент, когда( =.О. Восстановление диэлектрических характеристик криоэлектронногоконденсатора достигается в результате нейтрализации заряженных дефектов. монокристаллического ЯгТЮ неравновесными носителями заряда, созданными в результате облучения. Выключение света производят после достижения С(б)= 20000 пф, управляемостьпри этом также возвращаетсяк свое 60 .му первоначальному значению. Цель изобретения - восстановление диэлектрических характеристик криоэлектронного конденсатора, выполненного на основе нелинейного диэлектрика, при рабочей температуреПоставленная цель достигается согласнО способу управления диэлект. Для восстановления конденсатора, известньаа способом необходимо было нагреть его от рабочей температуры 4,2 К до 200-300 К с последующим1035653 Составитель А.СалынскийРедактор К. Волощук ТехредИ,НадЬ . Корректор А. Дзятко Эаказ 5843/52 Тираж 703. Подписное ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, й,.Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Уагород, .ул, Проектная, 4 охлаждением до рабочей температуры.Реализация известного способа сопряжена со значительными затратами временн ( 1 ч ) и дополнительным расходом дорогостояцего жидкого гелия.,Предлагаемый способ обеспечиваетвосстановление диэлектрических характеристик конденсатора за несколько секунд без дополнительного расхода жидкого гелия.