Оптоэлектронный функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 594 006 С 9 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ С 8(21) 4259650/ (22) 06,04.87 (46) 23.05.89 (71) Институт АН УССР (72) В.Б. Го Бюл.У 19полупроводник а,ых ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР рловский, Л.В. Завьяло С.М. Скуратов, А.К. Смовжи В.Г. Чони(56) Горловский В.Б., Олексенко П, Смовж А.К. Исследование импульсног режима распределенных фоторезистор структур, - Оптоэлектроника и полупроводниковая техника, 1984, У 6.Авторское свидетельство СССР В 855686, кл. С 06 С 9/00, 1979. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к систе мам преобразования и обработки информации и позволяет формировать функцию авто- или взаимной корреля ции в диапазоне частот 0,5-200 Гц. Оптоэлектронный функциональный пре 2образователь (ОЭФП) содержит управляемый источник 1 света, оптически связанный через теневую маску 2 с функциональным фотореэистором 2, резистор нагрузки 4, нормирователь 8, выходной формирователь 9, источник 5 постоянного напряжения, переключатель 6 и сумматор 7, причем функциональный фоторезистор выполнен в виде последовательно нанесенных на прозрачную подложку прозрачного проводящего электрода, фоточувствительного слоя и непрозрачного электрода. Принципы работы ОЭФП основаны на том, что у функционального фоторезистора продольной конструкции время релаксации фототока зависит от полярности напряжения смещения, Введение источника 5 постоянного напряжения, переключателя 6 и сумматора 7 с соответствующими связями позволяет расширить диапазон перестройки времени задержки выходных сигналов преобразователя. 2 ил.6.4время жизни неравновесных носителейфототока, а следовательно, и время Оптоэлектронный функциональный преобразователь работает следующим образом.Функции, подлежащие преобразова-, нию - корреляции в виде электрических сигналов подаются на его входы. Один иэ электрических сигналов управляемым источником 1 света преоб разуется в оптический, который, пройдя через теневую маску 2, попадает на Функциональный фоторезистор 3, где, возбуждая фототок, выделяется на резисторе 4 нагрузки. Этот сигнал 45 задерживается вследствие инерционных свойств носителей фототока, и время задержки определяется положением теневой маски 2, Второй электрический сигнал, подлежащих преобразованию, подается на первый вход сумматора 7. На второй его вход через переключатель 6 подается постоянное напряжение с выхода источника 5 постоянного напряжения. Это напряжение играет роль напряжения "смещения" Функционального фоторезистора 3. В зависи(мости от его полярности, что определяется переключателем 6, изменяется 314Изобретение относится к некогерентной Функциональной оптоэлектронике и может быть использовано в системах обработки аналоговой информации, что позволит повысить универсальность систем обработки информации в сложных условиях эксплуатации.Цель изобретения - расширение диапазона перестройки времени задерж- . ки выходных сигналов оптоэлектронногофункционального преобразователя.На Фиг, 1 приведена схема оптоэлектронного функционального преобразователя; на Фиг. 2 - конструкцияфункционального Фоторезистора,Преобразователь содержит управляемый источник 1 света, подвижную теневую маску 2, функциональный Фоторезистор 3, резистор 4 нагрузки,источник 5 постоянного напряжения,переключатель 6, сумматор 7, нормирователь 8, выходной Формирователь9, выход 10 преобразователя, причемфункциональный фотореэистор 3 является Фоторезистором продольного типа и выполнен в виде последовательнонанесенных на прозрачную подложку 11прозрачного электрода 12, фотопроводящего слоя 13 и непрозрачного электрода 14,5 10 15 20 25 30 35 задержки сигнала, поступившего пооптическому каналу на функциональныйфоторезистор 3,Оптический и электрический сигналы, поступившие на функциональныйФоторезистор 4, перемножаются и,таким образом, на его выходе возникает сигнал, длительность которогопропорциональна величине подынтегрального ядра корреляционной функции.Изменение величины задержки сигнала объясняется изменением удельнойконцентрации неравновесных носителейфототока в зависимости от,полярностинапряжения смещения. Такая зависимость наблюдается лишь в функциональных фоторезисторах, имеющих конструкцию, при которой световой поток иэлектрическое поле воздействуют в од"ном направлении (Фотоприемники продольного типа или "сэндвич-структуры)В предложенном преобразователефункциональный фоторезистор выполненв следующем виде. На прозрачную подложку 11 нанесен прозрачный электрод12, на который нанесен фотопроводящийслой 13, а затем верхний электрод 14.Световой поток, пройдя через прозрачную подложку 11 и прозрачный электрод 12, возбуждает в фотопроводящем слое 13 неравновесные носителифототока. В данных структурах толщина фотопроводящего слоя 13 составляет десятки микрометров (этот параметр определяется только конструктивными факторами и электрической прочностью пленки), а глубина проникновения света - единицы микрометров. Наибольший вклад в сопротивление фотослоя дает область, обедненная носителями тока, т,е, удаленная от инжектирующего контакта и от зоны сильного поглощения возбуждающего излучения. При изменении полярности напряжения на структуре положение этой области меняется. При этом меняется значение концентрации неравновесных носителей в этой области и также изменяются рекомбинационные условия за счет разного вида верхнего и нижнего контактов, что приводит к разному времени релаксации фототока при разных полярностях приложенного напряжения,Фиг Составитель 1 О, КозловРедактор В, Данко Техред А, Кравчук Корректор И. 2693/52 Тираж 669 Подписное Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ЗаказВНИИПИ ГКНТ СССР иэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужго Гагарина, 101 5 148Эти эффекты зависят в значительнойстепени от полярности приложенногонапряжения и в малой степени от еговеличины.Так, при изменении напряжения смещения от 0,1 до 1,5 В время задержкиизменяется на проценты, а при изменении полярности от -1,5 до +1,5 В -в 5-12 раз, При этом достигаются прифотопроводящем слое СЙБ и освещенности порядка 200 лк задержки до 1-3 с.С выхода функционального фотореэистора 3 сигнал поступает на нормирователь 8, устраняющий зависимостьамплитуды сигнала от времени задержки, и выходной формирователь 9, формирующий прямоугольный сигнал фиксированного уровня,Выходной сигнал преобразователяпредставляет собой прямоугольный импульс, длительность которого пропорциональна величине подынтегральногоядра функции корреляции.В результате диапазон перестройкивремени задержки возрос в 6-10 раз,причем преобразователь обеспечиваетзадержку в диапазоне миллисекунд иединиц секунд,Формула изобретенияОптоэлектронный функциональныйпреобразователь, содержащий управля 18086емый источник света, электрический входкоторого является первым входом преобразователя, а выход оптически связан через подвижную теневую маску с5оптическим входом функциональногьфоторезистора, первый вывод соединенс входом нормирователя и через резистор выгрузки - с шиной нулевого10 потенциала, а выход нормирователя,через выходной формирователь соединен с выходом преобразователя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения диапазона перестрой 15 ки времени задержки выходных сигналов преобразователя, в него введеныисточник постоянного напряжения, пе. -реключатель и сумматор, первый входкоторого является вторым входом преобразователя, второй вход сумматорасоединен с выходом переключателя, авыход сумматора подключен к второмувыводу функционального фоторезистора,первый и второй входы переключателя25 соединены с соответствующими выходами источника постоянного напряжения,причем функциональный фоторезисторявляется фоторезистором продольноготипа и выполнен в виде последовательЗ 0 но нанесенных на прозрачную подлож- .ку электрода, фотопроводящего слояи непрозрачного электрода,