Оптоэлектронная пара

Союз Советских Социалистимеских Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05.03.73 (21) 1895849/26-2 5 (51) с присоединением заявки-4 29/20 Государственный ноинтеСовета Инннстров СССРоо делам изобретеннйн открытнй 08 01(72) Авторы изобретения рдена Ленина физико-технический институт им, А. Ф. И 71) Заявитель 54) ОПТОЭЛЕКТРОННАЯ ПАРА Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть испопьзовано для получения электрических колебаний инфранизкой частоты.Известны генераторы инфренизких частот, основанные на применении схем само возбуждения и преобразования эпектрических колебаний, такие как генераторы на биениях, термисторные генераторы, кС -генераторы. С их помощью можно получить колебания в диапазоне частот до 10 Гц, однако их стабильность в области частот 10 Гц низка, а получение частот меньФ 3ших 10 Гц практически невозможно. Для получения колебаний инфранизких частот-2меньших 10 Гц ог эпектронных генераторов используют, как правило, генераторы низкой частоты и каскады пересчета им- . пульсов на триггерах, обеспечивающие увеличение интервалов между сигналами. 20 В этом случае, однако, необходимо применение многокаскадных пересчетных устройств, что сильно усложняет схему генератора и снижает надежность его работы е 25 Известен также генератор на оптоэлектронной паре, состоящий из полупроводникового приемнике и электропюминофора,соединенных цепью обратной связи. Част ота генерируемых сигналов определяется в этой схеме временем фотооткпикаполупроводникового приемнике и принципиально не может составлять величинупорядка секунд.Цель изобретения состоитв том, чтобы получить генерацию электрических копебений инфранизкой частоты,Эта цепь достигнута тем, что приемникизпучения в оптоэлектронной паре выполнен из полупроводника, состоящего изнизкоомной массы с высокоомными обпас+тямн вкпючений, с И п(рр)апереходамина границах областей, а с целью попучения бопее резкнхтт т- переходов не граниФцах вкшочений в качестве полупроводникового материала выбран антимонид гапия И - типа, легированный серой.Источником света служит светодиод смаксимумом в спектре излучения в диапазоне 0,2-1,78 эВ. Для повышения ста.бипьности генерации в схему обратнойсвязи включены ключевой и бапанскый., вы олкекного из полупроводникового ма: териапаП-ба 95 р и светодиода в оптоэпекгронную пару с соответствующимустройством обратной связи приводят ксозданию генератора инфраниэкой частотыс регулируемой частотой.На границах областей возкикает пЪиаю 10:. Рр = в магериапе ) -типа) пере ход. Освещение такой структуры вызы: вает появпение дополнительных неравновесных электронов в зоне проводимостиЬИ . Ввиду того, что свет проникаегв образец лишь на толщину, определяемуювеличиной коэффициента поглощения, в1 пубине образца носители не создаютсяи, спедоватепьнорЬЙпадает с удапениемог освещенной поверхности образца. Воэ-,никакиций градиент концентрации вызывает диффузию неравновесных электроновпо Г+ - мессе в неосвещенную часть об:разца Равновесное состояние будет до 25-сгигиуго тогда, когда часть из Ь 0носитопей высадится на примесные центрыв высокоомных обпастях образца. Однако процесс высаживания связан с необходимостью преодоления энергетическогобарьера высотой 9, и, следовательно,Оиреяеияеося иосооиииой времеви Й сир(ф8 сиду этого проводимость образца,определяемая концентрацией электроновв массе образца, ниэкоомной даже приЗЛщациокарной подсветке, будет медпенно(в случае У О КТ) репаксировагь с характерным временем Г . Величине Сопределяегся только параметрами ИО -перехода и может быть сделана поэтому достаточно большой в соответствии с величиной т.е. выбором концентрации,Чктипом пегирующей примеси ипи гемпературой.Для попучения эпеменга, реагирующего на действие света неограниченноечисло раэ, использовано излучение с глубиной проникновения больше толщины обраэца и с достагочн малой экспозициЕйе 50Для создания образца генератора вкачестве полупроводникового фотосопротивпения был выбран антимонид галлия.Пря пегировании этого материала серойв нем возникает структура, состоящая ыиз низкоомной массы, в которой сера образует докорные уровни с энергией иоаэации 60 МэВ, и включений более компенсированных участков, где сера, занимаяиное положение в решетке основного ве-бо шества или образуя комплексии дает бо 1нее глубокие уровни, Поскольку величина контактной разности потенциалов на границе таких областей ( Й и -переходах) в Ь-Яа 5 Ь(в) составляет ЧОо 2 эВ, то дпя попучения достаточно больших временфотоприемник был охлажден о температуры Т св 900 К, такой, что ф-1 (Т = 90 оК, Тав мян).Так как возбуждение релаксации может быть вызвано светом с энергией квантар большей энергии иокизации доноров в ниэкоомных ( И+) областях, то необходимо выбрать излучатель с энергией кванта 813 0,2 эВ, В то же время, поскольку возбуждение релаксации светом определяется гпубиной проникновения света, го коротковопновая граница действия света для актимонида галлия находится вблизи 2 эВ, поскольку в этой области оэффнциент поглощения вба 56 реэко возрастает.Исходя из этих граничных усповий в качестве иэпучатепя для образце генератора можно использовать светодиод на основейО М с энергией иэпучения ТО "1,33 эВ.Тав. как глубина,проникновения нэпу чекия с энергией квантов 13 У си 1,33 ЭВ в фотонриемник изп-СЯЗЪЫ) меньше толщины фотоприемника, го быпа подобрана такая величина экспозиции за один импупьсЗЫ (Э -интенсивность излучения светодиода, пропорциональная величине тока, протекающего через него, М -время экспозиции), чтобы получить возможность мкогократного,действия изпучения.На чертеже показана зависимость сопротивпения фотоприемника из Ь 6 а ВЬ(б) ог времени при Т " 90 К.В моменты времени 1, 6 проиэводипось включение светодиода иэ Йс 4% ток через светодиод составлял 1 25 мА, Ь 20 с.Из графика зависимости сопротивления фотоприемника из антимонида гаплия И -типа, легированного серой, от времени при освещении его светодиодом с длиной водны излучения 0,93 мкм (см. чертеж) ясно, что схема обратной связи генератора допжна обпадать способностью вкпючать светодиод по достижении сопротивлением фотоприемника определенной величины Я-порога срабатываняя и выкаочагь его через время ЬФ ормула иэ обре тенин1. Оптоэлектронная пера, состоящая иэ фотоприемника и излучателя, соединенных цепью обратной связио о т п и ч аю щ а я с я тем, что, с целью попучекия генерации электрических колебаний инфра472601 Составитель Г. КорниловаРедактор Т. Колэдцева Техред О. Андрейко Корректор В. Сердюк Заказ 4289/49 Тираж 960 П одписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП .Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 низких частот, фогоприемник выполнен изполупроводникового материала, содержащего высокоомные включения в низкоомной массе сИ+п(рфр)- переходами на .границах включений. 2. Оптоэлектронная пара по п.1, о г-л и ч а ю щ а я с я гем, что в качестве полупроводникового материала использован ангимонид галлия И -типа, легированный серой.5