Управляемый резистивный элемент

1 О П И-(.А-Й-И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Сефз Советскик Социаактичоскик Ресвубаик(51 М. Кл З Н 01 . 29/76 Государственный коиитет СССР ио яеааи изобретения и открытии(088.8) Дата опубликования описания 15,0131(72) Авторы изобретения В. И. Панчишин и Г, В. Быкадорова Ордена Трудового Красного Знамени институт математики АН Украинской ССР(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕЗИСТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Изобретение относится к устройст- .вам аналоговой и аналого-цифровойвычислительной техники, испольэуемьмдля решения методами моделированияуравнений математической физики,а более конкретно - к устройству сетки сопротивлений вычислительной среды, а также может использоваться вустрцйствах автоматики и телемеханикикак управляемый резистор.Известны элементы для созданиявычислительных сред аналоговых устройств, построенные на оптронах илитермотронах Я и Г 2.15Однако ойи обладают таким существенным недостатком, как невозможностьполучить нулевоесопротивление (кк-ф 0)или сопротивление близкое к бесконечности (й-ф фф ), потому что применяемые 20в них фоторезисторы или терморезисторы всегда имеют большое начальное инебольшое конечное сопротивлениепри незначительной кратности изменения сопротивления за счет воздействия лучевой энергией (световой илитепловой),Наиболее близким к изобретениюявляется управляемый элемент вычислительной среды, содержащий транзистор 3 О в качестве управляемого нагревателяи терморезистор (,21.Его недостаток общий с недостатками известных устройств,Цель изобретения - расширениедиапазона изменения сопротивления,т.е. создание такогО резистивногоэлемента, который в составе средымог бы при бесконтактном управлениине только изменять свои промежуточные значения, но н закорачиваться иразрывать цепь.Это позволит реализовать на моделирующей среде граничные условия спостоянным значением потенциалаЧ = сопьс (резисторы закорочены), икогда производная на границе равнанулю - - = 0 (сопротивление граничЬьных резисторов равно бесконечности).Поставленная цель достигаетсятем, что в управляемый резистнвныйэлемент, содержащий управляемый нагревательный элемент, выполненный ввиде транзистора, н полупроводниковый терморезистор, введен злектроизоляционный теплопроводящий слой, нанесенный на торцовую поверхность транзистора, на поверхности электровзоляционного теплопроводящего слоя укреплен полупроводниковый терморезистор,вход и выход которого являются соетветственно информационными входом и выходом управляемого резистивного элемента, на другую поверхностъ полупроводникового терморезистора нанесен металлический слой с управляющим электродом, являющимся управляющим входом управляемого резистивного элемента.На Фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого элемента; на Фиг. 2 - график изменения сопро" тивления терморезистора.Управляемый резистивный элемент содержит управляемый источник тепла- транзистор 1 с отводами, электроизоляционный теплопроводный слой 2, по лупроводниковый тврморезистор 3, диэлектрик 4 и металлический слой 5 с управляющим электродом б,Эмиттер и коллектор транзистора 1 подключены к источнику питания. 2 ОПри отсутствии напряжения на базе О полупроводниковый переход транзистора 1 заперт, ток не проходит, и температура его перехода Т равна начальному значению ТО, а сопротивление терморезистора равно исходному значению.В момент подачи напряжения на базу транзистор открывается, через р-д переход течек ток, температура его . перехода т пропорционально возраста- ЗО ет, и идет теплоотдача в термосопротивление,.Вследствие этого сопротивление ерморезистора изменяется в соответствии с выбором коэффициента. тепло- З 5 передачи, но только в интервале своего рабочего диапазона, который всегда больше нуля и меньше "бесконечнос" ти", Для получения величины сопротивления терморезистора (В - + О) или 4 О (й- ) на электрод 6 подается управляющее напряжение О, действие которого аналогично действию затвора в полевом транзисторе.Если на электрод 6 не подается напряжение смещения, то пад диэлектриком 4 в терморезнсторе 3 образуется некоторый тонкий обедненный слой как в обычном р-и переходе. Свойства терморезистора определяются основным объемом полупроводника.Если на электрод 6 подается напряжение Осоответствующее прямому смещению на управляющем электроде, то под диэлектриком образуется обогащенный носителями слой, сопротивление 55 терморезистора уменьшается, т.е.й-+ О.Если к электроду 6 приложить обратное смещение Оу то под диэлектриком образуется обедненная электронами область, которая распространяется на всю толщину. терморезистора, в этом случае сопротивление терморезистора растет до бесконечности (й-оф ).На Фиг, 2 приведен примерный граФик изменения сопротивления терморезистора в зависимости от Фактора воздействия, где Фв - Фактор воздействия В - сопротивление терморезистора; О - напряжение управления (соответствующее прямому смещению); Оу - напряжение управления (обратное смещение); Ф -й - рабочий диапазон температур терморезистора; В -й, - нсминальныв пределы изменения сопротивления терморезистора при воздействии температурой; й -ф О- сопротивление терморезистара при прямом смещении; й +ад - сопротивление терморезистора ври обратном смещении.Применение управляемого элемента для создания вычислительной среды позволит осуществить моделирующую область любой конфигурации с любыми граничными условиями, т,е. практически реализовать "закорачивание" или разрыв " любых резистивных элементов среды беаконтактным способом,Кроме таго, позволит значительно расщирить кратность изменения сопротивления элементов среды. Формула изобретенияУправляемый резистивный элемент,содержащий управлявший нагревательный элемент, Выполненный в видетранзистора, и полупроводниковыйтерморезистор, о т. л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениядиапазона изменения сопротивления, вустройство введен электроизоляциоиный теплопровадящий слой, нанесенныйна торцовую паверхноеть транзистора,на поверхности электреизоляционноготеплоправодящего алая укреплен полупроводниковый терморезистор, вход ивыход которого являются соответственно информационньащ входом и выходомуправляемого резистивного элемента,на другую поверхность полупроводникового терморезистора нанесен металлический слой с управляющим электродом,являющймся управляющим входом управляемого резистивного элементаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 475628, кл. 6 06 О 7/48, 1973,2. Авторское свидетельство СССР9 482768, кл, 6 06 С 7/48, 1973796959 Составитель В. Жови Техред М. Табакович кийКоррект актор П. Баби Грицен нлиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная каз 9790/72 а ТиражВНИИПИ ГосУДаРспо делам иэо113035, Москва, ЖЯЗенногоретенийРауюс Подписноемитета СССРоткрытийя наб д. 4/5