Функциональный преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеспублик(22)Заявлено 12,04,79 (21) 2751951/18-24с присоединением заявки РЙ(5 )М. Кл, О 06 С 7/26 твеудерстввииый кваитет СССР иа делам изабретеиий и вткрытий(7 Ижевский механи ститут вите(54) ФУНКЦИОНАЛЫ 1 ЬП 1 ПРЕОБРАЗОВАТЕ аналоговойменно к Изобретение относится квычислительной технике, а и функциональным преобразователям.Известен функциональный преобразователь, содержащий диодно-резисторные элементы и операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи 113.Однако у этого преобразователя ограниченное быстродействие, обуслов 19 ленное частотными свойствами операционного усилителя .Наиболее близким к изобретению является функциональный преобразователь содержащий полупроводниковую подложку , на одной из поверхностей которой расположен полупроводниковый слой типа. проводимости, противоположного типу проводимостн подложки, а на второй поверхности - выходной омический контакт, являющийся выходом преобразователя, нагрузочный резистор, включенный между выходным омическим контактом и шиной нулевого потенциала, функционально распределенный резистивный слой, связанный с омическими контактами и расположенный на поверхностном полупроводниковом слое 2.Недостатком известного преобразователя является необходимость применения операционного усилителя для исключения влияния нагрузки или применения фиксированной нагрузки, что ограничивает область его применения.Цель изобретения - расширение области применения функционального преобразователя за счет увеличения нагрузочной способности.Поставленная цель достигается тем, что преобразоваель, содержащий полупроводниковую подложку, на одной из поверхностей которой расположен полупроводниковый слой типа проводимости, противоположного типу проводимости полупроводниковой подложки, а на второй поверхности - выходной омический контакт, являющийся выходом преобразователя, нагрузочный резистор, включен40 45 50 55 3 84 ный между выходным Омическим контактом и шиной нулевого потенциала, функционально распределенный резистивный слой, на котором размещен омический контакт, содержит дополнительный функционально распределенный полупроводниковый слой, первый и второй дополнительные омические контакты, размещенные на полупроводниковом слое типа проводимости, противоположного типу проводимости подложки и являющиеся, соответственно, информационным входом преобразователя и входом задания опорного напряжения преобразователя, дополнительный функционально распределенный полупроводниковый слой имеет тип проводимости, соответствующий типу проводимости полупроводниковой подложки и расположен между полупроводниковым слоем типа проводимости, противоположного типу проводимости подложки и функционально распределенным резистивным слоем, омический контакт которого соединен с шиной питающего напряжения.На чертеже приведена схема преобразователя.Преобразователь содержит полупроводниковую подложку 1, полупроводниковый слой 2 типа проводимости, противоположного типу проводимости подложки, функционально распределенный слой 3 с омическим контактом 4, выходной омический контакт 5, допол-нительный функционально распределенный полупроводниковый слой 6, первый 7 и второй 8 дополнительные омические контакты и нагрузочный резистор 9.Преобразователь работает следующим образом.Входное напряжение 0подается на первый дополнительный омический контакт 7, а на второй контакт 8 подается опорное напряжение Оо, противоположное по полярности входному напряжению. В соответствии с конфигурацией полупроводникового слоя 2 в нем обеспечивается распределение пространственного потенциала, что определяет положение границы открытой области р-и перехода, образованного полупроводниковым слоем 2 и полупроводниковой подложкой 1. Усиление по току реализуется за счет выполнения структуры пре образователя в виде функционально распределенной транзисторной структуры, коллекторный переход которой образован полупроводниковыми слоями 2 и 6, разного 9240 ,4. типа проводимости, эмиттерный переход -полупроводниковым слоем 2 и полупроводниковой подложкой 1, тип проводимости которой противоположен проводимос"ти слоя 2, Толщина слоя 2, выполняющего роль базового слоя в транзисторной структуре, выполнена с величиной,меньшей длины свободного пробега неосновных (для базы) носителей заряда.10 Во всем диапазоне изменения входного напряжения переход, образованныйслоями 2 и 6, постоянно заперт напряжением источника напряжения пита-.ния Е подключенного к контакту 4 реэистивного слоя 3, При работе функционального преобразователя входноенапряжение пространственно распределяется по функционально распределен.ному слою 2 в соответствии с конфи гурацией последнего, обеспечивая темсамым (аналогично работе транзисторных схем в активном режиме) активныйрежим работы в области открытрй части распределенного эмиттерного пере хода. При этом предполагается, что полярности входного и опорного напряжений противоположны, а соотношениеих модулей определяет положение границы, открывающейся входным напряже нием области эмиттерного перехода,Резистивный слой 3 обеспечиваеттакое перераспределение тока по полу.проводниковому слою 6, которое предотвращает режим насьпцения, Выходной 35 омический контакт 5 может быть подключен, например, к входу операционного усилителя, реализующего преобразование выходного тока функционального преобразователя в выходное напряжение.При работе предлагаемого устрой-, ства без операционного усилителя.формирование выходного сигнала происходит на сопротивлении нагрузочного резистора 9. Так как выходное сопротивление предлагаемого функционального устройства достаточно низкое (порядка 1 кОм), а входное сопротивление не менее, чем на два порядка,вьппе выходного, он обладает высокойнагрузочной способностью, что позволяет в известных пределах исключитьвлияние входных сопротивлений потребителей, в частности аналогичныхфункциональных преобразователей, подключенных параллельно нагрузочномурегистру 9 на выходное напряжениепри любом входном напряжении. При40 15 Формула изобретения Составитель Н,Балабошктор Г.Кацалап Техред А.Савка Корректор С.Корни акаэ 6096/65ВН Тираж 745. ИИПИ Государственно по делам изобретени 13035, Москва, Ж,одписное комитета СССРи открытий аушская наб д."Патент", г. город, ул. Проект 5 8492чем, чем выше коэффициент усиленияпо току, тем выше нагрузочная способность преобразователя. Усиление потоку при наличии усиления по мощности (так как Кр=К К, где К; Ъ 1,5К с 1, аналогично работе транзисторав режиме эмиттерного повторителя)происходит за счет затраты мощностиисточника коллекторого питания Еп,Использование изобретения при 10работе на переменную нагрузку безоперационного усилителя позволяетсущественно расширить область применения по сравнению с известным. функциональный преобразователь, содержащий полупроводниковую подложку,20 на одной нз поверхностей которой расположен полупроводниковый слой типа проводимости, противоположного типу проводимости полупроводниковой под - ложки, а на противоположной поверх ности - выходной омический контакт, являющийся выходом преобразователя, нагрузочный резистор, включенный меж. ду выходным омическим контактом и шиной нулевого потенциала, функциональ но распределенный резистивный слой, на котором размещен омический контакт, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области примененияза счет увеличения нагрузочной способности, он содержит дополнительный функционально ,"аспределенный полупроводниковый слой, первый и второй дополнительные омическве контак-.ты, размещенные на полупроводниковомслое типа проводимости, противоположного типу проводимости подложки и являющиеся, соответственно, информационным входом преобразователя и входомзадания опорного напряжения преобразователя, дополнительный функциональнораспределенный полупроводниковый слойимеет тип проводимости, соответствующий типу проводимости полупроводниковой подложки и расположен междуполупроводниковым слоем типа проводимости, противоположного типу проводимости полупроводниковой подложки ифункционально распределенным резистив.ным слоем, омический контакт которогосоединен с шиной питающего напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Маслов А.А. и Сахаров О.Н Синтез диодных функциональных преобраэователей. М., "Энергия", 1976 с. 24,рис.1-10.2. Авторское свидетельство СССРУ 521825, кл. 6 06 Й 7/26, 1976 (прототип) .