с резонансным колебат контуром на выходе. Применяет­ся в радиоприёмных и радиопередающих устр-вах, измерит аппаратуре и др

с резонансным колебат контуром на выходе. Применяет­ся в радиоприёмных и радиопередающих устр-вах, измерит аппаратуре и др

Видеоусилители — широкополосные У э. к. (рис. 5) используются ■ радиолокац. и телевиэ. аппаратуре для усиления видеосигналов до уровня, необходимого для нор­мальной работы ЭЛП. Мн видеоусилители можно рассмат­ривать как У. э к. низкой частоты, у к-рых значительно расширена полоса пропускаемых частот

Дифференциальный усилитель — У. э. к. с двумя идентичными усилит, элементами на входах (рис. 6); вы­ходной сигнал в таком усилителе пропорционален разности потенциалов (амплитуд сигналов) на его входах, т. е. разностному (дифференциальному) сигналу. Приме­няется как смеситель, ограничитель амплитуд, модулятор, умножитель частоты; часто входит в состав операц. уси­лителей.

Схема Дарлингтона — усилит, каскад обычно на сос­тавном транзисторе (рис, 7), имеющий очень большой коэф усиления по току 0_o6ul=Pi ■ fa. где 0, и р₂ — коэф. усиления по току соответственно первого и второго тран­зисторов. Используется в транзисторной логике, а также в У. э. к. низкой частоты, генераторах и переключающих устр-вах

Лиг. 80ЙШ1МЛЛ0 Г в., Современная техника усиления сигналов, м, 1978; Мэндл М 200 избранных схем vлактроими и лер с вмгл. М._г 1980 _ ^с- Д Дмитриев.

УСИЛИТЕЛЬ ЯРКОСТИ ИЗОБРАЖЁНИЯ. электрон­ный прибор для увеличения яркости световых изображе­ний; действие основано на преобразовании светового изо­бражения, спроецированного на фоточувствит. слой, в электрнч сигналы (см. Фотоэффект), к-рые затем вновь пре­образуются в световое изображение, напр. в катодо- или электролюминесцеитном слое (см Люминесценция) Су­ществуют У. я. и. двух типов.

⁰

результате в нём образуется световое изображе­ние, усиленное по сравнению с первичным за счёт энер­гии электрич. поля В нек-рых У. я. и вместо электролю- минесце нтного слоя используется слой жидкого кристал­ла (см. Жидкокристаллический преобразователь изобра­жения).

Лиг. Прикладная влектролюминесцемция, под ред. М. В Фока, М„ ^,974- H. Я Ляммчее.

УСКОРЙТЕЛИ ЗАРАЖЕННЫХ ЧАСТЙЦ, установки

для получения заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер, ионов и др.) больших энергий посредством их ускорения в электрич. поле Заряженные ч-цы в уско­рителях движутся в вакуумной камере (исключающей их рассеянив в газе) либо практически по прямой линии (такие У. з. ч. наз. линейными), либо по траектории, _{дв> А и} ш близкой к окружности или спирали (циклические У. з. ч.). [т. i], м. 1981

У. я. и. с внешним фотоэффектом содержит два параллельных друг другу слоя — фоточувствительнын и катодолюминесцентныи разделённые вакуумным проме­жутком, где создаётся ускоряющее электрнч поле. Эл-иы, испускаемые фотослоем под действием света, ускоряются электрнч полем и возбуждают катодолюминесцентныи слой В результате на нём формируется световое изобра­жение, соответствующее изображению на фотослое Уси­ление яркости изображения достигается за счёт энер

телям.

У. я. и. с внутренним фотоэффектом обычно состоит из последовательно расположенных слоёв: проз­рачного электрода, фотопроводящего слоя, электролюми­несцентного слоя и второго прозрачного электрода. Между электродами приложено перем напряжение 250—400 В (частота 400—3000 Гц) При проецировании светового изо­бражения электропроводность освещенных участков фото­слоя меняется и на примыкающем электролюминесцентном слое создаётся распределение потенциалов, соответствую­щее распределению освещённости (яркости) изображения на фотослое. Поскольку электролюминесцентный слой

Поле для ускорения заряженных ч-ц создаётся либо радио- технич. устр вами (генераторами), либо при помощи др. заряженных ч-ц (электронных пучков, электронных колец, плазменных волн). По характеру ускоряющего поля раз­личают нереэонансные (индукционные и высоковольтные) и резонансные У. з. ч.

Наиболее просты высоковольтные нереэонансные У. з. ч., в к-рых ч-цы получают энергию в результате непосредств. ускорения их в постоянном электрич. поле ускоряющего промежутка — промежутка между двумя электродами с вы­сокой разностью потенциалов, такие установки позволяют получать ч-цы с энергией МэВ. Значительно большую энергию приобретают ч-цы в резонансных ускорителях, в к-рых непрерывное ускорение ч-ц обеспечивается много­кратным прохождением ими ускоряющего промежутка в те моменты времени, когда ускоряющее ВЧ электрнч. поле оказывается направленным в сторону движения ч-ц. Т. о., заряженные ч-цы приобретают большую энергию даже при сравнительно невысоком ускоряющем напряже­нии. Благодаря этой особенности резонансные У. з. ч получили преим. распространение Совр линейные резо­нансные ускорители способны разгонять эл-ны до энергий 2—22 ГэВ, протоны — до 600—800 МэВ, ионы — до 10—14 МэВ Ч-цы ббльших энергии получают на циклич ускорителях, к к-рым относятся ускорители эл-нов—бета­трон, микротрг • синхротрон и ускорители протонов и др. тяжёлых ч-ц — циклотрон, фазотрон, синхрофазотрон. Все циклич. ускорители, за исключением бетатрона, резо­на нсные.

Бетатрон — единств, циклич У. з. ч. нерезонансиого типа; заряженные ч-цы движутся в нём по кольцевой орбите и ускоряются вихревым электрич. полем. Приме­няются для получения пучков эл-нов с энвргиеи 100— 300 МэВ

Микротрон (электронный циклотрон) представляет собой резонансный циклич У. з. ч. непрерывного действия, в к-ром и управляющее магн поле и частота ускоряющего электрич поля постоянны во времени. Микротрон позво­ляет получать эл-ны с энергией ^30 МэВ. Часто микро­трон используется в качестве источника эл-нов в син­хротронах.

гии источника ускоряющего напряжения. У я. и. этого ускоряющего электрич. поля остаётся постоянной; эл-н типа относятся к электронно-оптическим преобразове- движутся почти по круговой орбите. На синхротронах полу­чают эл-ны с энергией 6—12 ГэВ.

Синхротрон — циклич. резонансный У. з. ч.₍ в к-ром управляющее магн. поле изменяется во времени, а частота

Циклотрон представляет собой циклич. резонансный У. з. ч. с постоянным во времени управляющим магн. полем и пост частотой ускоряющего электрич поля; ч-цы в циклотроне движутся по плоской развёртывающей спирали. Работает в непрерывном режиме Применяется для ускорения протонов и др тяжёлых ч-ц до энергий 0,5—1,0 ГэВ.

излучает при возбуждении его электрич. полем, то ^т"^ж®^{ль,в ч}~Чы движутся по спирали от центрв вакуумной

Фазотрон (синхроциклотрон) — циклич. резо­нансный У. з. ч._# в к-ром магн. поле постоянно во времени, а частота ускоряющего поля постепенно уменьшается;

камеры, где располагается их источник, к периферии Применяется для ускорения тяжёлых ч-ц до энергий — 1 ГэВ

Синхрофазотрон — циклич. резонансный У. з. ч., я к-ром управляющее маги, поле и частота ускоряющего электрич. поля изменяются одновременно Применяется для ускорения тяжёлых ч-ц до энергий 10—3000 ГэВ Синхро­фазотрон для ускорения протонов наз протонным син­хротроном.

У. з. ч. применяются при исследованиях в области физики элементарных ч-ц, ядерной физики и физики твёрдого тела, а также в др. областях науки и техники (химии, биофизике, геофизике, медицине, энергетике, метал­лургии).

Лит ■ Комар Е Г, Основы ускорительной техники, м.. 1975; Лебе­де» А. Н. Шальное А. В.. Основы физики и техники ускорителем,
фазовый сдвиг ступенчато посредством либо прямого изме­нения I, либо подключения к линии (через диоды) набора шлейфов. Распространены также ферритовые Ф, работа к-рых основана на использовании Фарадея эффекта на СВЧ и явления ферромагнитного резонанса в намагничен­ном феррите Ферритовые Ф подразделяются на взаим­ные (рис. 3, а), обеспечивающие одинаковый фазовый сдвиг для обоих направлений распространения волны, и невзаим­ные (рис. 3, б), в к-рых сдвиг фаз для волн, распростра­няющихся в противоположным направлениях, неодинаков.

Нерегулируемый ф. реализуют в виде калиброванного по фазе отрезка пинии передачи, фазовый сдвиг в к-ром достигается подбором значения его длины, размеров попе­речного сечения (при использовании волновода) либо эффективной диэлектрич проницаемости

Ф применяется в устр-яах радиотехники, автоматики, вычислит., измерит техники, СВЧ техники для изменения формы входного сигнала, компенсации фазовых искажений, фазовой модулвции, выравнивания электрич. длин линий передачи, создания заданных фазовых сдвигов сигналов в когерентных радиосистемах (напр., в фазированных антен­ных решетках) и др

Лит СВЧ устройства не полупроводниковых диодам М.. 1969; Валн- тов Р А.. Ср«т*иский В Н., Радиотехнически* измерения М.. 1970; Лебедев И. В., Технике и приборы СВЧ, 2 и ад, т 1, М 1970; Бова Н. Т., Стукало П. А., Храмов В. А., Управляющие устройстве СВЧ. К., 1973: Кушимр в>. В.. Радиотехнические измерения, 3 над, М. 1975.

ФАЗОВЫЙ СДВИГ (сдвиг фаз), отставание во вре­мени одного периодического (или квазнпариодического) процесса от другого, выраженное в радианах, градусах, долях периода или длины волны. Понятие Ф с обычно применяют к гармонич. колебаниям, напр. между током и напряжением в цепи перем. тока, между напряжениями и токами в разных точках длиннои пинии, антенны и т. д. Ф с. играет важную роль при прохождении сигнала через системы, содержащие реактивные элементы, предназначен­ные для сдвига сигнала во времени (фазовращатели,

лмимм оадоржии м др.),» оптике («т. I(uf«^вИШОСТ») И Т. Д.

В общем случае Ф. с неодинаков для гармонии составляю­щих (гармоник) разл частот, что является причиной иска­жения формы электрич сигналов в усилителях, линиях задержки н т. д.

ФАЗОЧАСТбТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (ФЧХ), ха-

ФАЗОВЫЙ

Факсимильны* аппарат. Функциональная схема операционный усилитель АЦП — еналого-циф-

(упрощённая) передачи факсимильной информа- рояой преобразователь ЛУС — линейный усилн

пин РУ — развёртывающее устройство барабан- тель; ЛС — линия связи; ЦАП — цнфро-емвлого

ного типа; СУ — синхронизирующее устройство; вый преобразователь ПУ — пишущее устройство СЛ — световой луч, <ИЭ — фотоэлемент, ОУ —

рактеристика линейной электрич. цепи, выражающая за­висимость сдвига по фазе между гармонич колебаниями на выходе и входе этой цепи от частоты гармонич. колебании на её входе ФЧХ используются в основном для оценки фазовых искажений формы сложного сигнала (напр., видеосигнала), вызываемых неодинаковой задержкой во времени его отд. гармонич составляющих при их про­хождении по электрич цепи, в радиотехиич. системах, основанных на фазовых методах обработки сигналов, в сис­темах многоканальной связи, в измерит, устр-вах и др. Для подавляющего большинства электрич. цепей ФЧХ однозначно связана с амплитудно-частотной характе­ристикой.

ФАКСЙМИЛЬНЫЙ АППАРАТ (от лат. fac simile — делай подобное), фототелеграфный аппарат, ком­плекс механич., светооптич. и электронных устройств для передачи изображении неподвижных плоских оригиналов (печатного или рукописного текста, карт, фотографич. сним­ков, чертежей и т. п.) по электрич. линиям связи с воспро­изведением изображения в виде его факсимильной копии Существуют Ф. а для передачи цветных и чёрно-белых двухуровневых (с 2 градациями яркости) и многоуровневых (полутоновых) изображении.

В комплект аппаратуры для факсимильной связи входят передающий и приёмный Ф. а. (рис.). В передающем Ф а. (или передатчике в приёмопередающем Ф. а.) светооптич. система формирует узкий световой луч, к-рый с помощью развертывающего устр-ва перемещается по всей поверх­ности оригинала Отражённый световой поток (изменяющий­ся по интенсивности в соответствии с отражат. способ­ностью освещаемого участка) преобразуется фотоэлектрич преобразователем в видеосигнал, к-рый после усиления направляется в линию связи. Часто для повышения досто­верности передачи изображения аналоговый видеосигнал, несущии информацию о яркости (или цвете) оригинала, преобразуется в цифровой код и передаётся на приёмный Ф. а. в виде кодир. последовательности импульсов. В при­ёмном Ф. а поступающие сигналы усиливаются и преобра­зуются в модулированный по яркости или интенсивности све­товой или электронный луч либо в электрич. ток пере­менной амплитуды (воздействующий иа электрич щёточный контакт, игольчатое, матричное печатающее устр-во или точечный нагрешат элемент), посредством к-рых иа поверх­ность материала копии переносится («вырисовывается») изображение оригинала. В качестве материала копий исполь- jytuii* фотобумага и фотоплёнка, электрографии, электро­термии, электрохим и обычная писчая бумага и др. мате­риалы.

Развёртывающие устр-ва Ф а подразделяются на ме­ханические и электронные. Наибольшее распространение получили механич. развёртывающие устр-ва барабанного, плоскостного или дугового типа. Как правило, развёрты­вающие устр-ва передающего и приёмного Ф а однотип­ны; синхронизация развёртки обеспечивается, напр, либо за счёт питания электроприводов Ф а. от автономных высоко­стабильных электрич. генераторов с а в то поде тройкой час­тоты, либо с помощью синхросигналов, передаваемых вместе с видеосигналами.

Лиг Свет С. Д, Принципы построения цифровых факсимильных систем связи, М., 1978; Орловский Е Л, Передача факсимильных изображений М„ 1980 А Н Емгелычее
дискретных элементов: резисторов, кондвнсвторов и кату- швк индуктивности (рис 1). Действие таких Ф основано на использовании зависимости реактивного сопротивления (ёмкостного или индуктивного) от частоты перем. тока. Высокими фильтрующими св-вами обладают пьезоэлектри­ческие фильтры, рабочий диапазон частот к-рых прости­рается от неск. сотен Гц до 1 ГГц. Особую группу состав­ляют цифровые Ф (рис. 2), часто выполняемые на инте­гральных схемах. В СВЧ технике Ф реализуют на основа отрезков линии передачи (коаксиальных кабелей, полоско- вых линии, металлич. волноводов и др.), являющихся по существу распределенными колебательными системами. В диапазоне от 100 МГц до 10 ГГц применяют гребенчатые, шпилечные, астречно-старжиааыа, ступенчатые и др Ф из полосковых резонаторов (рис 3) В диапазоне от неск ГГц до неск. десятков ГГц распространены волноводныв Ф., представляющие собой аолноводную секцию с повыш. критич. частотой (волноаодный Ф верх, частот) либо сек­цию, содержащую резонансные диафрагмы или объёмные резонаторы (волноаодный Ф. ниж. частот).

Лиг Белецкий А. Ф-. Основы теории линейных электрических целей, М-, 1967. Алексеев Л. В.. Зн. «ейский А Е Лотков. Е Д Электрические фильтры метрового и дециметрового диапазонов м 1V76 Б л а н д о ее Е. С., Ее до к и мое В А, Озералин Н А.. -Электроннех технике Сер- 5 — Радиодетали и рвдиокомлоиенты», 19В4 е. 3, с 39—43

£ С Бландоее

ФИЛЬТР НА ПОВЁРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ

ВОЛНАХ (фильтр на ПАВ), электрическии фильтр, в к-ром для разделения эл.-магн. колебании разл частоты их преобразуют е вкустич колебания и обратно, разде­ляя при этом вкустич колебания разл частоты. Простеишии Ф. на ПАВ (рис) состоит из Двух (входного и выходного)

встречно-штыревых преобразователей (ВШП), расположен­ных на отполированной поверхности заукопровода из пьезо- злектрич. метериала (в основном кварца, ииобата лития, танталата лития, германата висмута). Разделение вкустич колебании рвэл чвстоты (честотнвя фильтрвция) осущест­вляется с помощью ВШП. в К-ром заданная частотная характеристика реализуется за счет избирательного приема ПАВ Избирательность таких фильтров определяется кол-вом металлич электродов (штырей) ВШП либо законом изменения их длины в направлении, перпендикулярном распространению ПАВ, либо величинои емкостей, создан ных между контактными площадками и металлич. электро­дами ВШП (т н ВШП с ёмкостным «взвешиванием» элект­родов).

Ф на ПАВ отличаются простотой устр-ва, технологич­ностью, воспроизводимостью характеристик, что обеспечи­вает возможность их массового произ-ва Ф не ПАВ используются в качестве полосовых, заграждающих и согла­сованных фильтров (см. табл.).

ФИЛЬТРАЦИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ЧАСТОТ,

вы да ленив одной или неск. простренственных частот из севтового пучка (напр., лазерного излучения) с помощью оптич системы. Наиболее часто используется двухлинзовыи конфокальный телескоп с диафрагмой, расположенной в совместной фокальной плоскости линз (рис.). Световой пучок, проходя через первую линзу, преобразуется так, что в фокальной плоскости получается распределение интенсивности света, воспроизводящее угловое распределе­ние интенсивности исходного пучка. При этом нулевая прострвнсте. составляющая пучка с однородным амплитуд­ным и фазовым профилями образует в фокальной плоско­сти центр, яркое пятно, а остальные, имеющие неоднород­ные амплитудный и фазовый профили, образуют пятнистую структуру вокруг центр, пятна. Подбирая диафрагму, выделяющую только центр, пятно, можно получить на ее выходе однородный пучок. Вторвя линза телескопа служит для уменьшения дифракц расходимости вышедшего из диафрагмы узкого пучка до необходимой величины

Ю. Д Голвеа

ФОКбН (фокусирующий конус), устройство на основе световода с изменяющимся (сужающимся) по ходу светового луча сечением; используются для концентрации оптич. излучения, а также для изменения масштаба пере­даваемого изображения Различают полые (с внутр. отра­жающей поверхностью), монолитные прозрачные и воло­конные Ф

Наиболее распространенными являются волоконные Ф., к-рые представляют собой аолоконно-оптич. одножильные и многожильные жгуты (см Волоконно-оптические элемен­ты) с переменным по длине сечением волокон Различают Ф. с регулярной и нерегулярной уклвдкои волоконных световодов. Нерегулярные Ф применяют в основном дпя концентрации оптич. излучения. С помощью таких Ф полу­чают концентрацию световой энергии, в 4п^ раз большую, чем обеспечивают классич оптич системы (где п — мень­ший из показателей преломления материала сврдцевины волокна Ф и среды на выходе из него) Регулярные Ф применяют в основном для изменения масштаба переда­ваемого изображения. Осн характеристики Ф ли не иное

Фильтр на поверхностны! екустическна волне»

Филетрецие простренственных честет Схеме фильтрации простренственных частот с помощью линзового конфокального телескопа. F и F-— фокусные расстоянии линз Л, и Ли я— по- перечная координата светового пучка; I — иитен сивность света

Тип фильтрое не ПАВ	Средннв честоте, МГц	Полосе частот, МГц	Вносимые потери, дБ	Зетухенне сигналов в полосе зегреж-	|* Л,
ПплпгП1Ыв 5—2000 0,01—500 0.5—30 40—70 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5в^0Гр°.Гд«Щн. 20 1 500 0,01-10 0,5-40 50-*0 Согласованные 50-1500 10-700 20-50 20-50 5-<800 10-ЯО 20—60 20-40

Лит Гул в. в Ю. В., Кмита A. M, В.гд.с.р.н А. С ■ ^ПР°®-

лемы современной реднотехники М 1980 Морозов А И.. Прок­лов В. В С тенковскмй Б А.. Пьезозлектрнч.скне преобрезоветели алв оежиозлектроииых устройств, М 19В1

А. С- Бегдесерлм

Ач

ЛУ

Схематическое и]о6р<м«ни< фильтра не по- «ераностиьнх акустических волнах- I — звукс- провод 2 — акустический поглотитель, 3 нагрузке; 4 — аподизоваиныи встречно штыревой преобразователь (выходной): 5 — естреч«о-ш»ы- ревои преобразователь с ёмкостным»взвешм ваннем* электродов (входной); 6 — генератор электромагнитных колебаний

увеличение — отношение выходного диаметра к входному, числовая апертура — произведение числовой апертуры во­локна на линеиное увеличение, светосила — равна квадрату числовой апертуры светопропускание — определяется в основном потерями свата в Ф а также способом укладки

волокон.

Лит Be

1*77

Огпмид саатоводов 2 над В В Зуб -

ФОКУСИРОВКА ЗАРАЖЕННЫХ ЧАСТЙЦ, управле­ние движением заряженных частиц (электронов, ионов) по заданным траекториям Происхождение термина *<Ф. з ч.» связано с решением задачи о прохождении траектории за­ряженных ч-ц через заданную точку пространства (фокус) в электронной оптике и ионной оптике Ф- э. ч. осущест­вляется с помощью электрич. и магн полей, создаваемых электростатическими линзами и магнитными линзами Мин. размер фокусного пятна определяется аберрациями линз, влиянием пространств заряда и разбросом нач. скоростей ч-ц Применительно к высокопервеансным потокам заря­женных ч-ц в электронных пушках, ионных пушках и про­тяженных пролетных каналах ЭВП вместо термина «Ф з. ч.» обычно употребляют термин «формирование потока заря­женных частиц» Такое формирование осуществляется электрич и (или) магн. полями (однородными, пространст- венно-периодич. реверсивными). Заряженные ч-цы в протя­женных и ограниченных в поперечном направлении пото­ках колеблются относительно своих равновесных траекто­рии. Скорость изменения радиальной составляющей силы со стороны внеш фокусирующего электрич и (или) магн полей и поля пространств, заряда, возвращающей частицу на равновесную траекторию, характеризует жесткость фо­кусировки. В электронных пушках под Ф з. ч подразу­мевают достижение необходимой величины сходимости (компрессии) потока, равной отношению площади эмити­рующей поверхности катода к площади поперечного се­чения потоке в заданной плоскости См. также Форми­рование ЭЛеКТрОННОГО Пучка И И Голаницнии

ФОКУСИРУЮЩЕ ОТКЛОНЯЮЩАЯ СИСТЁМА

(ФОС), часть электронно-оптическои системы электронно­лучевого прибора, в к-рои фокусирующие и отклоняющие электронный пучок поля совмещены в пространстве При­меняется гл обр. в передающих ЭЛП (видиконах, суперор тиконах и нек-рых др) Различают ФОС электромагнит­ные, электростатические и комбинированные (включающие поля обоих типов) ФОС, способная обеспечить ортого- нализацию пучка (подведение под прямым углом к поверх­ности мишени) в приборах со считыванием сигнала пучком медленных эл-нов, позволяет получить фокусные пятна малых размеров Конструктивно ФОС представляет собой длинныи фокусирующии соленоид с соосно размещенными ■ нем отклоняющей и корректирующей (центрирующей) системами Углы отклонения электронного пучка в ФОС составляют ок 10. Часто ФОС наз. также совокупность последовательно расположенных и собранных в единую конструкцию эл.-магн. отклоняющей, фокусирующей и цент­рирующей систем См. также Отклоняющая система и Маг­нитное фокусирующее устройство • Д Баландин

ФОЛЬГИРОВАННЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ многослойные

электроизоляц. материалы, представляющие собой слои­стые пластики и наполненные полимеры (жесткие Ф д.) или синтетич пленки (гибкие Ф д), покрытые с одной или двух сторон металлич. фольгой (в основном медной) тол­щиной 5—100 мкм Толщина Ф д. 0,08—3 мм. В зависи­мости от диапазона рабочих частот Ф. д. подразделяют на ВЧ (для частот до 10 Гц) и СВЧ (для частот до 10 Гц).

I м 6 а р г В

С а1т а ро а Д

I

ФОКУСИРОВКА

Высокочастотные Ф д. применяются для изготовле­ния коммутац плат и гибких печатных кабелей. Жесткие Ф. д. изготовляют из слоистых пластиков на основе эпок­сидных эпоксифенольных и феноло-формальдегидных смол в к-рых наполнителями являются электроизоляц. пропиточная бумага (гетинаксы) или стеклоткань (стекло- текстолиты); гибкие Ф д. делают из полиимидных, поли этилентерефталатных и др пленок Фольга к диэлектрич. основанию припрессовывается или приклеивается (напр,

эпоксикаучуковым клевм) Жесткие Ф. д. имеют прочность сцепления фольги с диэлектрич. основанием не менее 3,8 Н 3 мм, стойкость к расплавленному припою не менее 10 с (при t 260 С), диэлектрич. проницаемость таких диэлектриков нв более 5, тангенс угла диэлектрич. потерь не более 0,035, сопротивление изоляции 10 Ом. Гибкие Ф. д. выдерживают многократные перегибы (иапр при радиусе изгиба -5 мм и угле 180 — не менее 500 первги бов) их диэлектрич. проницаемость не превышает 3,5

Свврхвысокочастотные Фд применяются для создания полосковых коммутац. плат. Их изготовляют при­прессовыванием фольги к наполненному полимеру (напр., полифениленоксиду). Диэлектрич. проницаемость С8Ч_<р. д. 2,8—16, тангенс угла диэлектрич. потерь от 1,2-10 до 5 Ю^-3

ЛиТ Многослойный печатный монтаж Ш приборостроении. в«ю»*атмкв и вычислительно* теанние м 197В. Справочник по»лактротамнииаским «в- 1ариалам под рад Ю В Кориииого 3 «1Д-. т t—3, М, 19В6—07

А В Васильев

ФОЛЬГОВЫЙ РЕЗИСТОР, резистор, рвэистивныи эле­мент к-рого выполнен из фольги, укрепленной на изоляц подложке. Для изготовления Ф. р. используется фольга толщиной 0,002—0,1 мм, выполненная из манганина, кон- стантана хромоникелевых. никельмолибденовых и др. спла­вов. В Ф р- сочетаются высокая точность номинального сопротивления и малый уровень шумов, характерные для проволочных резисторов, с технологичностью пленочных (напр., лакосажевых) резисторов

Резистивныи элемент Ф р. представляет собой подложку из диэлектрике с присоединенной и ней резистивнои фоль­гой (рис 1) определенной формы (рисунка) напр в виде мвандра с соединительными (шунтирующими) перемычка­ми (рис. 2). Шунтирующие перемычки обычно делают так, чтобы, разрывая их, можно было увеличивать сопротив­ление Ф р- на заданную величину (что осуществляется при подгонке резистора в номинал) Возникающая при этом в месте разрыва деформация фольги практически не влияет на стабильность сопротивления резистора, т. к перемычка после разрыва удаляется с подложки Номинальное сопро­тивление Ф р составляет от 1 до 25-10 Ом (у постоян­ных) и от 10 до 22 10 Ом (у переменных); номиналь­ная мощность — 0,25 и 0,5—10 Вт соответственно у по­стоянных и переменных; износоустойчивость перем Ф. р достигает 100 циклов

В технологии Ф. р. широко используются те жв методы, что и в технологии микроэлектроники ионное и хим. трав ление фольгированного диэлектрика, формирование на фольге рисунка рвзистивного элемента методами фотоли­тографии, групповое изготовление резистивных элементов на одной подложке; это обеспечивает высокую идентич­ность их параметров Ф- Р являются массовым типом * Прецизионных реЗИСТОрОВ. Г А Фра ми В М Таре «о»

Фольговый резистор Рис I Фольговый резистор (в разразе) 1—фольга 2— клан, 3 — ди- злектрическаа подломи

Рис 2 Пример топологии фольгового р» JMCTOpe 1 — меандр 2 — парамычна 3 — подложка

фонбн (от греч. рЬОпё — звук), квазичастица, пред­ставляющая собой квант энергии упругим колебаний крист. решётки. Энергия Ф равна Ъш (где ы — частоте колеба­ний). Звуковые волны в кристалла* рассматриваются как распространение Ф-, тепловые колебания крист. решётки — как термич. возбуждение Ф Понятие Ф позволяет опи­сать нек-рые тепловые и др св-ва кристаллов. Колебат энергив кристалла приближённо равна сумме энергий Ф; теплоёмкость крист тела практически совпадает с тепло­ёмкостью газа Ф-; теплопроводность дизлектрич кристал­ла можно описать как теплопроводность газа Ф (а метал­лах и ПП существенную роль в теплопроводности играют также эл-ны).

Ф наз. также элементарные возбуждения в сверхтекучем гелии, описывающие колебат. движение квантовой жид­кости..

Лиг.: Займам Дж, Электроны и фононы пер. с «игл.. M-, IV6*; Рейс л* на Дм., физике фоноиов пер. с енгл.. М., 1975

ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА, при-

дание электронному пучку (потоку) необходимой конфигу­рации с помощью злектрич. и магн. полей (см. Электронно- оптическая система). В более узком смысле Ф э. п. озна­чает получение а электронной пушке или приборе элект­ронного потока, поперечные размеры к-рого сравнимы с продольными См. также Фокусировке заряженных частиц. ФОРМИРОВАТЕЛИ ЙМПУЛЬСОВ, электронные уст­ройства для генерирования и преобразования электрич. импульсов, в основном прямоугольной, трапециевидной, линеино изменяющейся (треугольной) и экспоненциаль­ной формы, длительностью от единиц не до десятков с. Основу Ф и. составляют линеиныв электрич элементы и электронные ключи. Ф-ции линейных элементов выполняют импульсные усилители, RC- или LC-цепочки, импульсиьм трансформаторы и линии задержки В качестве ключей используются электронные приборы с нелинейными ВАХ. ПП диоды, транзисторы, электровакуумные и газонапол­ненные лампы, ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса туннельные диоды Наиболее широко для формирования импульсов применяются импульсные усилители, RC-цапи, ПП диоды и транзисторы в ключевом режиме

Последоевт. RC-цепочка является наиболее простым и час­то применяемым Ф и (рис.); формирующие св-ва этой цепи различаются в зависимости от того, с какого элемен­те — r или С — снимается выходной сигнал. Наиболее час­тые операции, укорочение одиночны* импульсов, диффе­ренцирование и интегрирование сигналов по времени.

Нелинейные ключевые Ф. и характеризуются отсутствием положит обратной связи. Формирование импульсов проис­ходит за счёт ограничения уровня сигнала или переклю­чения тока в выходной цепи. Осн. типом таких устр-в

Формироветели импульсов Формирующие ЯС- ц, почки а — интегрирующая; б — дифференци­рующая

S87

а О------- является амплитудный ограничитель. Регенеративные фор­мирующие устр-ва с положит обратной связью позволяют получать как отд. импульсы, так и их последователь­ности. К числу таких устр-в относятся: триггеры, мульти­вибраторы, блокинг-генераторы и генераторы линеино из­меняющегося напряжения. Такие Ф. и. выполняются гл. обр. в виде ИС на базе усилителей пост. тока. Для реали­зации регенеративных Ф. и. часто используют ПП приборы с отрицат. сопротивлением: туннельные диоды, лавинные трензисторы и тиристоры Применение таких приборов позволяет устранить в Ф. и. схемную часть положит, обрат ной связи, что в ряде случаев даёт возможность упрос­тить схему формирователя и улучшить его быстродействие, нагрузочную способность и нек-рые др параметры.

Лит фролкин В Т.. Попов Л. И Импульсные устройстве 3 н»д.. М, 1980 Гольденбврг Л. М., Импульсные устройстве, |2 изд | М.. 19В1 С И. Кузнецов, В Т Фролкин

ФОСФИД ЙНДИЯг 1пР, обладающее полупроводнико­выми свойствами хим. соединение типа А " ВТёмно-серые с металлич. блеском кристаллы,-»_пл=1062 °С; давление паров Р над расплавом стехиометрич. состава 2,7 МПа (t_n„); плотн. 4787 кг/м' (300 К); крист. решётка типа сфалерита с периодом ss0,587 нм (300 К), мол._м. 145,79; коэф термич. линейного расширения 4,75 10 град (300 К) Прямозонный ПП с шир запрещённой зоны 1,35 зВ (300 К) подвижность эл-нов 5000 см'.В -с (300 К), подвижность дырок 200 см' В~'-с ¹ (300 К).

Синтез Ф. и. проводят в запаянных кварцевых ампу­лах в контейнерах из кварцевого стекла или пиролитич. нитрида бора путём насыщения расплавленного In парами Р Ампулы размещают в спец. автоклавах внутри к-рых поддерживают противодавление инертного газа Для полу­чения монокристаллов используют метод Чохральского с герметизацией расплава жидким флюсом (расплавленным борным ангидридом). Процесс проводят в камерах высо­кого давления в атмосфере инертного гвза при давлениях 3,5—5,0 МПа с применением тиглеи из кварцевого стекла или пиролитич. нитрида бора Часто процесс синтеза сов­мещают с процессом последующего вырещиеания моно­кристалла в той же установке. Для управления электро- физ. св-еами монокристаллов используют процессы легиро­вания электрически активными примесями Осн легирую­щими примесями при получении монокристаллов электрон­ного типа проводимости являются S, Se, Тв, Si, Ge, Sn, а дырочного типе проводимости — Zn и Cd. Получение монокристаллов с полуизолирующими се-веми (уд. сопро­тивление —10⁷ Ом см) осуществляют при легировании железом. При получении тонких легир. слоев широко ис­пользуют процесс ионнои имплантации с последующим от­жигом образцов под слоем защитного покрытия из нитри­да кремния. Для получения эпитвксиельных структур Ф. и. применяют метод жидкофазнои зпитаксии из индивеых расплавов, газофазной эпитаксии (хлоридно-гидридной и с применением мвтвллоорганич. соединении), а также метод молекулярно-пучкоеой эпитаксии.

Ф. и. применяется для изготовления лазеров, саетодио- дое фотоприёмников, полевых транзисторов, лавинно- пролётных диодов и ряда др. приборов. Ф. и. и гетеро- структуры на его основе служат для создания сверхбыстро­действующих ИС. Особенно велика роль Ф. и. в создании эффективных источников оптич. излучения и быстродейст­вующих фотоприемииков для волоконно-оптич. линий связи.

Лит Нешельский А. Я., Производство лолулроводникоеыж мете- рнелов M. 19В2, Мильвидский М Г., Полупроводниковые материа­лы в современной злектроннке, М.. 1966 М Г. Мильвидский.

ФОТО... (от греч. ph6s, род. падеж ph6t6s — свет), часть сложных слое, относящихся либо к свету или его дей­ствию (напр., фотодесорбция, фотокатод), либо к фотогра­фии, где эта часть по своему значению соответствует слову «фотографический» (напр., фотошаблон).

ФОТО АВТОЭЛЕКТРОННАЯ

ФОТОАВТОЭЛЕКТРбННАЯ ЭМЙССИЯ, испускание электронов поверхностью эмиссионного материала под вли­янием сильного электрич поля (автоэлектроннвя эмиссия) и свата (фотоэлектронная эмиссия) Механизм Ф. э. состоит в возбуждении сватом зл-нов в кол-ве, достаточном для
■ кристаллах с анизотропной электропроводностью (фо­то пьезоэлектрический эффект ■ одноосно де­формированных кубич. кристаллах или поперечный эффект Демберв в кристаллах низкои симметрии). В неоднород­ных в-вах (напр., содержащих электронно-дырочный пере­ход, гетеропереход, контакт металл — полупроводник) пространств, разделение пар происходит в электрич поле, создаваемом неоднородностью (вентильный фото­эффект). Фотопроводимость—изменение элект­ропроводности ПП под воздействием эл.-магн. излучения, обусловленное увеличением концентрации эл-нов в зоне проводимости и (или) дырок в валентной зоне (концен­трационная фотопроводимость) либо связанное с изменением подвижности носителей заряда

Если в однородном ПП существенны процессы, протекаю­щие до выравнивания энергии носителей заряда и крист решётки, то возможны также фотовольтаич. эффекты, не связанные с межзоиным возбуждением носителей и их пространств, разделением К таким эффектам относятся фототермомагнитный эффект, возникающий из-за различия в характере взаимодеиствия с внеш маги, полем носителей заряда, «разогретых» падающим эл.-магн. излу­чением, и «холодных» носителей; фотогальваниче- ский эффект, обусловленный асимметриеи в распреде­лении возбужденных носителей заряда по импульсу или асимметриеи их рассеяния.

ф. я. используется в фотоэлектронных умножителях, вакуумных, газонаполненных и ПП фотоэлементах, фото- резисторах, фотодиодах, фототранзисторах и др. фотоэлек­тронных приборах и устр-вах

Лит А р се ньева-Гейпь А. Н.. Внешним фотоэффект с полупровод никое и ди>л итрико! М. 1957; Тауи Я Фото- и термоэлектрические явления в полупроводника*, лер с чаш.. М-, 1962. Рышмн С М Фото­электрические явления в полупроводника* М, 1963 Бойко И. И.. Романов В А «ФТП», 1*77 т 11 N9 5. с. 817-35; И|ч.и«о Е. Я П и к у с Г Е, в кн Проблемы современной физики, Л, 19В0 с. 275— Л а ш к а ре а В. Е Любченко А- В., Шейнкман М К Нераановес ные процессы в фотопроводниках. К 1981 Жедвио И П. Роме­нов В А в кн Физические основы полупроводниковом электро­ники, К 19В5. с 152-60 В А Роменоа

ФОТОЭЛЕКТРЙЧЕСКИИ ЭКСПОНОМЕТР, прибор

для определения количества освещения (экспозиции) при фото и киносъёмках или фотокопировании, в к-ром яр­кость или освещённость объекта измеряется при помощи фотоэлектрич приёмников — фотоэлементов и фоторезис­торов соединённых с индикаторами электрич тока. В Ф- э. во внеш цепи фотоприёмника протекает электрич. ток, к рыи определяется величинои светового потока, падаю щего на приемник, т. е зависит от яркости (или освещён­ности) объекта съёмки В качестве индикатора электрич тока чаще всего применяют магнитозлектрич. стрелочный гальванометр В нек-рых Ф. э. индикатором служит свето- излучающии диод (см Излучающий днод), к-рый обычно включают в диагональ измерит мостовой цепи.

и»ин сломр* «В»**тропика»

В Ф э со стрелочным индикатором значения диафраг­мы и выдержки (экспозиц. параметры) определяют при по­мощи механич. калькулятора Для этого поворотом устано­вочного диска калькулятора добиваются совмещения его ин­декса со стрелкой индикатора и затем по шкалам каль­кулятора выбирают нужное сочетание «диафрагма — вы­держка» В Ф э. со светоизлучающим диодом для опре­деления экспозиц параметров смещают движок перем резистора (в одном из плеч мостовой цепи), связан­ный с калькулятором, до уравновешивания мостовой цепи (этот момент фиксируется по прекращению свечения све- тодиода) Диапазон измеряемых значений яркости соер. ф, э. — от долей до неск. десятков тыс. кд/м¹ ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ (внешний фо­тоэффект), испускание электронов из одной среды в другую под действием квантов эл.-магн. излучения (фото­нов) Открыта в 18В7 нем. физиком Г. Герцем Наиболь­шее практич. значение имеет Ф. э. из твёрдых тел в ва­куум, к-рую можно рассматривать как результат трех последоват. процессов 1) оптич возбуждения тела и появ­ления фот оэ лек т ронов — эл-нов, получивших допол­нит. энергию в результате поглощения фотонов, 2) пе­ремещения фотоэя-ноа к поверхности, при к-ром воз­можно рассеяние части энергии; 3) выхода фотоэл-нов через поверхностный потенциальный барьер При достаточ но низкой плотности эл.-магн. излучения, падающего на поверхность твёрдого тела, можно считать, что взаимо- деиствие фотонов с эл-нами этого тела происходит лишь в виде передачи энергии одного фотона hv одному зл-ну. При этом эл-н из начального (занятого) состояния с энер­гией £, переходит в свободное состояние с энергией Фотоэл-и может выйти в вакуум, если fi^cp, где ^ — работа выхода электронов из данного тела Вели чина у определяет мин. (пороговую) энергию кванта hvo=ff, ниже к-рой Ф. э. не наблюдается, соответствую­щая длина волны эл.-магн. излучения >.n=c/v₀ наз длин­новолновым порогом фотоэффекта

Уже первыми эксперим работами было установлено, что сила тока Ф. э. пропорциональна интенсивности светового потока (закон Столетова; открыт в 18В8 рус. учё­ным А. Г Столетовым) Это означает, что между числом эмитируемых фотоэл-нов п_в и числом падающих на поверх­ность тела фотонов N_h существует прямо пропорциональ­ная зависимость: л.=-У -N_h%, где V — коэф пропорциональ­ности, наз. квантовым выходом. Величина V зависит от св-в тела, состояния его поверхности и энергии фотонов

Если фотоэл-н выходит в вакуум без изменения энергии возбуждения (£,= fi^+hv), то, измерив его кинетич энергию в вакууме £_мин, можно с помощью закона сохранения энергии £,-f hv=t(.+fi_KH„ и по известной величине ц опре­делить спектр начальных заполненных состоянии твёрдого тела На этом основана фотоэлектронная спектроско­пия твёрдых тел. Для данного значения hv эл-ны, воз­бужденные из самого верх заполненного состояния, будут иметь макс, кинетич. энергию 6кмн_т4)1- ^Ес^{ли за} нулевой уровень отсчёта энергии выбрать уровень, соответствующий верх заполненному состоянию, то закон сохранения энер­гии для фотоэл-нов запишется в виде: hv=<p4 £к_{ИН твв}- По- лученное соотношение, известное как закон Эйнштей­на (выведено А Эйнштейном в 1905), определяет линеи- ный рост £кин_тах с частотой v.

Фотоэл-ны, вышедшие в вакуум без рассеяния, несут в себе информацию об энергии, спине эл-иа в твердом теле (при известных параметрах падающего излучения и твёрдо­го тела). Анализируя закономерности Ф э. в широком интервале hv (в последнее время для этого широко ис­пользуется синхротронное излучение), можно определить электронную структуру твердых тел и поверхностей, напрев ленность валентных связей, время жизни возбуждённых эл-нов и дырок и т д- Исследования показали, что вы сокии квантовый выход имеют материалы с большой по сравнению с электронным сродством (сродством к электро­ну) ширинои запрещённой зоны (напр., Csl, CsjTe; см. рис).

Фоютмитроима «мис­сия. Спектральные зави­симости квантового вы­вода V фотоэлектрон­ном эмиссии из некото­рые материалов h — постоянная Планка; v — частоте электромагнит­ные колебаний

10 ^л

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ

ф. з. широко используется в измерит, приборах, звуко­воспроизводящей киноаппаратуре, приборах автоматики (фотоэлементы, фотоэлектронные умножители), в передаю-

1 Csje	/ Csi
L./	t. j—

9 Av.aB

щи* Э/1П (супериконоскоп, сулерортикон), устр-вах ИК тех­ники и др.

Лит Электронная и ионная спектроскопия твердых тал. пер. с англ., ^м"' ¹⁹⁸¹ 8 К Адамчук'

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБбРЫ, электровакуумные или полупроводниковые приборы, преобразующие энергию эл.-магн. излучения оптич диапазона в электрическую или преобразующие изображения в невидимых (напр., ИК) лу­чах в видимые изображения. Ф. п. предназначены для пре­образования, накопления, хранения, передачи и воспро­изведения информации (включая информацию в виде изоб­ражения объекта). Действие Ф п. основано на использо­вании фотоэффектов: внешнего (фотоэлектронной эмиссии), внутреннего (фотопроводимости) или вентильного. К Ф п. относятся разл. фотоэлементы, фотоэлектронные умножи­тели, фоторезисторы, фотодиоды, электронно-оптические преобразователи усилители яркости изображения, а также передающие электронно-лучевые приборы.

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖЙТЕЛЬ (ФЭУ), фото­электронный прибор, действие к-рого основано иа вторич- нои электронной эмиссии, предназначен для усиления слабых фототоков Состоит из фотокатода, эмитирую­щего поток эл-нов под действием оптич излучения (фо- тоток), электронно-оптической системы входа (входной камеры), создающей электрич поле, фокусирую­щее или собирающее эл-ны с фотокатода на вход умножит, системы, динодиой умножмтельной системы, обеспечивающей умножение эл-нов в результате вторич­ной электронной эмиссии, и анода —- коллектора вторич­ных эл-нов (рис.). ФЭУ впервые предложен и разрабо­тан сов. физиком J1. А. Кубецким в 1930—34

В ФЭУ используются те же фотокатоды, что и в фото­элементах с аиеш. фотоэффектом. Обычно их выполняют -1_ипр материалов на основе соединении типов а'в и А В (Cs Sb, GaAs и др) Наиболее распространены ФЭУ с полупрозрачным фотокатодом, нанесённым на внутр. торцевую поверхность стеклянного баллона

Электроино-оптич. система входа в ФЭУ обеспечивает попадание всех фотоэл-нов иа динод с макс равномер­ностью сбора с разл. участков фотокатода и изохрон­ностью траекторий фотоэл-нов Кроме электростатич фоку­сировки иногда применяется магн. фокусировка и фокуси­ровка в скрещенных электрич и магн. полях

Конструкции умножит систем ФЭУ весьма разнообразны Наиболее широко используются ФЭУ, в к-рых усиление электронного потока осуществляется при помощи системы дискретных динодов — электродов корытообразной, коробчатой, торроидальной или жалюзийной формы с ли­нейным либо (реже) круговым расположением, обладаю­щих коэф вторичной эмиссии а>1. Усиленный во много раз

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ

Фотоэлектронный умножитель Схемы фото электронных умножит леи с линейными дннод- нмми системами: а —с корытообразными днно- дями, б — с ж люзнйнымн дииодами; Ф — све­товой поток; К — фотокатод В — фокусирующие»лен г роды входной камеры; Э —- диноды А — анод Штрикпунктирными лииивмн изображены траектории электронов

(от 10 до 10*) фототок, снимаемый с внода получается в таких ФЭУ в результате умножения эл-нов последователь­но на каждом из отд. динодов. Питание ФЭУ подаётся через делитель напряжений, распределяющий напряжение между электродами. Существуют также ФЭУ с умножит, системой, представляющей собой непрерывный (о д - ноканальный) динод, а виде трубки (канала) с активным (а>1) слоем на её внутр. поверхности, обладающим рас­пределённым электрич. сопротивлением, либо многока­нальный, выполненный на основе т. н. микроканаль- иой пластины (см. Каналовый электронный умножитель). Для изготовления дискретных динодов обычно используют сурьмяно-щелочные слои, нанесенные на металлич. подлож­ку, а также сплавы на основе Си и А| (напр., СиВе, CuAlMg) и ПП соединения элементов 111 и V групп периодич системы, проактивированные спец. образом с целью полу­чения больших о. Каналы непрерывных динодов изготов­ляют, как правило, из стекла с высоким содержанием РЬ.

Осн параметры ФЭУ: световая анодная чувствитель­ность (отношение анодного фототока к вызывающему его световому потоку при номинальных потенциалах электро­дов) составляет 1—10⁴ А/лм; спектральная чувствитель­ность находится обычно в диапазоне 105—1200 нм (чув­ствительность в УФ области спектра определяется харак­теристиками входного окна ФЭУ, в ближнеи ИК области — красной границей фотоэффекта); усиление динодной системы лежит, как правило, в пределах 10'—10^я, темновой ток (ток в анодной цепи в отсутствие све­тового потока) не превышает 10 *—Ю~¹⁰ А

ФЭУ широко используются для регистрации слабых из­лучений (вплоть до уровня одиночных квантов), т к обладают большим усилением при низком уровне собств. шумов, а также для изучения кратковрем. процессов. Наи­большее применение ФЭУ получили в ядерной физике в качестве элементов сцинтилляц. счётчика. Кроме того, ФЭУ применяются в оптич аппаратуре, устр-вах телевиз. и лазер­ной техники и др

Лит Соболеве Н. А., Мелемид А Е-, Фотоэлектронные прибо­ры, М., 1974; Анисимова И. И., Глуховской Б М., Фотоэлектрон- ны умножители. М.. 1974, Внльдгрубе Г С, Дунаевская Н В. «Электронная пром-сты», 1974, № 3, с 30—39, Одноэлектронные фото при «миики, 2 изд., М-, 1986; Берковсиий А Г., Гаев мин В. А Зай дел» И. Н Вакуумные фотоэлектронные приборы, 2 изд, M., 1988

Н. В Дунаевская

ФОТОЭЛЕМЁНТ, фотоэлектронный прибор, в к-ром в результате поглощения энергии падающего на него оптич излучения генерируется эдс (фотоэдс) или электрич. ток (фототок).

Фотоэлемент Рис. I. Типичные конструкции вакуумных фотозлементов А — выводы аноде; К — выводы фотокетода, ОК — выводы металли­ческого охренного кольце (устанавливается для исключения попадания токов утачки на нагрузку)

Рис. 2. Схема фотоэлементе с внешним (а) н внутренним (б) фотоэффектом к — фотокатод А —енод, Ф—световой поток; р и л — области полупроводнике с до нор ной и акцепторной при меся ми; Е — источник постоянного тока, служа­щий для создания в пространстве между К и А электрического поля, ускоряющего фото электроны; R_H — нагрузка. Пунктирной ли иней обозначен р п.переход.

Ф, действие к-рого основано на фотоэлектронной эмис­сии (внеш. фотоэффекте), представляет собой электроае- куумный прибор с двумя электродами — фотокатодом и анодом (коллектором эл-нов), помещёнными в еакуумиро- ваиный либо газонаполненный стеклянный баллон. Фотока­тодом Ф служит фоточувствит. слой, к-рый наносится либо непосредственно на участок стеклооболочки, либо на металлич. слой (подложку), предварительно осаж­дённый иа стекло, либо на поверхность металлич. пластин­ки, смонтированной внутри баллона; анод имеет вид ме­таллич. кольца или сетки (рис. 1). Световой поток, падаю­щий на фотокатод, вызывает фотоэлектронную эмиссию с поверхности катода; при замыкании цепи Ф в ней проте­кает фототок, пропорциональный световому потоку (рис. 2, а). Для улучшения временного разрешения и увели­чения пика импульсов фототока катод и анод Ф, обычно располагают плоскопараллельно с зазором 0,3—3 мм, а их выводы выполняют в виде отрезка коаксиальной или полос- ковой линии, согласованной по волновому сопротивлению с нагрузкой. В газонаполненных Ф. в результате ионизации газа и возникновения несамостоят. лавинного разряда фототок усиливается (напр., коэф. усиления при заполнении Аг составляет 6—8).

Наибольшее распространение среди Ф с внеш. фото­эффектом получили вакуумные Ф (ВФ) с сурьмяно- цеэиевым, многощелочным и кислородно-серебряно-цезие- вым фотокатодами. Применение газонаполненных Ф. огра­ничено иэ-за недостаточной стабильности приборов и нели­нейности их световой характеристики — зависимости фото­тека от падающего светового потока.

Ф., действие к-рого основано на внутр, фотоэффекте, представляет собой полупроводниковый прибор с выпрям­ляющим ПП переходом (электронно-дырочным переходом, иэотипным гетеропереходом или контактом металл— полупроводник) При поглощении оптич. излучения в таком Ф (рис. 2, б) увеличивается число свободных носителей внутри ПП, к-рые пространственно разделяются электрич. полем перехода (контакта). Избыток носителей заряда, возникающий по обе стороны от потенциального барьера создаёт в полупроводниковом Ф (ПФ) разность потенциа­лов, т е фотоэдс При замыкании внеш цепи ПФ через нагрузку начинает протекать электрич. ток. 8 качестве материала для ПФ наиболее часто используются Se, GaAs, CdS, Ge и Si.

Ф обычно служат приёмниками оптического излучения, в т.ч. приёмниками видимого света (ПФ в этом случае нередко отождествляют с фотодиодами); ПФ используют также для прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрич энергию — в солнечных батареях, фотоэлектрич. генераторах

Основные параметры м характеристики ф. Световая (интегральная) чувствительность (5) — отноше­ние фототока к вызывающему его световому потоку при номинальном анодном напряжении (у ВФ) или при корот- козамкнутых выводах (у ПФ). Для определения S исполь­зуют, как правило, калиброванные источники света (напр., лампу накаливания с воспроизводимым значением цветовой темп-ры нити, обычно равным 2860 К). Так, у ВФ S состав­ляет 30—150 мкА/лм, у селеновых Ф.— 600—700 мкА/лм, у германиевых -г- 3 10⁴ мкА/лм. Спектральная чувствитель­ность (5д) — величина, определяющая диапазон длин волн оптич излучения, в к-ром возможно использование данного Ф У ВФ этот диапазон находится в области спектра 115—1200 нм (в зависимости от чувствительности фотока- тода и коэф спектрального пропускания материала вход­ного окна), у кремниевых Ф составляет 400—1100 нм, у германиевых — 500—2000 им Воль т-а мперная ха­рактеристика— зависимость фототока от напряжения на Ф при пост, значении светового потока; позволяет определить оптим. рабочий режим Ф У ВФ рабочий режим выбирается в области насыщения (область, в к-рой фото­ток практически не меняется с ростом напряжения); такой режим обычно устанавливается при напряжениях 50—100 В. У ПФ (напр, кремниевого, освещаемого лампой накаливания) значения фототока могут достигать при оптим. нагрузке (в расчёте на 1 см² освещаемой поверхности) неск десятков мА, а фотоэдс — неск. сотен мВ. Темновой ток (для ВФ) — ток в отсутствие освещения; определяет­ся термоэмиссией фотокатода и токами утечки, лежит в пределах 10~~⁸—10~¹⁴ А. Кпд, или коэф. преобразования солнечного излучения (для ПФ, используемых в качестве преобразователей энергии),— отношение электрич. мощ­ности, развиваемой Ф в номинальной нагрузке, к падающей световой мощности; кпд лучших образцов Ф. достигает 15—18%.

Ф. широко применяются в автоматике и телемеханике, фотометрии, измерит, технике, метрологии, при оптич., астрофиэ., космич. исследованиях, в кино- и фототехнике, факсимильной связи и т. д.; перспективно использование ПФ в системах энергоснабжения космич. аппаратов, морс­кой и речной навигац. аппаратуре, устр-вах питание радио­станций и др.

Лит Пасынков В. В Чирки н Л. К., Шинков А Д., Полупровод никовыв приборы, 4 изд., М-, 1987, Бермовский А Г-, Гаваннм в. А Зайдель И Н., Вакуумные фотозлектронныа приборы 2 изд., M 1988 В. А. Гаваиии, И. Л Воропаев

ФОТОЭФФЁКТ, перераспределение электронов по энергетич. состояниям вследствие поглощения в-вом квантов эл.-маги, излучения (фотонов) Наблюдается как в гаэах, так и в конденсир средах. Открыт нем. физиком Г Герцем в 1887. Для эл-на, получившего дополнит, энергию в резуль­тате поглощения фотона (фотоэлектрона), закон сохра­нения энергии может быть записан в виде. £_г—>С,—hv, где и — энергия эл-на до и после возбуждения, h — постоянная Планка, v — частота эл.-маги колебании. Если величина^ превышает энергию ионизации атома (молекулы) в гаэах или работу выхода электронов в конденсир. средах, то возможна эмиссия фотоэл-на в вакуум или др. среду, такой ф. наз. внешним, или фотоэлектронной эмиссией (для конденсир. сред), фотоиониэацией (для газов). В не металлич. твёрдом теле (полупроводнике, диэлектрике) Ф. приводит к возникновению неравновесных носителей за­ряда, что проявляется в изменении электропроводности (появлении фотопроводимости) в ПП и диэлектриках или возникновении фотоэдс на межфазных границах, такой Ф наз. внутренним. В металлах, обладающих высокой эле­ктропроводностью, внутр Ф проявляется очень слабо.

Лит Столетов А Г Избр со«М.—Л., 1950; Эйнштейн А, Собр научны! Трудов, т 3, М„ 1966 8 К Адемчуи

ФРАНЦА - КЁЛДЫША ЭФФЁКТ сдвиг границы собств поглощения света в полупроводнике в сторону меньших частот в присутствии внеш. электрич. поля, вслед­ствие чего становится возможным поглощение полупровод­ником света с энергией фотона, меньшей, чем ширина запрещённой зоны. Теоретически предсказан в 1958 нем. физиком В. Францем и независимо сов учёным Л. В Келды шем, впервые экспериментально обнаружен в Si в 1960 сов. учёными В. С. Вавиловым и К- И Брицыным. Ф — К э. обусловлен изменением энергетич спектра эл-нов ПП в электрич поле, в результате чего становится возможным туннельный переход эл-нов из валентной зоны в зону проводимости (см. Туннельный эффект). Одновременно с изменением коэф. поглощения света в электрич поле изме­няется и показатель преломления ПП, Ф.— К. э. исполь­зуется в устр-вах модуляции оптич. излучения.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА. одно из на-

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ

правлении твердотельной электроники, охватывающее во­просы использования разнообразных физ. явлений в твёр­дых средах для интеграции разл. схемотехн. функции в объёме одного твёрдого тела (функциональной интеграции) и создания электронных устройств с такой интеграцией. В отличие от схемотехнической инте­грации функционально простых элементов (резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов и т. п.), к-рые лока­лизованы в разл. участках твёрдого тела и способны вы­полнять сложные схемотехн. ф-ции лишь в совокупности, напр. в составе ИС, включающей в себя также элементы связи (межсоединения), при функцион интеграции сложные схемотехн. ф-ции и их комбинации могут реализоваться физ. процессами, протекающими во всем рабочем объёме твёрдого тела. Переход от схемотехн. интеграции к функ­циональной позволит устранить значит, часть принципиаль­ных и технологич. трудностей, связанных с необходи­мостью формировать в одном кристалле множество мелко-

Дата добавления: 2015-08-29