Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 163
Текст из файла (страница 163)
Можно ожидать, что в лальнейшем исследования будут развиваться с использованием синергетического подхода к поведению автоволновых срел. Под синсргешикой будем понимать процессы, происходящие в системах, состояших из многих подсистем самой различной природы, например, электроны, атомы, молекулы, клетки, нейроны, фотоны, животные организмы. Такие структуры возникают в процессах самоорганизации, переходов типов "беспорядок †поряд", "порядок--порядок" и т. п. Контрольные вопросы 1. Что такое функциональная молекулярная электроника? 2. Что прелставлшот собой пленки Леиглиора Блоджетт? 3, Какие динамические неоднородности молекулярной природы вы знаете? 4.
Опишите возможность создания ЗУ иа соэитонал. 5. Что гаков ав юволньр Рекомендуемая литература ! . Блинов Л. М. Лснгмюровскле пленки. — У(РН, т. 155, вып. 3, 1988. 2. Гуляев А. М. Молекулярная электроника. Обзор. Шумовые и леградационные процессы в полупроводниковых приборах. — М..
МИЭТ, 2003. 3. Давыдов А. Г. Солитоны в молекулярных системах. — Киев: Наукова думка. 1984. 4. Жаботинский А. М, Огмер Х., Филл Р. Колебания и бегушие волны в химических системах.— Мл Мир, 1988. 5. Хакен Г. Синергетика. — - Мл Мир, 1985. 6. Щука А. А. Фуикционш~ьная электроника. Учебник лля вузов. — М: МИРЭА. 1998. 8. Приборы функциональной электроники второго поколения )Го второму поколению приборов и устройств функциональной электроники отнесем устройства, использующие одновременно динамические неоднородности различной физической природы в различных континуальных средах.
В этих приборах прослеживается тенденция интеграции функций на основе интеграции эффектов и взаимодействия динамических неоднородностей различной физической природы в различных континуальных средах и, соответственно, расширение функциональных возможностей приборов и устройств. 8.1. Приборы с акустическим переносом зарядов В проборах с акуспщческля перепосозз зарядов ГПЛПЗ) используется взаимодействие двух типов динамических неоднородностей: поверхностной акустической волны (ПАВ) и зарядовых пакетов. В качестве континуальных сред используются слоистые структуры из пьезоэлектрика и полупроводника, в которых генерируются и взаимодействуют динамические неоднородности соответствующей природы.
На рис. 3.1 приведена схема устройства прибора с акустическим переносом зарядов ГГ1ЛПЗ) на основе слоистой структуры типа УпО7Л1РЗ10зГЗ1. Поверхностная акустическая волна (ПАВ) возбуждается с помощью ВШП / в пьезоэлектрической среле 17пО). Электрическое поле, создаваемое Г1АВ, захватывает неосновные носители, сформированные в виде заряловых пакетов, из другой полупроводниковой континуальной среды ГЗ1). Зарядовые пакеты генерируются входным диодом 2 и переносятся к обратно смещенному выходному диоду 3.
Выходной лиод является детектором динамических неоднородностей, и он преобразует заряловый пакет в выходное напряжение, которое индицируется как логическая "1' илн "0". Для изоляции канала от основных и неосновных носителей используются кольца смещения 4, которые позволяют изолировать канал переноса от зарядов полупроводникового слоя.
Возбуждаемые ПЛВ поглощаются в конце структуры поглотителем 5. Инжек. ция неосновных носителей заряда в канал переноса может осуществляться электрическим путем с помощью диода ' или оптическим путем через центральный сегмент б облучением светодиодом 7. у приборов тако~о типа характерным недостатком является неэффею тнвность переноса зарядов. для увеличения эффективности переноса зарядов использу ются полупроводниковые контннуальные среды типа ОаЛз, а также совмещение канала переноса зарядов с каналом распространения ПЛВ.
При заданном значении эффективности переноса зарядов число электронов в зарядовом пакете чувствительно к изменению потенциала ПЛВ. Г1риборам с акустическим переносом присущи те же недостатки, гто и ПЗС-приборам например, неэффективность переноса заряда, небольшой динамический диапазон. Длл увеличения динамического диапазона прелложено использовать ОаАз. При этом улалось совместить канал переноса ПЛВ с канююм переноса зарядов. 8.
Приборы функциональной электроники второго поколения 759 Рис. 8.1. ПАПЗ нв основе слоистой структуры 2п07А773~0кгбг 7 — входной ВШП; 2 — входной диод; 3 — выходной диод; 4 — кольца смещения; 5 — поглотитель ПАВ; б — центральный сегмент; 7 — светодиод Перенос зарядов электрическим полем ПАВ имеет место, если напряженность поля где р — скорость звука, 17 — подвижность носителей. При оптическом вводе информации кванты света генерируют электронно-дырочные пары. Поле ПЛВ разделяет их в канале переноса, который находится в состоянии глубокого обеднения. Электроны захватываются электрическим полем и переносятся к выходному устройству.
Ток выходного преобразования линейно зависит от оптической мощности сигнала, Для увеличения эффективности переноса канал необходимо изолировать, например, с помощью протонной бомбардировки. В ПЛПЗ возможен процесс неразрушаюшего считывания зарядов. Это обстоятельство позволяет создать на базе ПЛПЗ процессоры сигналов, устройства памяти. Простейшие устройства линии задержки имеют полосу пропускания» 150 МГц. ь время задержки - 1О с. Линии задержки являются базовыми конструкциями для транверсальных фильтров и корреляторов. Основу корреляторов на ПАПЗ составляют две линии задержки, акустические волны в которых распространяются в противоположных направлениях грис.
8.2). Область нелинейного взаимодействия формируется диодами Шоттки. Катоды диодов соединены с выходными элелтродами, позволяющими производить пространственное интегрирование сигналов каждого из электродов. Эти электроды представляют собой металлизированные пластины (-1 мкм), расположенные перпендикулярно распространению ПЛВ, генерируемых ВШП и отражателями на частоте 360 МГц.
Анализируя перспективу развития ПАПЗ следует отметить, что приборы этого класса сочетают в себе преимушества ПАВ-приборов в части высоких рабочих частот и ПЗС- приборов в отношении высокого динамического диапазона, гибкого управления. В этой связи интересны аналоговые процессоры лля параллельной обработки информации.
Широкое применение ПАПЗ могут найти в вычислительных интерфейсах для связи аналоговых н цифровых устройств обработки ралноснгнщюв. Применение ПАПЗ позволяет существенно уменьшить габариты, потребляемуго мощность, стоимость устройств, Часть !!7. Функциональная электроника убО Рис. 8.2.
Коррелятор на ПЯЗП 1 — линии задержки; 2 — ВШП; 3 — поглотители ПАВ; 4 — входные диоды; 5 — выходные диоды, б — резистор; 7 — выходной затвор;  — диоды области нелинейного взаимедейсзвия, 9 — пспуизопирующая подложка; 1Π— граница области обеднения от затвора Шоттки, 11 — затвор, 12 — область переноса заряда; 13 — электроды неразрушающегс считывания 8.2. Приборы акустооптики В приборах и устройствах функциональной акустооптики использ»ется взаимодействие двух типов динамических неоднородностей: акустической и оптической природы. Физической основой взаимодействия электромагнитных и упругих волн являются электрооптнческий и упругооптический эффекты. Акустическая волна модулируется коэффициентом преломления континуальной среды, создавая в ней бегущую фазовую решетку.
При выполнении брэгговских у словий падения света на фазовую решетку, образованную звуковой волной„происходит рассеяние света. Угол рассеяния 0 может быть о~~ределен из соотношения В =- !. Л = 7, 1,,' ! „ где Х и А — длины волн света и звУка; !'з иг', — скоРость и частота звУка.
К приборам акустооптики относятся дефлекторы и модуляторы. дкугтооптнчегкнн дефлекизор предназначен для сканирования, модуляции и переключения света в электронно-оптических системах обработки информации. Акустооптический дефлелтор состоит из оптического волновода, сформированного в подложке !лукЬО> пУ.
тем имплантации Т1, а также призменных элементов ввода-вывода излучения 3. Волзза возбуждается ВШП (рис. 8.3). Оптическое излучение, введенное в континуш1ьную среду с фотоупругими свойствами, испытывает дифракцню на "замороженнон" акустической фазовой решетке. В первый дифракционный максимум перекачивается значительная поля падающей световой энергии. Акустооптические дефлекторы широко используются при обработке информации, т к. имеют заданное число разрешимых фиксированных позиций от !О до 125, диапазон час тот управляющего сигнала ле кит в пределах !ЗΠ— 825 М! ц при мощности несколько вагг. Аналогично устройство акушпоопяш ыгкого модулятора, который позволяет управля зять амплитудой, фазой, частотой и поляризацией световой волны. такие модуляторы позво лают вносить новую информацию в световой пучок К!ощиость модулируемого излучени ния составляет — ! мВт, ширина полосы составляет 200 ХФГВ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
