Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

АКУСТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ

 

Акустическая волна, распространяющаяся в пьезокристаллах с определенной скоростью, сопровождается деформа­цией материала.

При распространении упругой волны по кристаллу возни­кающая деформация порождает электрическое поле вслед­ствие пьезоэлектрического эффекта. Упругая волна жестко связа­на с электрическим полем, т. е. одновременно существуют и упругая и электрическая волны.

 

При наличии носителей тока в пьезополупроводнике возникает акустоэлектрический ток (пояснить).

Характерной особенностью акустоэлектрического тока, вы­званного ПАВ, является его зависимость от расстояния до поверхности образца (поскольку интенсивность звука уменьшается по мере удаления от по­верхности, то аналогично ведет себя и акустоэлектрический ток).

Неоднородность распределения интенсивности звука приводит к возникновению вдоль поверх­ности образца кругового тока (рис. 7, а).

 

Рисунок – Акустоэлектрический ток, возбуждаемый ПАВ в массивном пьезополупроводнике (а) и в слоистой системе.

 

 

Поверхностная волна подобно некоторому «ветру» ув­лекает в основном носители, находящиеся вблизи поверхности образца. Эта аналогия становится еще более наглядной, когда акустоэлектрический ток порождается в полупроводнике, прилегающем к диэлектрику с поверхностной волной (случай многослойной структуры).

Рассмотрим влияние внешнего электрического поля Е0 такого направления, чтобы носители заряда двигались в ту же сторону, что и волна. В зависимости от величины электрического поля возможны три случая.

 

Рисунок – Зависимость электронного поглощения (усиления) от величины тянущего поля

 

1. Скорость дрейфа носителей меньше скорости звука (). Носители заряда отстают от упругой волны, и волна затрачивает энергию на ускорение элек­тронов. Электронное затухание возрастает.

2. Скорость дрейфа носителей равна скорости звука. В этом случае носители заряда двигаются с той же скоростью, что и упругая волна (), и, следовательно, относительно нее неподвижны, т. е. электронное затухание обращается в нуль.

3. Скорость дрейфа носителей больше скорости звука (). Теперь скорость носителей заряда больше скорости звука, они «нагоняют» волну. Таким образом, при () звуковая волна усиливается за счет энергии, передаваемой ей носите­лями, ускоренными внешним полем E0.

Т.о. используя эти явления можно создавать усилители.

 

Если изменить направление внешнего поля, т. е. заста­вить носители дрейфовать навстречу упругой волне, то при любом значении поля звук затухает.

 

Поверхностная волна усиливается аналогично объемной волне. Электрическое поле, возбуждаемое поверхностной акустической волной, существует не только в объеме пьезоэлектрика, но и вне его. Если вблизи такой поверхности расположить полупроводник, то пьезоэлектрическое поле звуковой волны будет проникать в него. Период и скорость поля определяется длиной волны и скоростью ПАВ. Если к полупроводнику приложить тянущее поле и ускорить его носители до скорости (), то будет наблюдаться усиление звука. В слоистой системе усиление достигается как при наличии воздушного зазора между средами, так и при акустическом контакте между ними.

 

Усилители ПАВ можно классифицировать следующим образом.

 

Рисунок - Структуры усилителей ПАВ

 

Монолитные усилители (рис. а) — распространение акустической волны и дрейф носителей происходят в одном материале (пьезополупроводнике). Монолитный усилитель пол­ностью подобен усилителю объемных волн. Многослойные усилители (рис. б—г) — дрейф носителей происходит в од­ном материале (слое), а ПАВ возбуждается в другом материа­ле (подложке), примыкающем к первому. В зависимости от толщины используемого слоя полупроводника различают пле­ночные (рис. в, г) и массивные (рис. б) многослойные усилители, каждый из которых можно выполнить как с меха­нической (акустической) связью (рис. г), так и без нее (уси­литель с воздушным зазором, рис. б, в).

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Фазометрические устройства на ПАВ | 

Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 840; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2023) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.002 сек.