Большая энциклопедия техники

Данное устройство в общем называется оптронной интегральной схемой. Главные свойства оптронов: однонаправленность потока информации, почти полная электрическая развязка выходных и входных цепей, высокая электрическая прочность, широкая полоса пропускания (начиная от постоянного тока), отсутствие обратной реакции приемника на излучатель, большой срок службы, малые масса и габариты.

Ортикон

Ортикон – передающая телевизионная трубка, имеющая мозаичный фотокатод, в которой световое изображение преобразуется в электрическое, а затем считывается пучком медленных электронов. Ортикон изобретен американскими инженерами А. Розом и Х. Ямсом в 1939 г. Передаваемое изображение отображается на мишени ортикона – тонкой стеклянной пластинке, которая покрыта полупрозрачным электропроводящим слоем со стороны объекта, являющимся сигнальной пластиной, и мелкозернистым фотоактивным слоем со стороны электронного прожектора, являющимся мозаичным фотокатодом. Фототек заряжает простейшие конденсаторы, созданные сигнальной пластиной и зернами мозаики, образовывая на поверхности мишени так называемый потенциальный рельеф. Происходящий время от времени разряд конденсаторов производится электронным лучом, со стороны мозаики построчно пробегающим мишень. При этом в цепи сигнальной пластины образуется видеосигнал. Характеристика «свет»—«сигнал» ортикона во всем рабочем диапазоне освещенностей является линейной. Ортикон приблизительно в 20 раз чувствительнее иконоскопа, главным образом из-за более эффективного использования фототока. В 50-х гг. XX в. ортикон заменил более совершенный суперортикон.

Перемножающее устройство

Перемножающее устройство – множительно-делительный элемент, часть вычислительной машины либо отдельное устройство, в котором производятся операции умножения (деления) над числами, представленными в цифровой или аналоговой форме. Действие перемножающего устройства у аналоговых вычислительных машин базируется на реализации аппаратурными средствами математических и физических зависимостей, которые позволяют преобразовывать входные сигналы в выходной сигнал, равный их произведению. При этом в разных моделях применяют: физические явления и законы (например, эффект Холла, закон Ома и др.); нелинейность характеристик электронных устройств (например, нелинейный участок ВАХ диода); тождественные математические преобразования, которые позволяют заменить операцию умножения двух величин иными математическими операциями над этими величинами, либо над их функциями, разнообразные радиотехнические методы преобразования сигналов, которые математически представляют собой перемножение двух величин, например всевозможные виды модуляции.

В цифровых вычислительных машинах операция перемножения, как правило, осуществляется в арифметическом устройстве. В специальных ЦВМ перемножающее устройство иногда заключают в функционально ориентированный блок; в данном случае наиболее часто применяют матричный метод умножения, при котором при помощи матрицы логических элементов образовывают одновременно все поразрядные произведения, а потом их суммируют. Используют также табличные перемножающие устройства, которые содержат постоянные запоминающие устройства, хранящие, например, таблицы антилогарифмов и логарифмов; в подобном случае коды сомножителей являются адресами ячеек, где записаны их логарифмы. После суммирования логарифмов определяют адрес ячейки таблицы антилогарифмов, из которой считывают результат.

В гибридных вычислительных системах применяют комбинированные перемножающие устройства, когда, например, один из сомножителей в виде цифрового кода заводят на вход цифроаналогового преобразователя, а вторым сомножителем, уже в аналоговой форме, корректируют опорное напряжение на матрице сопротивлений. На выходе преобразователя получают итог перемножения в виде аналоговой величины.

Перфокарта

Перфокарта – перфорационный носитель кодированной цифровой информации. Перфокарта является прямоугольниками размером 187,4 x 82,5 мм из тонкого, механически прочного картона.

Полупроводниковый детектор

Полупроводниковый детектор – в ядерной физике прибор, предназначенный для фиксации ионизирующих излучений, главным элементом которого является полупроводниковый кристалл. Полупроводниковый детектор работает сходно с ионизационной камерой с тем лишь отличием, что ионизация осуществляется не в газовом промежутке, а внутри кристалла. Полупроводниковый детектор является полупроводниковым диодом, на который подается обратное напряжение, равное приблизительно 10² В. Слой полупроводника около границы р-n-перехода «обеднен» с объемным зарядом носителями тока (дырками и электронами проводимости) и имеет высокое удельное электросопротивление. Заряженная частица, попадая в него, создает дополнительные электронно-дырочные пары, которые под воздействием электрического поля «рассасываются», продвигаясь к электродам полупроводникового детектора. В результате во внешней цепи полупроводникового детектора образуется электрический импульс, который в дальнейшем усиливается и фиксируется.

Заряд, скопленный на электродах полупроводникового детектора, пропорционален энергии, которая выделилась частицей при прохождении через обедненный слой. Вследствие чего, если частица полностью остановится в чувствительном слое, полупроводниковый детектор может работать в качестве спектрометра. Средняя энергия, которая необходима для образования в полупроводнике 1 электронно-дырочной пары, довольно мала. В сочетании с высокой плотностью вещества это дает возможность получить спектрометр с высокой разрешающей способностью, достигающей 0,1% для энергии, равной 1 Мэв. В том случае, если частица полностью останавливается в чувствительном слое, эффективность ее регистрации достигает практически 100%. Большая подвижность носителей тока в Ge и Si позволяет получить заряд за время ~ 10 нс, что обуславливает высокое временное разрешение полупроводникового детектора.

В первых полупроводниковых детекторах (1956—1957) применялись сплавные или поверхностно-барьерные p-n-переходы в Ge. Данные полупроводниковые детекторы приходилось охлаждать, чтобы снизить уровень шумов, они обладали малой глубиной чувствительной области и не получили значительного распространения. Практическое использование получили в 1960-е гг. полупроводниковые детекторы в виде поверхностно-барьерного перехода в Si. В случае поверхностнобарьерного полупроводникового детектора глубина чувствительной области определяется величиной запирающего напряжения. Эти полупроводниковые детекторы обладают малым шумом при комнатной температуре и используются для фиксации короткопробежных частиц, а также для измерения удельных потерь энергии.

Для фиксации длиннопробежных частиц в 1970—1971 гг. были изобретены полупроводниковые детекторы p-i-n-типа. В кристалл Si р– типа внедряется примесь Li. Ионы Li подвигаются в р– области перехода под воздействием электрического поля и, компенсируя акцепторы, образуют широкую чувствительную i– область собственной проводимости, глубина которой зависит от глубинной диффузии ионов Li и достигает 5 мм. Подобные дрейфовые кремний-литиевые детекторы применяются для фиксации протонов с энергией до 25 Мэв, электронов – до 2 Мэв, дейтронов – до 20 Мэв и др.

Следующий шаг в развитии полупроводниковых детекторов был сделан возвращением к Ge, который обладает большим порядковым номером и большей эффективностью для фиксации гамма-излучения. Дрейфовые германийлитиевые плоские полупроводниковые детекторы используются для фиксации g-квантов с энергией, достигающей несколько сотен кэв. Для фиксации g-квантов с энергией, достигающей 10 Мэв, применяются коаксиальные германийлитиевые детекторы с чувствительным объемом до 100 см³. Эффективность фиксации g– квантов с энергией меньше 1 Мэв равна 10% и падает при энергиях больше 10 Мэв до 0,1—0,01%.

Для частиц, обладающих высокой энергией, пробег которых не укладывается в чувствительной области, полупроводниковые детекторы дают возможность, помимо фиксации частицы, определить удельные потери энергии, а в некоторых устройствах координату частицы.

Недостатками полупроводниковых детекторов являются: малая эффективность при фиксации g– квантов больших энергий; ухудшение разрешающей способности при загрузках более 10⁴ частиц в секунду; конечное время жизни полупроводникового детектора при высоких дозах облучения вследствие накопления радиационных дефектов. Небольшие габариты доступных монокристаллов ограничивают использование полупроводниковых детекторов в ряде областей.

Дальнейшее развитие полупроводниковых детекторов связано с получением «сверхчистых» полупроводниковых монокристаллов довольно больших размеров и с возможностью применения GaAs, SiC, CdTe. Полупроводниковые детекторы широко используются в физике элементарных частиц, ядерной физике, а также в химии, медицине, геологии и в промышленности.

Полупроводниковый диод

Полупроводниковый диод – двухэлектродный электронный прибор на базе полупроводникового (ПП) кристалла.