Способ управления диэлектрическими характеристиками криоэлектронного конденсатора

Способ управления диэлектрическими характеристиками криоэлектронного конденсатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СП(Х:ОБ УПРАВЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРЙЧЕСЮШИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ КРИОЭЛЕКТPOHHOFO КОНДЕНСАТОРА, выполненного на основе нелинейного диэлектрика, нк5ясгча оа(ий охлаждение конденсатора до рабочей текпературы и приложение к нему электрического напряжения, о т л и ч а ц и и с я тем, что, с целью восстановления диэлектричес ких характеристик конденсатора при рабочей температуре после приложения электрнч.еского напряжения конденсатор об огчаюТ светом, энергня кванта которого равна или больше ширины эапре&{енной зоны нелинейного диэлектрика. О W сд 0 сл со

ЗЯ) Н 01 С 7 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ 006Р

fl0 ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

Р в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, - : -:. /

/ в".вг /с .;

Е (56) 1. Авторское свидечелвсзвов СССР ,В 788199 кл. н 01 0 7f06, 1980 °

2. "Ыввестия Ан СССР. сер. 4ивическая". 1975, т. 39, В 4, с 841845 (прототип). н ввтвввнвнв свндввввватвв (21) 3368260/18-21 (22) 23.12.81 (46) 15.08.83. Вюл. В 30 (72) А.И.Дедык, A.ß.Çàéîí÷êîâñêèé и A.Ñ.Pó@àê (71 ) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.:ульянова(Ленина) (53) 621.319.4(088 ° 8) (54}(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРЙЧЕСКИИИ XAPAKTEPHCTHKANH ЕРИОЭЛЕГРРОННОГО ЕОНДЕНСАТОРА, выполненного на основе нелинейного диэлектрика, вклниающий охлаждение конденсатора до рабочей температуры н приложение к нему электрического напрякения, о т л и ч а ю ig и и с я тем, что, с целью восстановления диэлектрических характеристик конденсатора прн рабочей температуре, после прилоие ния электрического напряяения конденсатор облучают светом, ВиерГИя кванта которого. равна или болыпе ын-. .рины вапреиеиной .воны нелинейного диэлектрика.

1035653 рическими характеристиками криоэлектронного конденсатора, выполненного на основе нелинейного диэлектрика, включающему охлаждение конденсатора до рабочей температуры и приложение к нему электрического напряжения, после приложения электрического напряжения конденсатор облучают .светом, энергия кванта которого равна или ббльше ширины. запрещенной

}(} зоны нелинейного. диэлектрика.

На чертеже изображена зависимость емкости нелинейного конденсатора (С } на осноВе &г%03от электрического напряжения смещения (U}прн темпера15 туре Т = 4,2 К. На схеме показано: 1 и. 2 — ординаты при У =0 соответственно начало и окончание первого цикла; 3 и 4 ординаты кривых при U = 0 соответственно начало и окончание второго цикла изменения напряження.Пример . Проводят управление диэлектрическими характеристика- ми криоэлектронного конденсатора, .

25 выполненного на основе монокристаллического титаната стронция (Sr Ti0 }. толщина кристалла 0,2 мм, диаметр электродов 4 мм. Состав примесей

5 Т10, вес.Ъ:Ре 0,005;Cr, Со, N1, 30 АМ, М<<, Са,Ва по 0,1; Mn,Pb Менее

0,0001.

Конденсатор охлаждают до-4,2 К, после чего его-емкость С{0 } составляет 20000 пФ, управляемость

35 = — ф- — = 10. Затем включают электриС<0}

c î „„} ческое напряжение смещения с максимальной величиной О „= 100 В. Два цикла изменения найряжения приводят у снижению начальной емкости С(0}до

40 значения 10000 пФ с одновременным снижением управляемости до k = 5.

Восстановление величины емкости. С(0} и управляемости k при рабочей температуре (без нагрева} осуществляют путем облучения светом с длиной волны << = .375 нм, которая соответствует энергии кванта E = 3,5 зВ (ширина запрещенной эоны ЯгТХО3лежнт в пределах 3,34-3,09 sB }, и мощностью Р = 10 4Вт в момент, когда

U = О. Восстановление диэлектрических характеристик криозлектронного конденсатора достигается в результате нейтрализации заряженных дефектов . монокристаллического SrT10> неравновесными носителями заряда, созданными в результате облучения. Выключение света производят после достижения С(6}= 20000 пФ, управляемость при этом также возвращается к свое60 .му первоначальному значению. Изобретение относится к радиоэлектронике, преимущественно криоэлектронике,;; может быть использовано в параметрических усилителях, перестраиваемых фильтрах, криоэлектронных переключателях, запоминающих устройствах.

Диэлектрическая проницаемость нелинейных диэлектриков зависит от температуры и напряженности электрического поля, эти зависимости наиболее выражены в ограниченном температурном интервале вблизи температуры Кюри. В современной радиоэлектро нике используются.конденсаторы на основе нелинейных диэлектриков ЭмТ1<}

Pg2v0 и их твердых растворов. Температура Кюри (Т„}таких материалов

3 находится в пределах 250"393 К.

Необходимым условием работы элементов на основе нелинейных диэлектриков является поддержание определенной рабочей температуры для обеспечения достаточной нелинейности. Управление диэлектрическими характеристиками нелинейных конденсаторов осуществляется путем приложения к ним элект" рического напряжения смещения (1 j, Однако применение нелинейных конденсаторов с Т = 300 К ограничивается тем, что после воздействия электрического напряжения характеристики конденсатора изменяются (зто диэлектрический гистерезис или диэлектрическое формирование) .

Наиболее близким к прецлагаемому по технической сущности является способ управления диэлектрическими характеристиками криоэлектронного конденсатора, выполненного на основе нелинейного диэлектрика, включающий охлаждение конденсатора до рабочей температуры и приложение к нему электрического напряжения <.2 .

Однако после нескольких циклов изменения напряжения электрическая емкость конденсаторов существенно уменьшается и ухудшается управляемость. Это не соответствует савре" менным требованиям радиоэлектроники и высокой повторяемости характеристик линейных конденсаторов и затруд- няет их использование в криоэлектрон. ных устройствах. Таким образом, недостатком известного способа являются большой диэлектрический гистерезис, уменьшение управляемости после приложения электрического напряжения и необходимость нагрева конденсаторов для восстановления свойств.

Цель изобретения — восстановление диэлектрических характеристик криоэлектронного конденсатора, выполненного на основе нелинейного диэлектрика, при рабочей температуре °

Поставленная цель достигается согласнО способу управления диэлект. Для восстановления конденсатора, известнъэв способом необходимо было нагреть его от рабочей температуры

4,2 К до 200-300 К с последующим

1035653

Составитель A. Салынский

Редактор К. Волощук Техреду,НадЬ . Корректор A. Дзятко

Эаказ 5843/52 Тираж 703. Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35,.Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, .ул. Проектная, 4 охлаждением до рабочей температуры.

Реализация известного способа сопряжена со значительными затратами вре менн (1 ч ) и дополнительным расходом дорогостояцего жидкого гелия., Предлагаемый способ обеспечивает восстановление диэлектрических характеристик конденсатора за несколько секунд без дополнительного расхода жидкого гелия.