Способ усиления поверхностных акустических волн
Патент 546962
Авторы
Способ усиления поверхностных акустических волн
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
11 11 546962
Союэ Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.03,75 (21) 2116576110 (51) М. Кл.-" Н 01L 27!20
Н ОЗН 3/02 с присоединением заявки Ме
Совета Министров СССР ло делам иэвбретений и открытий
Опубликовано 15.02.77. Бюллетень Ме 6
Дата опубликования описания 14.03.77 (53) УДК 534.511.1 (088.8) (72) Авторы изобретения
А. Г. Лазерсон, И. А. Манькин, В, Н. Посадский и С. Г. Сучков (71) Заявитель (54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ
АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛ Н
Государственный комитет
3 Приоритет
Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано при создании усилителей высокочастотных и сверхвысокочастотных колебаний.
Известен способ усиления акустических 5 волн, основанный на взаимодействии свободных носителей электрического заряда в пьезополупроводнике с электрическим полем акустической волны (1).
Однако для реализации этого способа íà )0 практике необходимо наличие пьезополупроводникового кристалла, являющегося одновременно хорошим пьезоэлектриком (большой электромеханический модуль) и хорошим полупроводником (высокая подвижность носи- 15 телей, большая удельная проводимость). Применяемые в настоящее время кристаллы не обладают этими свойствами.
Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ, в котором область 20 распространения акустической волны (пьезоэлектрик) и область дрейфа носителей (полупроводник) пространственно разделялись (21.
Недостатком этого способа является невозможность увеличения средней мощности уси- 25 ливасмого сигнала, что связано с протеканием тока и выделением тепла в объеме полупроводникового кристалла.
Кроме того, для реализации способа усиления с пространственным разделением пьезо- З0 электрика и полупроводника необходимо наличие между ними зазора величиной порядка длины акустической волны, что на частота.; свыше 1 ГГц составляет менее 5 мкм, и представляет поэтому значительные технические трудности.
Цель изобретения — увеличение средней мощности усиливаемого сигнала н повышение верхней границы полосы уснливасмых частот.
Это достигается тем, что при осуществлении предлагаемого способа поток носителей заряда формируют в виде ленточного пучка в вакууме, направляют параллельно поверхности пьезокристалла и отклоняют от направления распространения поверхностной акустической волны в плоскости, параллельной поверхности кристалла, на угол, определяемый соотношением где V — скорость поверхностной акустической волны, 6 — параметр расспнхронизма, с — параметр усиления Пирса, 1j — отношение заряда к массе носителя, и — ускоряющее напряжение.
Способ может быть реализован в усилителе поверхностных волн, конструкция которого схематически показана на чертеже.
546962
V(1+ бс)
c0s я:
1 2.; U
3О
Составитель Н. Фомичев
Техред Е. Хмелева Корректор Т. Добровольская
Редактор И. Шубина
Тираж 1019
Изд. ¹ 219
Подписное
Заказ 338/9
Типография, пр. Сапунова, 2
Усилитель состоит .из вакуумной оболочки 1, внутри которой размещен электронный прожектор 2, формирующий плоский электронный пучок, коллектора 3 электронов, пары отклоняющих электродов 4 и 5 и пластины 6 из пьезокристаллического материала с плоской поверхностью, на которой размещены входной
7 и выходной 8 электроакустические преобразователи поверхностных акустических волн.
Входной электромагнитный сигнал поступает на входной электроакустический преобразователь 7, который преобразует его в поверхностную акустическую волну. Последняя, распространяясь по поверхности пластины 6 к выходному электроакустическому преобразователю
8, взаимодействует через электрическое поле с электронным, пучком, сформированным электронным прожектором 2. Величина электрического напряжения на паре отклоняющих электродов 4 и 5 выбирается такой, чтобы между векторами скорости поверхностной акустической волны и колинеарной с ним составляющей скорости электронного пучка был угол, определяемый по формуле
V(1+ bc)
1 2т, У
Практически это достигается нахождением максимального усиления сигнала при подборе напряжения на электродах 4 и 5.
Вследствие процесса усиления амплитуда поверхностной акустической волны возрастает, и с выходного электроакустического преобразователя 8 снимается усиленный электромагнитный сигнал.
Использование способа, позволит создать эффективные усилители поверхностных акустических волн, работающих как в импульсном, так и в непрерывном режиме, Кроме того, существенно снижаются питающие напряжения и появляется возможность управления пучком носителей.
Формула изобретения
Способ усиления поверхностных акустических волн, основанный на взаимодействии направленного потока носителей электрического заряда с электрическим полем волны, бегущей по поверхности пьезоэлектрического кристалла, отл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью увеличения средней мощности сигнала и повышения верхней границы полосы усиливаемых частот, поток носителей электрического заряда формируют в виде ленточного пучка в вакууме, направляют параллельно поверхности пьезокристалла и отклоняют его от направления распространения поверхностной акустиче29 ской волны в плоскости, параллельной поверхности, кристалла, на угол, определяемым соотношением где V — скорость поверхностной акустической волны, b — параметр рассинхронизма, с — параметр усиления Пирса, и — ускоряющее напряжение, т; — отношение заряда к массе носителя.
Источники информации, принятые во вни35 мание при экспертизе:
1. R. М. _#_hite IEEE, Frans, ED-14, р. 181, 1969.
2. К. М. Lakin, Н. 1. Shaw, 1ЕЕЕ, Frans, МТТ-17, № 11, р. 912, 1969.