Управляемый резистивный элемент
Патент 796959
Авторы
Классы МПК
Управляемый резистивный элемент
Иллюстрации
Реферат
О П И(А"Й И E
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социаанстичоскик
Ресвубйий (ii>796959
It АВТОРСК©МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (е1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190778 (21) 2667396/18-24 с присоединением заявки N9 (51 М. 1(л з
Н 01 L 29/76
Государетвениый коиитет
СССР во яеави изобретвяяй я отярмтяя (23)Г)риоритет
Опубликовано 150181. Бюллетень Йк 2 (53) УДЫ 681. ззз (088.8) Дата опубликования описания 15.0181 (72) Авторы изобретения
В. И. Панчишин и Г. В. Быкадорова
Ордена Трудового Красного Знамени институт математики AH Украинской ССР (71) Заявитель (54 ) УПРАВЛЯЕМЫИ РЕЗИСТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
Изобретение относится к устройст- . вам аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники, испольэуемьм для решения методами моделирования уравнений математической физики, а более конкретно — к устройству сетки сопротивлений вычислительной среды, а также может использоваться в устройствах автоматики и телемеханики как управляемый резистор.
Известны элементы для создания вычислительных сред аналоговых устройств, построенные на оптронах или термотронах (1) и (2J . .15
Однако ойи обладают таким существенным недостатком, как невозможность получить нулевое сопротивление (R 0) или сопротивление близкое к бесконечности (R- < ), потому что применяемые2О в них фоторезисторы или терморезисторы всегда имеют большое начальное и небольшое конечное сопротивление при незначительной кратности изменения сопротивления за счет воздейст- 25 вия лучевой энергией (световой или тепловой).
Наиболее близким к изобретению является управляемый элемент вычислительной среды, содержащий транзистор 30 в качестве управляемого нагревателя и терморезистор (2}.
его недостаток общий с недостатками известных устройств.
Цель изобретения — расширение диапазона изменения сопротивления, т.е. создание такогО резистивного элемента, который в составе среды мог бы при бесконтактном управлении не только изменять свои промежуточные значения, но н закорачиваться и разрывать цепь.
Это позволит реализовать на моделирующей среде граничные условия с постоянным значением потенциала
const (резисторы закорочены), и когда производная на границе равна нулю — - = 0 (сопротивление гранич,.р
Ьь ных резисторов равно бесконечности).
Поставленная цель достигается тем, что в управляемый резистнвный элемент, содержащий управляемый нагревательный элемент, выполненный в виде транзистора, н полупроводниковый терморезистор, введен злектроизоляционный теплопроводящий слой, нанесенный на торцовую поверхность транзистора, на поверхности электроизоляционного теплопроводящего слоя укреплен полупроводниковый терморезистор, 796959 вход и выход которого являются соетветственно информационными входом и выходом управляемого резистивного элемента, на другую поверхностъ полупроводникового терморезистора нанесен металлический слой с упфавляющим электродом, являющимся управляющим входом управляемого резистивного элемента.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого элемента; на фиг. 2 — график изменения сопротивления терморезистора.
Управляемый резистивный элемент содержит управляемый источник теплатранзистор 1 с отводами, электроизоляционный теплопроводный слой 2, по- 15 лупроводниковый тврморезистор 3, диэлектрик 4 и металлический .слой 5 с управляющим электродом 6.
Эмиттер и коллектор транзистора 1 подключены к источнику питания. 2О
При отсутствии напряжения на базе U полупроводниковый переход транзистора 1 заперт, ток не проходит, и температура его перехода Т„ равна начальному значению Т, а сопротивление терморезистора равно исходному значению.
В момент подачи напряжения на базу транзистор открывается, через р-и переход течек ток, температура его . перехода т„ пропорционально возраста- ЗО ет, и идет теплоотдача в термосопротнвление..
Вследствие этого сопротивление ерморезистара изменяется в соответствии с выбором коэффициента. тепло- Ы передачи, но только в интервале своего рабочего диапазона, который всегда больше нуля и меньше "бесконечнос» ти". Для получения величины сопротивления терморезистора (R 0) или @) (R ) на электрод 6 подается управляющее напряжение U„, действие которого аналогично действию затвора в полевом транзисторе.
Если на электрод 6 не подается напряжение смещения, то пад диэлектриком 4 в терморезнсторе 3 образуется некоторый тонкий обедненный слой как в обычном р-и переходе. Свойства терморезистора определяются основным объемом полупроводника.
Если на электрод 6 подается напряжение 0 „ соответствующее прямому смещению на управляющем электроде, то под диэлектриком образуется обогащенный носителями слой, сопротивление S5 терморезистора уменьшается, т.е.R-+ О.
Если к электроду 6 приложить обратное смещение Оу то под диэлектриком образуется обедненная электронами область, которая распространяется на всю толщину терморезистора, в этом случае сопротивление терморезистора растет до бесконечности (R ).
На фиг. 2 приведен примерный график изменения сопротивления терморезистора в зависимости от фактора воздействия, где Фв — фактор воздействия; R+ — сопротивление терморезистора; 0 — напряжение управления (соответствующее прямому смещению); U> — напряжение управления (обратное смещение); Ф„ -е — рабочий диапазон температур терморезнстора;
R Ä-R ь — номинальные пределы изменения сопротивления терморезистора при воздействии температурой; R -+ ()— сопротивление терморезистара при прямом смещении; R — сопротивление терморезистора прн обратном смещении.
Применение управляемого элемента для создания вычислительной среды позволит осуществить моделирующую область любой конфигурации с любыми граничными условиями, т.е. практически реализовать "закорачивание" или разрыв " любых резистивных элементов среды беаконтактным способом.
Храме таго, позволит значительно расщирить кратность изменения сопротивления элементов среды.
Формула изобретения
Управляемый резистивный элемент, содержащий управляемый нагревательный элемент, Выполненный в виде транзистора, и полупроводниковый терморезистор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона изменения сопротивления, в устройство введей электроизоляциоиный теплоцровадящий слой, нанесенный на торцовую поверхность транзистора, на поверхности электреизоляционного теплоправодящего слоя укреплен полупроводниковый терморезистор, вход и выход которого являются соответственно информационньаеи входом и выходом управляемого резистивного элемента, на другую поверхность полупроводникового терморезистора нанесен металлический слой с управляющим электродом, являющймся управляющим входом управляемого резистивного элемента °
° Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 475628, кл. G 06 G 7/48, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР
9 482768, кл. G 06 С 7/48, 1973 (прототип).
796959
t.2
Составитель В. Жовннский
Техред М. Табакович Корректор A. Гриценко
Редактор П. Бабич
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 9790/72а
Тираж 7ЯЗ Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5