Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 14
 
djvu / html
 

130
ДЕТЕКТОР — ДЕТЕКТОР КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ
ДЕТЕКТОР (от лат. detector — открывающий, обнаруживающий) -— устройство для обнаружения чего-либо, напр. света, тепла (фотодетектор, тепловой Д.). В радиотехнике детектор кристаллический и детектор ламповый (см.) — устройства для выделения в приёмнике электрич. колебаний низкой частоты из более высокочастотных модулированных колебаний (см. Модуляция) или получения постоянного тока из немодулированных колебаний. В электроизмерительных прибор а х Д. — маломощный выпрямитель, воздействующий на индикатор.
ДЕТЕКТОР КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ — устройство для преобразования переменного электрич. тока в переменный ток более низкой частоты или в пульсирующий ток одного направления. Обычно Д. к. применяется для выделения колебаний низкой (напр., звуковой) частоты из высокочастотных модулированных колебаний (см. Детектирование). Д. к. обычно состоит из 2 ме-таллич. электродов, находящихся в контакте с полупроводником. Один электрод (рис. 1) представляет собой металлическое основание 1 с, гнездом 2, в к-ром закрепляется кристалл полупроводника 3; другим электродом является тонкая „ заострённая проволока 4, острие 1 -рой соприкасается со свободной поверхностью полупроводника. Действие Д. к. основано на свойстве контакта металла с полупроводником проводить ток в одном направлении лучше, чем в другом (см. Выпрямители тока). Сопротивление детектора зтвисит от величины и направления приложенного напряжения. Типовая кривая зависимости тока от напряжения, представленная на рис. 2, определяет эффективность детекторного действия (вольтамперная характеристика).
Для детектирования применяются различные полупроводники, к к-рым относятся почти все химич.
соединения металлов с элементами кислородной группы и такие элементы, как селен, теллур, кремний, в последнее время германий. В прошлом были наиболее распространены в практике: гален (PbS), пирит (FeS3), цинкит (ZnO). В современных уст-
Рис. 1. Устройство кристаллического детектора.
-2.0
Напряжение
-1,0
О вольт +1.0 ройствах практически Рис. 2. Зависимость тока, прохо- используются только дящего через кристаллический де- кремнии (Si) и герма-тектор, от напряжения. ний (Ge). Детектиру-
ющие свойства различных полупроводников не одинаковы и зависят от состава, структуры и особенностей поверхности кристаллов. Поэтому в первоначальных конструкциях Д. к. (рис. 3) для отыскания «чувствительных точек» контактное острие 4 укреплялось на подвижном рычажке 3, кристалл 2 впаивался легкоплавким сплавом в гнездо на штепсельной вилке 1.
Рис. 3. Кристаллический детектор старой конструкции.
Д. к. имели широкое применение на первых этапах развития радиотехники. В дальнейшем они были вытеснены электронными лампами. Однако развитие радиотехники сверхвысоких частот заставило вновь вернуться к кристаллич. детекторам, т. к. при этих частотах они (при соответствующей миниатюрной конструкции, обеспечивающей минимальную величину ёмкости контакта) дают лучшее детекторноа действие, чем электронные лампы.
Современные Д. к. отличаются от ранее применявшихся миниатюрностью конструкции, наличием постоянной детектирующей точки,благодаря чему
они не нуждаются в настройке и изготовляются в виде совершенно закрытых элементов (рис. 4), допускающих быструю замену одного детектора другим. На штепсельном основании 1 укрепляется кристалл 2; он заключается в керамиковую втулку 3, укреплённую на штырьке 4, в к-рый ввёрнут винт 5 с контактной пружиной б. Внутри втулка заполняется воском. Длина такого Д. к. 10— -2 15 мм. Д. к. применяются для выпрямления переменного тока и пре-, образования частоты в супергетеродинных приёмниках, для умножения частоты, в качестве модуляторов, ,4 ограничителей и для других целей, особенно же для детектирования сверхвысоких частот.
Явление детектирования открыто в 1874 при исследовании электропроводности неметаллич. кристаллов. В Рис. 4. Кристал- кремниевых детекторах металлич. лический детек- остриё изготовляется из вольфрамо-ной точ"о°йТ(ута- вой проволоки, а в германиевых — личен в з раза), обычно из платины с присадкой 5—10% рутения или родия, из вольфрама или из бронзы. У германиевых детекторов имеется возможность для повышения механич. прочности и электрич. устойчивости контактное остриё приварить к поверхности полупроводника. Для получения наилучших детектирующих свойств к кремнию добавляется в весьма малых количествах алюминий, бериллий, бор, а к германию — сурьма или олово.
Для объяснения физич. сущности процесса выпрямления в контактах были выдвинуты две основные теории. Согласно одной теории, выпрямление происходит вследствие существования контактной разности потенциалов между полупроводником и металлом (или двумя полупроводниками). При образовании контакта металла с полупроводником в пограничном слое понижается концентрация электронов, повышается сопротивление (т. н. запирающий слой). Его толщина и сопротивление зависят от направления и величины приложенного напряжения, при одном направлении к-рого они увеличиваются, а при другом — уменьшаются. Это и приводит к нелинейной и односторонней зависимости тока от напряжения. Согласно другой теории, причина выпрямления заключается в образовании на поверхности полупроводника тонкого слоя с противоположным типом электропроводности [напр., слой с «дырочной» проводимостью (см. Электропроводность) иа электронном полуприьоднике (см.)]. В этом случае, при направлении тока, соответствующем движению электронов и «дырок» к границе контакта, последние будут рекомСиниро-ватьсп и значительный объёмный заряд в приконтактном слое возникать не будет (проходное направление тона). При обратном направлении тока электроны и «дырки» будут двигаться от границы нонтякта, что приведёт к появлению объРи-пого заряда и увеличению сопротивления контакта (запорное

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650


Большая Советская Энциклопедия Второе издание