close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11738

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.04.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 11738
(13) C1
(19)
G 01J 1/42
H 03K 17/78
H 01L 29/66
ИМПУЛЬСНОЕ ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО
(21) Номер заявки: a 20060900
(22) 2006.09.13
(43) 2008.04.30
(71) Заявитель: Научно-исследовательское
республиканское унитарное предприятие "Минский НИИ радиоматериалов" (BY)
(72) Авторы: Гордеев Николай Александрович; Зиневич Сергей Болеславович (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-исследовательское республиканское унитарное
предприятие "Минский НИИ радиоматериалов" (BY)
(56) US 5089788 A, 1992.
RU 2248670 C2, 2005.
JP 61182336 A, 1986.
WO 95/12928 A1.
BY 11738 C1 2009.04.30
(57)
Импульсное фотоприемное устройство, содержащее лавинный фотодиод, подключенный анодом к входу усилителя, токозадающий резистор и конденсатор, отличающееся
тем, что содержит полевой транзистор и истоковый резистор, причем сток полевого транзистора соединен с токозадающим резистором и конденсатором, а исток полевого транзистора соединен с истоковым резистором, второй вывод которого и затвор полевого
транзистора соединены с катодом лавинного фотодиода, при этом параметры нормально
BY 11738 C1 2009.04.30
открытого полевого транзистора и истокового резистора выбраны так, что при заданном
максимально допустимом значении фототока падение напряжения на истоковом резисторе равно напряжению отсечки полевого транзистора, максимальное допустимое напряжение исток-сток и затвор-сток полевого транзистора больше напряжения смещения на
лавинном фотодиоде.
Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к оптоэлектронике, и может
найти применение в системах оптической локации и лазерной дальнометрии.
Известна проблема защиты фотоприемного устройства (ФПУ) от разрушения лавинного фотодиода (ЛФД) и (или) входной части усилителя и сохранения при этом высокого
быстродействия при воздействии мощного оптического импульса, например, более 2 мВт.
Известно ФПУ, в котором катод ЛФД соединен с конденсатором и токозадающими
двумя резисторами, один из которых зашунтирован стабилитроном. Анод ЛФД подсоединен к нагрузочному резистору, другой вывод которого соединен с общей шиной [1].
Подключение конденсатора к катоду ЛФД обеспечивает максимальное быстродействие, но при воздействии на ЛФД мощного оптического импульса и при малом значении
сопротивления нагрузочного резистора возникает большой по величине бросок фототока,
который может привести к деградации ЛФД. А при большом значении сопротивления нагрузочного резистора высокое напряжение с конденсатора (более 20 В) поступает на вход
усилителя, что может привести к деградации его входной части.
Известно также импульсное ФПУ, в котором катод ЛФД соединен с анодом диода, токозадаюшим резистором и конденсатором; второй вывод конденсатора соединен с общей
шиной, второй вывод резистора и катод диода соединены с источником питания ЛФД,
анод ЛФД соединен с входом усилителя. ФПУ имеет защиту усилителя от попадания на
его вход высокого напряжения с конденсатора при включении и выключении источника
питания ЛФД и сохраняет при этом высокое быстродействие [2].
Однако при воздействии на ЛФД оптического импульса большой мощности высокое
напряжение с конденсатора (более 20 В) передается на вход усилителя, что приводит к его
деградации или, если входное сопротивление усилителя мало, к деградации ЛФД.
Задачей изобретения является защита импульсного ФПУ от воздействия оптических
импульсов большой мощности.
Поставленная задача достигается тем, что импульсное ФПУ, содержащее ЛФД, подключенный анодом к входу усилителя, токозадающий резистор и конденсатор, содержит
полевой транзистор и истоковый резистор, причем сток полевого транзистора соединен с
токозадающим резистором и конденсатором, а исток полевого транзистора соединен с истоковым резистором, второй вывод которого и затвор полевого транзистора соединены с
катодом ЛФД. При этом параметры нормально открытого полевого транзистора и истокового резистора выбраны так, что при заданном максимально допустимом значении фототока падение напряжения на истоковом резисторе равно напряжению отсечки полевого
транзистора, максимальное допустимое напряжение исток-сток и затвор-сток полевого
транзистора больше напряжения смещения на лавинном фотодиоде.
На фигуре изображена принципиальная электрическая схема импульсного ФПУ, которое содержит ЛФД 1, анод которого соединен с входом усилителя 2, токозадающий резистор 3 и конденсатор 4, соединенные со стоком полевого транзистора 5, а исток полевого
транзистора 5 соединен с истоковым резистором 6, второй вывод которого и затвор полевого транзистора 5 соединены с катодом ЛФД 1.
Устройство работает следующим образом. Необходимое значение напряжения смещения и ток смещения ЛФД 1 задаются соответствующим значением + Vсм и токозадающим
резистором 3, который, совместно с конденсатором 4, является НЧ-фильтром. Импульс
фототока ЛФД 1 поступает на вход усилителя 2. Полевой транзистор 5 и истоковый рези2
BY 11738 C1 2009.04.30
стор 6, включенные последовательно в цепь питания между катодом ЛФД 1 и токозадающим резистором 3, ограничивают ток и напряжение, поступающие с конденсатора 4 на
вход усилителя 2 при больших уровнях импульсного светового воздействия на ЛФД 1.
Поставленная задача достигается также тем, что параметры нормально открытого полевого транзистора 5 и истокового резистора 6 выбираются такими, чтобы при заданном
максимально допустимом значении фототока (например 1 мА) падение напряжения на истоковом резисторе 6 стало равным напряжению отсечки полевого транзистора 5 (например 1 В), при этом полевой транзистор 5 запирается и таким образом защищает как по
максимальному допустимому фототоку, так и по напряжению ЛФД 1 и усилитель 2 от деградации. При уровнях фототока до 100 мкА быстродействие ФПУ ухудшается незначительно, поскольку сопротивление последовательно включенных полевого транзистора 5 и
истокового резистора 6 раз в пять меньше сопротивления токозадающего резистора 3.
Максимальное допустимое напряжение исток-сток и затвор-сток полевого транзистора 5
должно быть больше напряжения смещения на ЛФД 1. Если это напряжение меньше, то
необходимо дополнительно последовательно подключить аналогично включенные полевой транзистор 5 и истоковый резистор 6 с тем, чтобы их суммарное максимальное допустимое напряжение исток-сток и затвор-сток было больше напряжения смещения на ЛФД
1. Если начальный ток полевого транзистора 5 равен значению максимально допустимого
фототока, то истоковый резистор 6 можно исключить. В качестве полевого транзистора 5
можно использовать n-канальный МОП-транзистор обедненного типа.
Пример реализации предлагаемого устройства.
В качестве ЛФД можно использовать германиевый ЛФД типа ЛФДГ-150 производства
ФГУП "НИИ "ПОЛЮС", г. Москва. В качестве двух последовательно включенных полевых транзисторов можно использовать 2П307Б [3] при значении сопротивления истоковых резисторов 500 Ом. При напряжении отсечки полевых транзисторов 1 В максимальный импульсный фототек ЛФД будет не более 2 мА.
Источники информации:
1. Нисида К., Накадзима М. Температурная зависимость и стабилизация лавинных фотодиодов // Приборы для научных исследований: Русский перевод. - Т. 43. - № 9. - 1972. С. 117-122.
2. Патент США 5089788, МПК 5 Н 03F 3/08, 1992 (прототип).
3. Аксенов А.И., Нефедов А.В. Отечественные приборы специального назначения:
Справочник. - М.: Солон-Р, 2002. - С. 312.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
145 Кб
Теги
by11738, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа