28.Акустоэлектрический эффект. Приборы на основе поверхностно-акустических волн. Акустоэлектрические усилители.

Возникновение в металле или полупроводнике тока или ЭДС под действием ультразвуковых волн называют акустоэлектронным эффектом. Акустоэлектронный эффект представляет собой взаимодействие ультразвуковых волн частотой от 10^7 до 10^13 Гц с электронами проводимости в металлах или полупроводниках.

Действие ультразвуковых волн состоит в том, что они вызывают колебания кристаллической решетки, а это приводит к изменению напряженности внутрикристаллических полей, которые, в свою очередь, изменяют свое действие на электроны проводимости, поэтому акустоэлектронное взаимодействие называют электрон-фононным взаимодействием.

При воздействии на кристалл внешнего электрического поля, создающего дрейф электронов в направлении распространения звуковой волны, возможны два случая преобразования: если скорость дрейфа электронов меньше скорости волны, то её энергия поглощается электронами и волна затухает, а если больше, то электроны отдают свою энергию волне и её амплитуда возрастает, т. е. происходит усиление волны. Коэффициент усиления может достигать десятков дБ.

Приборы на основе акустоэлектрического эффекта могут использоваться для преобразования и обработки сигналов (задержка сигналов во времени или изменение их длительности, частотные и фазовые преобразования, усиление и модуляция амплитуды, кодирование, декодирование, интегрирование и т.д.). На их основе создаются пассивные элементы (линии задержки, фильтры) и активные (усилители, генераторы, модуляторы). Такие устройства на пьезокерамике (ниобат лития, перманганат висмута) позволяют получать в ряде случаев лучшие результаты, чем обычно.

Акустоэлектрический преобразователь - это устройство, преобразующее акустическую энергию (т. е энергию упругих волн в воздушной среде) в электромагнитную энергию в схемах тех устройств, в которых находятся акустоэлектрические преобразователи(или наоборот, энергию электромагнитных волн в акустическую).