Методичні вказівки

Слід пам’ятати, що у акустоелектроніці для перетворення акустичних коливань в електричні і назад широко використовується прямий і зворотний п'єзоелектричний ефект. Іншими словами, акустоелектроніка тісно пов'язана з пьезоелектроникой. Пристрої акустоелектроніки порівняно прості для виготовлення і у багатьох випадках можуть бути виконані методами, вживаними в мікроелектроніці, зокрема методами планарной технології.

Дія ультразвукових хвиль полягає в тому, що вони викликають коливання кристалічної решітки, а це приводить до зміни напруженості внутрішньокристалічних полів, які, у свою чергу, змінюють свою дію на електрони провідності. Ще акустоелектронноє взаємодію називають електрон-фононним взаємодією. Так називається тому, що ультразвукові хвилі і пружні коливання кристалічної решітки можна розглядати, як і електромагнітні хвилі, у вигляді потоку квантів енергії. Ці кванти названі фононами (не плутати з фотонами). Розповсюдження звукових хвиль в кристалах є потоком фононів. Енергія звукових хвиль (енергія фононів) передається електронам провідності, тобто відбувається так зване електронне поглинання.

При дії на кристал зовнішнього електричного поля, що створює дрейф електронів у напрямі розповсюдження звукової хвилі, можливі два випадки перетворення: якщо швидкість дрейфу електронів менше швидкості хвилі, то її енергія поглинається електронами і хвиля затухає. Коефіцієнт посилення може досягати десятків дб.

Задачі для розв’язування

Задача 1. За аналогією з топологією одновходового резонатора (рис.1.) зобразити та пояснити принцип роботи схему багатовходового резонатора.

Задача 2. Визначити пікове значення коефіцієнту віддзеркалення падаючої частоти високочастотної хвилі напруги S₁₁() від навантаження для одновходового резонатора.

Задача 3. Визначити робочий частотний діапазон одновходового резонатора на ПАХ (з використанням рис.2.).

Задача 4. Використовуючи рис.2, довести, що при ідеальному узгодженні відбиття значення коефіцієнту віддзеркалення падаючої частоти високочастотної хвилі напруги S₁₁()-∞.

Контрольні запитання

1. Що таке поверхнево-акустична хвиля?

2. Які прилади називають приладами на поверхнево-акустичних хвилях?

3. Що таке резонатор?

4. Принцип роботи резонатора на поверхнево-акустичних хвилях?

5. Де застосовуються резонатори?

6. Які особливості використання резонаторів на поверхнево-акустичних хвилях?

7. Які перспективи подальшого розвитку приладів на поверхнево-акустичних хвилях?

Рекомендована література

1. Хоружний В.А., Письмецький В.О. Функціональна мікроелектроніка, опто- та акустоелектроніка. - Харків, 1995. - 408 с.

2. Однодворець Л.В. Основи мікроелектроніки. - Суми: СумДУ, 2005. – 107 с.

3. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах: Пер. с англ. Москва: Радио и связь, 1990. - 416с.

4. Щука А. А. Функциональная электроника: Учебник для вузов. - Москва: МИРЭА, 1998. - 259 с.

5. Балышева О. Л. Материалы для акустоэлектронных устройств: учеб. Пособие. – Москва: СПбГУАП, 2005. –53с.