34. Основные направления функциональной микроэлектроники.

35.1 Оптоэлектроника.

Оптоэлектроника является важной самостоятельной областью функциональной электроники и микроэлектроники. Оптоэлектронный прибор – это устройство, в котором при обработке информации происходит преобразование

электрических сигналов в оптические и обратно.

Оптоэлектроника охватывает два основных независимых направления – оптическое и электронно-оптическое. Оптическое направление базируется на эффектах взаимодействия твердого тела с электромагнитным излучением. Оно опирается на голографию, фотохимию, электрооптику и другие явления. Оптическое направление иногда называют лазерным.

Электронно-оптическое направление использует принцип фотоэлектрического преобразования, реализуемого в твердом теле посредством внутреннего фотоэффекта, с одной стороны, и электролюминесценции, с другой.

Основным элементом оптоэлектроники является оптрон. Различают оптроны с внутренней и внешними фотонными связями. Простейший оптрон представляет собой четырехполюсник, состоящий из трех элементов: фотоизлучателя 1, световода 2 и приемника света 3, заключенных в герметичном светонепроницаемом корпусе.

35.2 Оптоэлектроника.

Оптрон с внутренней (а) и внешними (б) фотонными связями: 1,6 – источники света; 2 – световод; 3, 4 – приемники света; 5 – усилитель.

36.1 Акустоэлектроника.

Акустоэлектроника – направление функциональной микроэлектроники, связанное с использованием механических резонансных эффектов, пьезоэлектрического эффекта, а также эффекта, основанного на взаимодействии электрических полей с волнами акустических напряжений в пьезоэлектрическом

полупроводниковом материале.

Акустоэлектроника занимается преобразованием акустических сигналов в электрические и электрических сигналов в акустические.

Рис. Ультразвуковая линия задержки: 1 – входной преоб-

разователь;2 – звукопровод; 3 – выходной преобразователь

На принципе электромеханического резонанса основан прибор, называемый резонистором и представляющий собой транзистор с резонирующим затвором.

Простейшая ультразвуковая линия задержки, работающая на объемных акустических волнах, представляет собой

36.2 Акустоэлектроника.

36.2 Акустоэлектроника.

стержень твердого тела длиной 1, к противоположным концам которого прикреплены пьезоэлектрические преобразователи.

На вход подается радиоимпульс с несущей частотой порядка нескольких десятков мегагерц. Электрические колебания во входномпьезоэлектрическом преобразователе превращаются в акустические и излучаются в звукопровод.

Пьезоэлектрические преобразователи используют для возбуждения с помощью электрических сигналов акустических волн в ультразвуковых линиях задержки и обратного преобразования их в электрический сигнал.

Имеются различные способы получения преобразователей. Наилучшие результаты дает преобразователь, состоящий из пленки сульфида кадмия CdS, осажденной методом вакуумного напыления непосредственно на металлическую пленку, которую в свою очередь наносят на торец звукопровода:

Рис. Акустический преобразователь с напыленной пленкой сульфида кадмия: 1 – металлическая пленка; 2 – звукопровод; 3 –напыленная пленка сульфида кадмия