Радіовимірювальні прилади на основі оптичних перетворювачів з частотним виходом

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розробці радіовимірювальних приладів на основі оптичних перетворювачів з частотним виходом з використанням напівпровідникових структур з від’ємним опором, принцип роботи яких базується на функціональній залежності реактивних властивостей транзисторних структур з від'ємним опором від впливу потужності оптичного випромінювання, що надає можливість виготовлення та створення конкурентноспроможних зразків цієї продукції. У дисертаційній роботі розроблені теоретичні підходи для створення радіовимірювальних приладів на основі оптичних перетворювачів у вигляді біполярних та МДН-транзисторних структур, двох МДН-транзисторів, біполярних та польових транзисторів на основі розв'язку рівняння Кірхгофа, основних положень теорії комплексної змінної, що дало можливість отримати залежність активної і реактивної складових повного опору, функції перетворення та рівняння чутливості від впливу оптичної потужності та доведено, що ці залежності є суттєвими для створення радіовимірювальних приладів на основі оптичних перетворювачів з підвищеною чутливістю.

Диссертационная робота посвящена разработке теоретических основ и практической реализации радиоизмерительных приборов на основе оптических преобразователей с частотным выходом с использованием полупроводниковых структур с отрицательным сопротивлением, принцип работы которых основан на функциональной зависимости реактивных свойств транзисторных структур с отрицательным сопротивлением от воздействия мощности оптического излучения, что дает возможность создания и разработки конкурентоспособных образцов этой продукции. Усовершенствованы математические модели радиоизмерительных приборов на основе оптических преобразователей, в которых в отличие от сущесвующих, учитано влияние величины оптического излучения на элементы нелинейных эквивалентных схем преобразователей на основе двух МДП-, биполярных и полевых, биполярных и МДП-транзисторных структур с отрицательным сопротивлением, что дало возможность получить уравнение чувствительности и функции преобразования оптической мощности в частоту. Разработано передаючщий и приемный блоки для определения мощности оптического излучения, которые входят в систему измерения оптической мощности с дистанционной передачей результатов, а также программное обеспечение в среде “Matlab” для моделирования и расчета характеристик разработанных радиоизмерительных приборов на основе оптических преобразователей.

The thesis is devoted to the development radiomeasuring devices on the basis of optical transducers with frequency output by using of semiconductor structures with negative resistance, the principle of which operation is based on the functional connection of reactive properties of transistor structures with negative resistance, which enables creation and development competitive is models of this production. In the thesis the theoretical approaches for creation of radiomeasuring devices on the basis of optical transducers as bipolar and MOSfet transistor structures are designed on the basis of the solution of a Kirgoff equation, fundamental points of the theory of complex variable, that has enabled to receive dependences of an active and reactive components of complete resistance, conversion function, and equation of sensitivity from exposure of optical power and is proved, that these dependences are essential for creation of the radiomeasuring devices on the basis of optical transducers with hypersensitivity. Mathematical models are improved, in which the optical power to elements of nonlinear equivalent circuits of transducers is taken into account on the basis of two MOSfets, bipolar and FET, bipolar and MOSfet transistor structures with negative resistance, which are described by set of equations, on the basis of which the conversion function and equation of sensitivity are defined.