Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

МЧЭ Корпус

Линза


W Ы W ы


МЧЭ



Линза

Рис. 3.68. Внешний вид одноканальных магнитооптических микросхем: а-в пластмассовом корпусе;

б-в металлокерамическом корпусе

Конструкция совмещенных магнитооптических интегральных микросхем отличается от конструкции традиционных МЧМС и МУМ наличием оптически прозрачного окна или линзы. При этом весь остальной корпус вьшолняется из немагнитных материалов, непрозрачных для оптического излучения рабочего диапазона ИС. Обьгано для этих целей используются специальные типы пластмасс или керамика.

Магнитооптическая микросхема реагирует как на оптическую, так и на магнитную составляющую внешнего воздействия. Логика работы таких микросхем определяется конкретным назначением магнитоэлектронного устройства и условиями его эксплуатации.

По принципу работы магнитооптические микросхемы могут быгь аналоговыми или цифровыми.

Аналоговые магнитооптические схемы преобразуют индукцию магнитного поля или (и) поток ПК излучения в сигнал, пропорциональный величине индукции или (и) потоку ПК излучения.

Цифровые магнитооптические схемы вьшолняют функцию электронных ключей, управляемых магнитным полем или (и) потоком ПК излучения.

В качестве источника оптического излучения для управления магнитооптическими ИС используются ПК источники (например, излучаюпще или лазерные диоды).

Па рис. 3.69 приведены два возможных варианта выходных характеристик аналоговой магнитооптической микросхемы. При этом рассматривается вариант только одного вида воздействия одновременно (оптического или магнитного).


UBb,x.= F(B)

ивых.= Р(В)

,/ и, ,= Р(Ф,)

ивых.= Р(ФО


Рис. 3.69. Возможные варианты выходных характеристик аналоговой магнитооптической микросхемы: а - биполярная; в - униполярная

11111

11111

3.3. Совмещенные (магнитооптические) интегральные микросхемы

Многие тины интегральных преобразователей магнитного поля (например, элементы Холла, магнитодиоды, магнитотранзисторы и т.п.) обладают определенной чувствительностью к оптическому излучению. Спектральный диапазон чувствительности таких приборов зависит от материала и от технологии изготовления ПМП и ИС. Для кремниевых приборов диапазон спектральной чувствительности лежит в видимом и ближнем ПК диапазоне в 0,6-1,1 мкм.

Использование свойства фоточувствительности ПМП позволяет создавать совмещенные магнитооптические интегральные микросхемы. Внешний вид магнитооптических микросхем приведен на рис. 3.68.



Реакция микросхемы на управляющие факторы может быть различной. При характеристике, приведенной на рис. 3.69.а, воздействие магнитного потока приводит к увеличению (относительно 0) выходного напряжения, а при воздействии потока оптического излучения сигнал растет в сторону отрицательного значения (-Ugjjx).

При характеристике, приведенной на рис. 3.696, реакция микросхемы на управляющие факторы отличается только коэффициентом преобразования, когда > S.

Варианты применения аналоговых магнитооптических микросхем зависят от решения конкретных технических задач. Па рис. 3.70 показан один из возможных вариантов схемы включения аналоговой магнитооптической ИС.


Рис. 3.70. Возможная схема включения аналоговой магнитооптической ИС

п

Вых. В

Компаратор

Вых. Ф г-

Схема (рис. 3.70) состоит из магнитооптической ИС (DA1) и двухвыходного компаратора напряжения. Она работает следуюпщм образом. При воздействии магнитного поля на выходе компаратора (Вых. В ) появляется сигнал положительной полярности +U g.. При смене источника управляющего воздействия на оптический (например, на излучение ПК диода) на выходе компаратора (Вых. Ф ) появится сигнал отрицательной полярности -U


Рис. 3.71. К пояснению принципа работы цифровой магнитооптической микросхемы

<

Выход -►

Принцип работы цифровой магнитооптической микросхемы приводится на рис. 3.71 и практически не отличается от принципа работы МУМ, но для управления ее состоянием используются магнитное поле или (и) поток ПК излучения.

Возможны следуюпще варианты использования цифровой магнитооптической ИС:

1. Исходное состояние ИС - вьпслючено , В = 0. При включении источника ПК излучения (Ф > Ф^дв и В = 0) микросхема переходит в состояние включено , при Ф < Ф^ схема возвращается в исходное состояние.

2. Исходное состояние ИС - вьпслючено , В = 0. При приближении к поверхности ИС постоянного магнита с В > Bppj, (Ф = 0) микросхема переходит в состояние включено , при В < Bj. схема возвращается в исходное состояние.

3. Исходное состояние ИС - включено (Ф > Ф^дв и В = 0). При приближении к поверхности ИС постоянного магнита с В Bj. микросхема переходит в состояние вьпслючено , при В = О схема возвращается в исходное состояние.

Все остальные варианты использования цифровой магнитооптической ИС определяются возможным сочетанием пунктов 1-3.





Линза 2

Рис. 3.72. Внешний вид двухканальной магнитооптической микросхемы

Двухканальная магнитооптическая микросхема (рис. 3.72) практически содержит две электрически изолированные ИС, которые размещаются на единой ферромагнитной подложке. Особенностью функщюнирования такой микросхемы является то, что при использовании потока ПК излучения возможно воздействие его на любой из каналов, в то время как магнитный поток воздействует сразу на оба канала ИС. Принщш работы схемы поясняется на рис. 3.73.

Рис. 3.73. К пояснению принципа работы двухканальной цифровой магнитооптической микросхемы

Выход 1 -

Выход 2

Возможны следующие варианты использования щ1фровой двухканальной магнитооптической ИС:

1. Исходное состояние ИС1 и ИС2 - вьпслючено , В = 0. При включении источника ПК излучения (Ф^ > Фррдр и В = 0) микросхема ИС1 переходит в состояние включено , при Ф^< Фд схема возвращается в исходное состояние.

2. Исходное состояние ИС1 и ИС2 - вьпслючено , В = 0. При включении источника ПК излучения (Ф^ > Фррдр и В = 0) микросхема ИС2 переходит в состояние включено , при Ф< Фд схема возвращается в исходное состояние.

3. Исходное состояние ИС1 и ИС2 - вьпслючено , В = 0. При включении источников ПК излучения (Ф^, Ф^ > Ф^аб и В = 0) микросхемы ИС1 и ИС2 переходят в состояние включено , при ф^,ф^< Ф^ схемы возвращаются в исходное состояние.

4. Исходное состояние ИС1 и ИС2 - вьпслючено , В = 0. При приближении к поверхности ИС постоянного магнита с В > В^ . (Ф = 0) микросхемы ИС 1 и ИС2 переходят в состояние включено , при В < В^ схемы

возвращаются в исходное состояние.

Все остальные варианты использования щ1фровой двухканальной магнитооптической ИС определяются возможным сочетанием пунктов 1.

Магнитооптические схемы пока не нашли широкого применения. Сведений об их серийном производстве в доступных источниках не обнаружено.

11111

11111

Представляют интерес многоканальные магнитоонтические ИС. Па рис. 3.72 приведен внешний вид двухканальной магнитооптической микросхемы.

МЧЭ 1 Корпус Линза!



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122