Передающая трубка с фото активным запирающим слоем на полупроводнике

 

СССР

Клясс 21я, 32:,, М б4192

ОГ1ИСАНИК ИЗОБРЕiEHNH

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегцстрировано в Бюро и "обретений Госплана СССР

Г. В. Брауде

Д@редающая трубка с фотоактивным запирающим слоем на пОлупд080днике

Заявлено 29 октября 1939 тона в Наркомэдектропром за X 36148 (308431) Опубликовано 31 января 1945 тода

Фотоэлементы с запирающим слоем, использующие внутренний фотоэффект в полупроводниках, обладают, по сравнению с фотоэлементами с внешним фотоэффектом, преимуществами в отношении большей чувствительности и в отношеняи протяженности опектральной характеристики в область длинных воля света. Попытки их применения в передающих трубках с накоплением заряда, типа иконоскопа, не привели однако до сих пор к положительным:результатам.

Анализ работы такой передающей трубки, в которой обыкновенная мозаивса с внешним фотоэффектом заменена мозаикой из фотоэлементов с запирающим слоем, показывает, что основны м затруднением для работы трубки является трудность снятия,с такой мозаики заряда посредством катодного пучка. Это происходит вследствие того, что потенциалы, образующиеся на этой мозаике, ввиду большой ее емкости порядка 25 000 ри F на 1 см, будут гораздо меньше, чем в случае обычной мозаики с внешним . фотоэффектом, где эта емкость бывает обычно порядка 100 upF на 1 м- .

Таким образом, хотя заряд на элементах мозаики с запирающим слоем и может быть больше, чем на мозаике с внешним фотоэффектом, но разрядить этот заряд посредством электронного пучка, обладающего большим сопротивлением, будет невозможно, так как потенциалы на мозаике будут в сотни раз меньше; уменьшить же сопротивление пучка в сотни раз невозможно по ряду обстоятельств, среди которых, важнейшим является увеличение паразитного сигнала от самого пучка, так называемого блекспота.

Настоящим изобретевием предлагается следующий способ осуществления передающей трубки с запирающим слоем, в которой разряд.. накопленного заряда был бы возможен, несмотря на малые потенциалы.

На нанесенный на металлическую подложку полупроводник, обладающий внутренвим фотоэффектом, наносится мозаика, обладающая внешним фотоэффектом.

Одновременно с, передаваемым изображением на полупроводник и мозаику проектируется бегающее световое пятно, разлагающее изображение. При этом спектральные.№ б4192.характеристики внутреннего фотоэффекта в полупроводнике и спектральные характеристики внешнего .фотоэффекта в мозаике и спектральный состав светового пятна .подбираются таким образом, что .проектируемое изображение вызывает в основном внутренний фотоэффект в полупроводнике, а световое пятно вызывает в основном внешний фотоэффект в мозаике.

В цепь металлической подложки и коллектора, расположенного против мозаики и собирающего фотоэлектроны, вырывающиеся из мозаики, включается входное сопротивление усилителя фототоко в.

Примерная схема передающей трубки представлена на чертеже, на ,котором изображена трубка, заключенная в баллон 1. Электрод 2 представляет собой металлическую иодложку, на которой нанесен слой полупроводника 3 с внутренним фотоэффектом; на слой полупроводника нанесена мозаика 4 с внешним фотоэффектом. Электрод 5 представляет собой полупрозрачный металлический слой, служащий кол.лектором для фотоэлектронов. На полупроводник и мозаику проектируется одновременно изображение передаваемого объекта (через объектив 6 и полупрозрачное зеркало 7) и изображение флюоресцирующего экрана. катодной трубки 8, на котором разворачивается флюоресцирующее пятно через объектив 9 и полупрозрачное зеркало 7. В цепь электрода 2 и коллектора 5,включено входное сопротивление К уси.лителя фототоков 10. Источником бегающего светового пятна может быть и не катодная трубка с флюоресцирующим экраном, а какоенибудь механическое устройство с соответствующим осветителем, например, диск Нипкова и т. д. Вместо полупрозрачного зеркала, при котором неизбежны н екоторые по тери света, можно применять какую-нибудь другую более эффективную оптическую схему одновременного проектиро(ванадия изображения объектива и светового пятна.

Анализируя работу описанной передающей трубки, можно сделать следующие выводы. Изображен не передаваемого объекта, проекти руясь на полупроводник, вырывает из глубины этого полупроводника электроны, которые, пройдя из его глубины через образующийся на внешней поверхности полупроводн ика, так называемый, запирающий слой, зарядит лежащую на этой поверхности мозаику отрицательным зарядом. Этот отрицательный заряд несколько снизится, благодаря вырыванию фотоэлектронов из мозаики от в нешнего фотоэффекта. Но если спектральные характеристики внутреннего фотоэффекта в полупроводнике и внешнего фотоэффекта в мозаике подобраны таким образом, что чувствительность полупроводника к свету изображения объектива была гораздо больше, чем чувствительность мозаики к этому свету, то снижение отрицательного заряда мозаики будет незначительным, и свет изображения будет заряжать в течение периода кадра развертки изображения отдельные элементы мозаики соответственно освещенности отдельных элементов изображения.

Световое пятно, перемещающееся по поверхности мозаики и прочерчивающее всю ее поверхность по зигзагообразной линии за период одного кадра, по истечении одного периода попадет на элемент мозаики, заряженный отрицательно до соответствующего потенциала светом изображения, и будет вырывать из мозаики фотоэлектронь;, которые будут направляться на ко члектор, повышая таким образом потенциал мозаиии. Это повышение потенциала, обусловленное внешним фотоэффектом, будет в некоторой степени ко1мпенсироваться благодаря внутреннему фотоэффекту в полупроводнике. Эта компенсация будет незначительйой, если спектральный состав светового - пятна так подобран, что внешний фотоэффект для него гораздо меньше, чем внутренний фотоэффект. Сила электронного тока, вызываемого световым пятном, должна быть достаточной для того, чтобы за время прохождения этого светового пятна

J4 64192

Предмет изобретения 1ехн. редактор М. В. Смольникова

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Л123669 Подписано к печати 13/VII 1946 г. Тираж 5ОО экз. Цена 65 к. Зак. 105

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга. мимо элемента мозаики потенциал этого элемента повысился до насыщения, т. е. до такого потенциала, при котором электроны перестали бы .попадать на коллектор. Этотпотенциал будет примерно равен величине средней начальной скорости, с которой фотоэлектроны вырываются из мозаики, т. е. порядка одного вольта.

Отсутствие электронного пучка дает возможность поместить коллектор в непосредственной близости от мозамбики параллельно ей. Это обеспечивает даже при тех малых отрицательных потенциалах, которые образуются на мозаике при освещении ее светом изображения, достаточно большие элктрические поля, направляющие электроны на коллектор. Близкое расположение коллектора параллельно мозаике обеспечивает также равномерность электрического поля и, следовательно, отсутствие паразитного сигнала— блекспота, что позволяет увеличить мощность светового пятна до величины, достаточной для полного разряда мозаики.

Передающая трубка с фотоактивным запирающим слоем на полупроводнике и с применением оптической коммутации для разложения изображения, отличающаяся тем, что на полупроводник нанесена фотокатодная мозаика, нечувствительная к спектральному составу света передаваемого изображения и чувствительная к спектру света бегущего светового луча, осуществляющего разложение изображения, а над мозаикой расположен полупрозрачный коллектор электронов и между этим коллектором и подложкой полупроводника включено сопротивление, служащее для снятия сигнала изображения.