Фотоэлектрические перетворювачі енергії

Хемотроника як назвати нове науково-технічний напрям виникло з кінця електрохімії і електроніки. Це наука про будівництво різноманітних електрохімічних приладів з урахуванням явищ, що з проходженням струму в рідких тілах з іонній проводимостью.

Дослідження засвідчили, що рідинні системи випливає низка важливих переваг перед системами з урахуванням твердих тіл. До основних достоїнств рідинних (електролітичних) приладів слід віднести: низькі робочі напруги (до 1 У) і маленькі струми (микроамперы), що дозволяє створювати дуже економічні прилади; поява нелінійності характеристик при малих прикладених напругах (0,05…0,005 У), що дозволяє досягти високої чутливості нелінійних перетворювачів; перебіг фізико-хімічних процесів в тонкому шарі (одиниці мікрометрів), що дозволяє створювати микроминиатюрные елементи схем. Разом про те треба враховувати, що невеличка рухливість (порядку 5 (10−4 см2/(В (з)) значно обмежує згори робочий діапазон цих приладів (f? 0…1 кГц).

Нині запропоновано багато різноманітних хемотронных приладів та пристроїв: керовані опору, точкові і площинні електрохімічні діоди і транзистори, інтегратори, блоки пам’яті ЕОМ, каскади посилення постійного струму та інших. Спільність механізму роботи хемотронных приладів та електрохімічних механізмів сприйняття, перетворення і збереження інформацією найскладніших системах живих організмів (зокрема й у нейронах людського мозку) дає змоги розраховувати створення у майбутньому на рідинної основі биопреобразователей інформації - своєрідних моделей людського интеллекта.

З різноманітних технічних засобів хемотроники найбільше зацікавлення представляють керовані опору і запам’ятовуючі устройства.

Принцип роботи електрохімічного керованого опору (цей прилад іноді називають мимистором, рис. 1) грунтується на зміні опору провідника внаслідок катодного осадження нею металу чи анодного розчинення. Мимистор, яка з використанням мідного електроліту, складається з скляного корпусу 4, заповненого електролітом 1 (зазвичай CuSO4 + H2SO4 + етанол). На одній з стінок герметично закритою ванни нанесена электропроводящая підкладка 6, має висновки 7 і п’яти, розташовані поза гальванічної ванни. Електроліт омиває електрод 2 із конкретним висновком 3. Вхідні сигнали подаються на электропроводящую підкладку 6 і електрод 2. Залежно від полярності вхідних сигналів на підкладці 6 мідь буде чи гальванически осідати, чи анодно розчинятися. Тим самим було змінюватиметься електричне опір мідної плівки, яка перебуває на підкладці 6. Відтворення величини мінливого опору зазвичай виробляють із допомогою мостових вимірювальних схем. Прилади такого типу мають діапазон зміни опору 0…1000 Ом, діапазон струмів управління 0,05…1 мАЛО, споживану потужність управління 10−3…10−6 Вт, обсяг 0,2…0,4 см³, масу — кілька грамів. Вони можуть працювати у температурах — 15…+ 100? З, стійкі до ударним навантажень і вібрації. Усе це мимисторов роблять дуже перспективними приладами від використання в автоматиці, обчислювальної і вимірювальної техніці. Вони знаходять застосування створення реле часу, лічильників імпульсів, інтегруючих пристроїв, самонастраивающихся систем автоматики тощо. п.

Рис. 1.

Принцип дії хемотронной осередки пам’яті ілюструє рис. 2. У герметичному пластмасовому корпусі розташовані два пластинчастих електрода 1 з золота чи платини. Електроди з боку изолированны эпоксидным покриттям 2, крім вузького зазору 3, ширина якого повинна перевищувати 0,1 мм. На протилежної стінці осередки навпаки зазору розташований мідний електрод 4. Відстань між цим електродом і пластинчастими електродами 1 становить приблизно 0,5 мм. Опір між електродами 1 залежить від наявності розчину електроліту в зазорі 3. Якщо зазор заповнений розчином, це опір велике. При подачі на електроди 1 напруги, негативного щодо електрода 4, останній починає розчинятися, й у зазорі 3 відбувається відкладення міді. Невдовзі (час записи) зазор між електродами 1 буде замкнутий обложеної міддю й відвертий спротив з-поміж них різко знизиться через высокой.

Рис. 2.

провідності міді. Якщо ж електроди 1 подати напруга, позитивне щодо електрода 4, то обложена в зазорі мідь розчиняється і осередок повертається у стан, характеризуемое високим опором між електродами 1. Отже, осередок має дві стійких стану, дозволяють записувати інформацію в двоичном коді. З допомогою нескладної схеми комутації на трехпозиционном перемикачі можна здійснити три виду операцій — записи, відтворення і стирания.

Б. З. Гершунский. Основи електроніки і мікроелектроніки. Київ, ВШ, 1989 г.