Elektron asboblar va mikroelektronika

Vidikon (ichki fotoeffektga ega bo’lgan uzatuvchi televizion asboblar)
Fotoelektrik o’zgartirishda tashqi fotoeffektdan ichki fotoeffektga o’tish uzatuvchi televizion asboblarning sezgirligini oshirish va ularni infraqizil to’lqin uzunliklar sohasida ishlashini ta'minlashi mumkin. Vidikonning konstruktsiyasi 2.17 – rasmda keltirilgan.

2.17 – rasm. Vidikonning ichki tuzilishi: K – katod; M – modulyator; A – anod; PP – o’tkazuvchi qatlam; Fok. K – fokuslovchi g’altak; OK – oqdiruvchi g’altaklar; M – nishon; SP – signal plastina; OI – optik tasvir

Katodga nisbatan potentsiali 150 – 300 V bo’lgan, anodga ega bo’lgan elektron to’p, uzun fokuslovchi va oђdiruvchi g’altaklar yordamida nishon razvertkasini amalga oshiruvchi elektron dastani hosil qiladi. Nishon yupqa fotoqarshilik qatlamidan iborat bo’lib, bu qatlam sifatida stibnit, amorf selen yoki kadmiy sulfidi, agarda asbob infraqizil nurlarda ishlasa oltingugurtli qo’rg’oshin qo’llaniladi. Ballon shishasi va fotosezgir qatlam orasiga yarim shaffof metallning yupqa qatlami yoki qalay oksididan tashkil topgan signal plastina surtiladi. Bu plastina orqali fotoqatlamga uzatiluvchi tasvir proektsiyalanadi va uning chiqish oyoqchalari asbobning chiqish elektrodlari vazifasini bajaradi.

Vidikon sekin va tez elektronlar rejimida ishlashi mumkin:
1. Sekin elektronlar rejimi. Bu rejimda signal plastinaning potentsiali (U_SP) katodga nisbatan 15 – 20 V yuqori potentsialga ega bo’ladi. Agarda fotoqatlamning yoritilganligi nolga teng bo’lsa, kommutatsiyalovchi dasta fotoqatlamga tushmayotgan bo’lsa, fotoqatlamning yuzasi potentsiali qorong’ulik qarshiligi hisobiga signal plastina potentsialiga teng bo’lib qoladi. Demak fotoqatlam elektron dasta tomonidan kommutatsiya qilinganda uning elektronlari katod va fotoqatlam orasida bosib o’tayotgan potentsiallar farqi unchalik katta bo’lmaydi va   1 ga mos keladi.
Elektron dasta ta'sirida fotoqarshilik yuzasining potentsiali kamayadi va katod potentsialiga intiladi. Buning oqibatida kommutatsiyalovchi element yuzasi va signal plastina orasida U_SP ga teng potentsiallar farqi vujudga keladi. Kommutatsiyalar orasida bu potentsialning qiymati fotoqatlamning qorong’ulik qarshiligiga oqib o’tish hisobiga kamayadi va kommutatsiyadan so’ng o’z qiymatini tiklaydi. Fotoqatlam elementlaridagi potentsialning o’zgarishi bir xil bo’lganligi uchun signal plastina zanjirida signal vujudga kelmaydi. Agarda fotoqatlamga optik tasvir proektsiyalangan bo’lsa, uning elementlari yoritilganlik oshishi bilan kamayib boruvchi turli ko’ndalang qarshilikka ega bo’ladi. Kommutatsiya jarayonlari oralig’ida fotoqatlamning bu elementlari turli xil qiymatlarga razryadlanadi. Oqibatda qatlamning yuzasida potentsial relf vujudga keladi. Bunda yoritilganligi yuqori bo’lgan sohalarga yuqori potentsiallar to’qri keladi.
Endi fotoqatlam yuzasi elementlari va signal plastina orasidagi sig’imlarning potentsiallari kommutatsiya jarayonida katod potentsialiga intilib, har xil kattalikka qayta zaryadlanadi. Bunga mos ravishda signal plastina zanjiridagi qayta zaryadlovchi tok, kommutatsiyalanuvchi elementlarning yoritilganligiga bog’liq holda, turli xil qiymatlarga ega bo’ladi.
2. Tez elektronlar rejimi. Bu rejimda signal plastina potentsiali anod potentsialidan 15 – 20 V kichik bo’ladi. Bunda katod va fotoqatlam yuzasi orasidagi potentsiallar farqi etarli darajada katta bo’ladi, ya'ni   1 ga to’g’ri keladi va kommutatsiya jarayonida fotoqatlam yuzasi elementlarining potentsiallari anod – ikkilamchi elektronlar kollektori potentsialiga intiladi. Videosignalni hosil qilish mexanizmi sekin elektronlar rejimidagiga o’xshash bo’ladi. Magnit fokusirovka va og’dirishni ishlatadigan vidikonlardan tashqari elektrostatik fokusirovka va og’dirishga asoslangan vidikonlar ham mavjud.
Vidikonlarning xarakteristikalari ularda qo’llanilayotgan fotoqarshilikning xarakteristikalariga yuqori darajada bog’liqdir. Jumladan, fotoqarshilikning solishtirma qarshiligi qiymati juda katta ahamiyatga ega. Solishtirma qarshilikning qiymati shunday bo’lishi kerakki elementlar kommutatsiyalari orasida, yoritilganlikning ishchi diapazoni oralig’ida, ularning potentsiali bir muncha o’zgarishi, ammo signal plastina potentsiali qiymatiga etmasigi lozim. Chunki aks holda signal yo’qolishi sodir bo’ladi. Qatlamlarning soishtirma qarshiligi 10¹¹ Om•sm qiymatdan kichik bo’lmasligi lozim. Bunday yuqori omli, yupqa va bir jinsli qatlamlarni hosil qilish yuqori sifatli vidikonlarni yaratishda birinchi muhim vazifa hisoblanadi.
Fotoqarshilikning parametrlari, jumladan uning spektral sezgirligi vidikonning spektral xarakteristikasini va signal-yorug’lik xarakteristikaning shaklini belgilaydi.

2.18 – rasm. Vidikonning signal-yorug’lik xarakteristikalarining ko’rinishi.

Singal-yorug’lik xarakteristikasi fotoqarshilikning solishtirma qarshiligi va yoritilganlik orasida bog’lanishning to’g’ri chiziqli bo’lmagani va  < 1 bo’lganligi uchun chiziqli bo’lmaydi. Bu hodisa yorqinlikning gradatsiyasini uzatish uchun qulay hisoblanadi. 2.18 – rasmda signal-yorug’lik xarakteristikasi keltirilgan. Bu xarakteristika signal plastina kuchlanganligiga bog’liqligi ko’rinib turibdi.

Signal plastina kuchlanishining oshishi asbob sezgirligining oshishiga olib keladi, ammo buning oqibatida ajrata olish qobiliyati yomonlashadi. Bu hodisa sekin elektronlar rejimida sezilarli bo’ladi, chunki signal plastinaning kuchlanishi oshishi bilan potentsial relefning chuqurligi va uning dasta elektronlariga ta'siri oshadi. Vidikonning yana bir kamchiligiga uning inertsiyaliligi kiradi.