Электростатика

2.2.5. Акустические преобразователи 
 
Пьезоэлектрические преобразователи используют для воз-
буждения с помощью электрических сигналов акустических 
волн в ультразвуковых линиях задержки и обратного преобра-
зования их в электрический сигнал. 
В настоящее время разработано множество акустических 
преобразователей. 
Наилучшим пока является преобразователь, который изго-
товляют посредством напыления на торец звукопровода, по-
крытого металлической пленкой, тонкого слоя сульфида кадмия 
CdS (см. рис. 2.28). 

---

75 
Рис. 2.28. Акустический преобразователь с напыленной
пленкой сульфида кадмия: 1 – металлическая пленка; 
2 – звукопровод; 3 – напыленная пленка сульфида кадмия 
Такие преобразователи имеют малые потери (до 12 дБ для 
пары преобразователей на частотах 300…400 МГц) и широкую 
полосу пропускания (порядка 30 %) на частотах от 100 до 1000 
МГц. 
На частотах порядка 10 ГГц в качестве преобразователей 
используют обедненный слой смещенного в обратном направ-
лении 
p-n
-перехода (рис. 2.29). Выбором напряжения смещения 
U
см
толщину обедненного слоя доводят до десятых долей мик-
рона и модулируют высокочастотным напряжением 
u
вх
. 
Рис. 2.29. Акустический преобразователь на 
p-n-
переходе: 
1 – золото; 2 – обедненный слой; 3 – GaAs 
n
-типа;
4 – звукопровод 

---

76 
На принципе электромеханического резонанса основано 
действие прибора, называемого 
резонистором
и представляю-
щего собой транзистор с резонирующим затвором (рис. 2.30).
Затвор З, представляющий собой часть балки, противопо-
ложный конец которой закреплен на изоляторе, нависает над 
каналом между стоком С и истоком И. Под балкой на изоляторе 
расположен электрод, на который подается входной сигнал. 
Сила электростатического взаимодействия сигнального элек-
трода с затвором, на который также подано постоянное напря-
жение смещения, раскачивает балку в случае, когда частота 
сигнала совпадает с механическим резонансом балки. Вибри-
рующий затвор модулирует канал, обусловливая наличие пере-
менной составляющей тока в нагрузке 
R
н
. Консоль из золота 
имеет длину 0,25 мм. Такие резонисторы на частотах 1…45 кГц 
имеют добротность 100…750. При обратной связи с выхода на 
вход резонистора можно получить тональный генератор, по-
добный широко известному камертонному генератору. Разрабо-
таны и применяются резонисторы и для более высоких частот, 
приблизительно до 1 МГц. 
Рис. 2.30. Устройство резонистора