Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

что за фронтами активации начинают распространяться в обе стороны фронты пассивации.

Таким образом, формируются два импульса активации поверх­ ности струны, которые распространяются в противоположные стороны. Спустя короткое время после начала процесса импульсы становятся стационарными и распространяются _с постоянной скоростью без искажения. Замкнув проволоку в кольцо, можно получать в ней не затухающие в течение нескольких минут колеба­ ния (сравним с опытом И. А. Ветохина по стимуляции колебаний в кольце из мышцы медузы).

Полупроводниковые модели. Полупроводниковые модели си­ стем с распространяющимся возбуждением — нейристоры пред­ назначаются для использования в микроэлектронных ЭВМ. Боль­ шинство нейристоров основано на использовании N- и S-характе­

ристик многослойных твердотельных компонентов. Наибольшее распространение получили S-иейристоры из полураспределеииой тиристорной структуры. Эти системы являются частично мозаич­ ными вследствие использования дискретных Л?С-цепочек; нейристор выращивается на одном кристалле, в котором методами микро­ электроники формируются р-п-переходы.

Напомним, что нейристор— это прибор, представляющий собой канал, вдоль которого могут распространяться сигналы аналогично тому, как это происходит в аксоне. Нейристор состоит из источника энергии, накопителя и элемента с отрицательным сопротивлением. В данном случае таким элементом служит тири­ стор, образованный р-ц-р-л-каналами; на рис. 166, а область,

занятая одним из тиристоров, находится между вертикальными штриховыми линиями. Для того чтобы процесс распространения сигнала сопровождался последующим восстановлением к перво­ начальному состоянию, нагрузочная линия 2 (рис. 166, б) в исход­

ном состоянии должна пересекать в одной точке вольт-амперную характеристику 1 активного элемента.

К. Ф. Комаровских и др. указали три механизма, приводящие

вдвижение область сопротивления от тиристора к тиристору.

1.Включение элемента ведет к повышению концентрации неосновных носителей в его базовых областях. Возникающий

градиент приводит к диффузии неосновных носителей, приводя к увеличению обратного тока коллекторного перехода соседнего элемента и к переходу этого элемента в состояние низкой прово­ димости.

2. Распределение неосновных носителей вдоль /i-базы, имею­ щей конечное продольное сопротивление, носит линейный ха­ рактер при включении одного из элементов. Такое распределение эквивалентно наличию управляющего базового тока, вызываю­ щего лавинное отпирание соседнего элемента.

3. Шунтирование коллекторного р-/г-перехода закрытого эле­ мента малым сопротивлением, возникающее вследствие резкого понижения сопротивления сработавшего тиристора, приводит

315

к деформации вольт-амперной характеристики закрытого тирис­ тора (от кривых I к кривым 3, 4 на рис. 166, б), уменьшению на­

пряжения срыва и в конечном итоге к открыванию тиристора. Известны нейристорные липни с управляемой скоростью распро­

Более перспективными являются нейристоры на основе S-дио­ дов. К /V-нейристорам относятся схемы на туннельных диодах.

Д. Нисидзава разработал оптоэлектрониый мозаичный пейристор. Каждый каскад нейрнстора состоит из последовательно

Рис. 166. Полураспределениый тиристорный нейрнстор: а — схема попе­ речного сечения структуры; б — вольт-амперные характеристикпр—р-об­ ласть, п—я-область; I — расстояния между элементами

который заряжается, кстгда фоторезнстор освещен. Свет от лазера переводит в проводящее состояние соседний фотодиод, вызывая разряд конденсатора через последовательно включенный сосед­ ний лазер, который облучает следующий фотодиод, и т. д. Одно­ временно подготавливается (заряжается) конденсатор, помещенный через одну ветвь — дальше по направлению распространения.

Наиболее близким функционально к описанному устройству является оптоэлектронный регистр [32]. В этом регистре пере­ движение дискретной информации осуществляется при помощи тактовых импульсов. Привлекает внимание то, что память в ре­ гистре осуществляется чисто оптронным способом, за счет устой­ чивой цепи обратной связи от электролюминофора к фоторезистору каждой ячейки модели. В регистре отсутствуют навесные детали, конденсаторы и т. п. — все его элементы выполнены в пленочном исполнении (рис. 167). Импульсы, поступающие на шины пита­ ния А, В, С, взаимно сдвинуты по фазе. Подготовка очередного

каскада регистра к возбуждению осуществляется подсветкой от предыдущего каскада. В качестве световода служит стеклянная подложка устройства. Оптроны хранят информацию благодаря оптической обратной связи; боковая подсветка не приводит к рас­ пространению возбуждения, так как напряжение па соседних—

3 1 6

по отношению к рассматриваемому оптрону — фоторезисторах отсутствует. В Момент переключения питания (с шины А на шину В)

ранее возбужденные оптроны гаснут; зажигаются оптроны, под­ ключенные к шине В, которые были ранее возбуждены боковой

подсветкой. Так как конструкция регистра предусматривает только ближнюю боковую подсветку, то загорается только ближайший разряд регистра.

Модели рецепторных полей. Функциональные модели рецеп­ торных полей с латеральным торможением, построенные многими

ройств. То же относится и к модели сетчатки И. Н. Шеталова. В модели М. Хершера и Т. Келли

сделана попытка преодолеть технологический порог примене­ нием оптической междуслойпой связи. ' Модель осуществляет четыре операции над изображением, имеющим место в глазу лягушки: выделение границы, опознание движущихся выпукло­ стей, потемнения и изменения контраста. Биполярные и гангли­ озные клетки моделировались с помощью пороговых логических схем с применением пары неоновая лампа—фоторезистор. Анало­ гичная модель, но с применением электролюминесцентных пане­ лей была построена Е. Лебнером. Передача информации между панелями осуществлялась с помощью света, причем использова­ лось цветовое кодирование.

Модели систем с распространяющимся возбуждением и латеральным торможением

Электролюминесцентный преобразователь изображения. Ис­ ходными предпосылками для разработки континуальных биоподобных иейристоров и континуальных моделей рецепторных полей являются основные закономерности, наблюдаемые в биологи­ ческих системах, которые можно кратко сформулировать сле­ дующим образом.

317

1.Каждая ячейка КС оказывает на соседние ячейки возбуж­ дающие и тормозящие воздействия.

2.Интенсивность воздействий определяется пространственно-

временными функциями связи.

3.КС обладает свойством пространственной и временной суммации возбуждающих и тормозящих воздействий.

4.Каждая ячейка КС является инерционным элементом.

5.Линии связи между ячейками КС проводят возбуждающие

итормозящие сигналы безынерционно.

Указанные закономерности положены в основу конструкций

скости многослойную систему из полупроводниковых соединений групп А п—£ VI и Л111—S v .

Типовая конструк1?ия двухэлектродного ЭЛУ показана на

рис. 168. ЭЛУ представляет собой прозрачную стеклянную пла­ стинку 6, покрытую прозрачным слоем 5 (Sn02; ln20 3; CdO),

служащим тыловым контактом усилителя. На контакт наносится слой электролюминофора 4. Между электролюминофором и фото­ слоем 2 помещается непрозрачный или прозрачный оптический экран 3, предназначенный для прерывания или, наоборот, форми­

рования оптической положительной связи между этими элемен­ тами. Входное оптическое изображение, сформированное на фото­ слое 2, преобразуется в световое изображение, излучаемое электро­ люминофором 4 с заданной степенью разрешения, усиления и кон­

трастности. Вторым электродом является либо также прозрачная проводящая пленка 1, либо сетка из тонких металлических про­

водников, уложенная в толще фотослоя.

Возбуждающее переменное напряжение повышенной частоты прикладывается между двумя электродами системы. Единствен­ ными материалами, которые в настоящее время пригодны для построения ЭЛУ с большой площадью и высокими оптическими характеристиками, являются электролюминофоры и фотопровод­ ники на основе соединений Л11 BVI как в виде порошковых слоев,

так и в виде тонких сублимированных пленок. Из материалов

318

А 11 BVI требованиям усилителей преобразователей изображения

нанлучшим образом удовлетворяют соединения Zn с S и Se для электролюминесцентных слоев и соединения Cd с S, Se и Те для фо-

и Я,-2, расщепляется оптической системой 9 на два одинаковых изображения, которые после прохождения через фильтры 10, 11 и оптические системы 4, 5 подаются на вход ЭЛУ. Фильтр 10 выделяет зеленую полосу (А.г), а фильтр 11 — инфракрасную (А,2).

319