148491. lajstromszámú szabadalom • Fototranzisztoros készülék és áramkör
Megjelent: 1961. október 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.491 SZÁM 21. a2 . 18—20. OSZTÁLY — EE—779. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Fototranzisztoros készülék és áramkör Egyesült Izzólámpa és Villamossági R. T., Budapest Feltalálók: Vaszily György főmérnök, Kerekes Béla mérnök és Prebanits Gyula mérnök, budapesti lakosok A bejelentés napja: 1960. június 22. Ismeretes, hogy a hangosfilmek; túlnyomó részénél a hang előállítása az úgynevezett hangcsík segítségével történik, melyet a felvételnél fényképeznek rá a filmre. A hang visszajátszása úgy történik, hogy a hangcsíkot keskeny résen átvilágítják és a hang ütemében ingadozó fényt pedig fotocellára vezetik, melynek munka ellenállásán a fény, ill. a hang ütemének megfelelő elektromos feszültség ingadozás jelenik meg. Az így keletkező váltófeszültséget felerősítik. A hangcsík méreteit, valamint a hangcsíkot átvilágító fényrés méretét ma már nemzetközi szabványok rögzítik. Nemzetközileg elfogadott szokás az is, hogy az átvilágítás erőssége olyan, hogy a fotocella 10 MOhnios munkaellenállásán kb. 750 mV feszültség jelenjen meg. 10 MQhmos munkaellenállást azért mégsem használnak, mert ha az erősítőnek ilyen nagyságrendben lenne a bemenő ellenállása, akkor . ,a szerelési kapacitások söntölő hatása, valamint az erősítőnek külső zavarokra való igen nagy érzékenysége miatt igen problematikussá válna az erősítő tervezése. A gyakorlatban ezért a fotocella munkaellenállását 100—500 KOmh értékben választják meg, inkább vállalják tehát azt a körülményt, hogy így viszont 7—30 mV jélfészültségét kell felerősíteni. Fotocella alkalmazása esetén 100 KOmh munkaellenállás alá menni a hasznos jel további csökkenése miatt már nem gazdaságos. Több szempont miatt mégis kívánatos lenne, hogy a munkaellenállást, ill. az erősítő bemeneti impedanciáját kisebb értéken tartsuk. Ezek közül a szerelési kapacitások káros söntölő hatását, valamint a külső zavarokra való érzékenységet már említettük, melyekre elsőisorban olyankor kell ügyelni, ha az erősítőt a vetítőgéptől távol, ha csak 1—2 m távolságban is kívánják elhelyezni. A hangosfilm (mozi) hangerősítők kis bemenő impedanciájára való törekvés nyilvánult meg ab•ban, hogy vákuum fotocellák helyett félvezető fotodiódák alkalmazását javasolják. Fotodiódák alkalmazása esetén 10—20 KOmh nagyságrendű munkaellenálláson 100^200 mV jelfeszültséget lehet elérni a szokásos megvilágítás mellett. Erre a célra egyes cégek a hangcsík szélességéhez illő, keskeny széles ablakkal rendelkező fotodiódákat hoztak kereskedelmi forgalomba. Az említett feladat még tökéletesebb megoldása végett gondolni lehet a fototranzisztorok alkalmazására is, mert ezeknek a fényérzékenysége a diódákénál nagyobb. Mint ismeretes, egy átlagos fotodióda érzékenysége 30 mA/lumen, ezzel széniben egy fototranzisztor kb. 1000 mA/lumen érzékenységű. E nagy érzékenység oka az az erősítő hatás, amely a tranzisztor átmeneti rétegeiben az ismert módon végbemegy. Kis mértékű fényerősség változások észlelésére a gyártó cégek a fototranzisztort mégsem ajánlják, amiért is a fototranzisztorok fő működési területe e nagy fényerősségváltozás észlelése, tehát ki^be kapcsolós üzem. Ennek két fő oka van. A hőfokváltozással szemben való érzékenysége, és a gyártási egyöntetűség hiánya. Találmányunk a fototranzisztor olyan felhasználására vonatkozik, melynél az általunk javasolt eljárással kiküszöbölhető a kapcsolásnak a hőfokra és a gyártási szórásra való érzékenysége, miáltal lehetővé válik kis fényerőisség változások érzékelése is nagyobb hőfokingadozások mellett. Ilyen tipikus eset a hangosfilm hangerősítők, melynél a hangcsík által okozott fényerősség változás nem nagy, viszont a vetítőgép, és ezáltal egy alkalmazni kívánt tranzisztor hőfoka is a szokottnál nagyobb hőfokhatárok között ingadozik. A javasolt eljárás megértése végett először hasonlítsuk össze a fotocella, a félvezető fotodióda és a fototranzisztor szokásos (kapcsolásait. Ezt az összehasonlítást mutatja az 1. ábra, ahol az la. ábra a fotocella, az lib. ábra a fotodióda, az le. ábra pedig a fototranzisztor szokásos kapcsolásait
