167625. lajstromszámú szabadalom • Berendezés rádióaktív sugárzások mérésére térvezérlésű tranzisztor sugárzásdetektorként történő alkalmazásával
3 167625 4 kus) korlátozza. Célunk a találmánnyal a fenti hátrányok megszüntetése és a hiányosságok pótlása, kis energia igényű, kis méretű, hazai illetve szocialista relációból beszerezhető, szabvány alkatrészekből összeszerelhető, egyszerűen kezelhető, olcsó dózisteljesítmény-mérők, jelzők illetve riasztók létrehozása. A feladatot megoldó berendezés a térvezérlésű tranzisztor munkapontját biztosító félvezető eszközökből és ellenállásokból álló feszültségosztókat és stabilizátort tartalmaz. A térvezérlésű tranzisztor bázis-emitter vagy bázis-kollektor körébe ellenállással rendelkező eszköz, valamint tápforrás van kapcsolva. A tápforrás biztosítja a sugárzás által keltett, a kollektor emitter áramváltozást az ellenálláson eső feszültséggel előidéző töltéshordozók kigyűjtéséhez szükséges térerőt. A térvezérlésű tranzisztor kimeneti áramköreibe mérőműszer illetve információt feldolgozó vagy kimutató egység van kötve. A térvezérlésű tranzisztor bázisa ellenálláson át félvezető eszközökből és ellenállásokból álló feszültségosztóra van kapcsolva. A térvezérlésű tranzisztor kimenetére egyen-váltó átalakítót tartalmazó jelzőegység csatlakozik. A jelzőegység kimenetére váltóáramú indikátor van kapcsolva. Az áramkör bármely tranzisztorának vezérlő elektródája félvezető eszközökből és ellenállásokból álló tápfeszültségellenőrző osztóra csatlakozik. A találmányt részletesebben példa és rajz alapján ismertetjük: Az ábrán a találmány szerinti sugárzás dózisteljesítmény-mérő, jelző illetve riasztó egy példakénti elvi kapcsolási vázlatát tünteti fel. A találmány alapja az a felismerés, hogy a térvezérlésű tranzisztor emitterbázis p-n átmenetével határos kiürített rétegében, a p-n átmenetet, ä kiürített réteget és a szigetelő anyagot határoló szilícium alapanyagban a sugárzás hatására keletkezett töltéshordozók - melyeknek egyrésze diffúzióval, másrésze az emitter-bázis előfeszültséggel létrehozott elektromos térerő hatására kigyűjtődik - az R) ellenálláson keresztül áramolva azon feszültségesést hoznak létre. Ez a megnövekedett bázisáramváltozással előidézett feszültség kivonódik a tranzisztor munkapontját biztosító emitter-bázis feszültségből és így a kollektor-emitter áramnak a sugárzás intenzitásával egyenesen arányos növekedését idézi elő, melynek nagysága többszázezerszerese a bázisáram növekedésének. A Ti térvezérlésű tranzisztor stabil előfeszültségének biztosítását az teszi lehetővé, hogy a T2 tranzisztor bázisa az R 2 ellenálláson keresztül a Zx zénerdiódát és a Ti térvezérlésű tranzisztor kollektorát összekötő Pi potenciométer csuszkájára úgy csatlakozik, hogy a Ti és T2 tranzisztorok munkapont beállítását biztosítsa. Ekkor a T2 tranzisztor kollektora és az U tápfeszültség 1 pólusa közé kapcsolt műszer közvetlenül r/ó-ban mutatja a dózisteljesítményt. Az információ továbbítására a T2 tranzisztor kollektorába helyezett P2 potenciométer (melyben a Ti tranzisztor bázisán lévő feszültségváltozás 5—10-szeresen felerősítve jelenik meg) szolgál. A műszer szélsőséges hőmérséklet változással szembeni stabilitását részben a vezető irányba kötött Dt dióda biztosítja, melynek kinyitott állapotát a Di dióda és a Ti tranzisztor kollektora közé iktatott R5 ellenállás biztosítja. Az U tápfeszültség 1 és 2 pólusa közé a záró irányba kötött Z4 zéner és a vele sorbakötött P3 potenciométer csatlakozik. A P 3 potenciométer csuszkája a D2 diódán keresztül, az R t bázisellenállás és a Di dióda közé beiktatott R7 ellenállásra van kapcsolva. A P3 potenciométerrel beállítható a szükséges feszültségesés, mely az U tápfeszültség változással együtt változik és kivonódik 5 a Ti tranzisztor zárófeszültségéből, ennek következtében, az U tápfeszültség értékével arányosan növekszik vagy csökken a műszer illetve a kijelző áramának értéke. így a mérőműszer vagy a jelkimenet közvetlenül felhasználható a tápfeszültségforrás és az egész 10 dózismérő helyes működésének az ellenőrzésére. Ez, az ábrán I-el jelzett szakasz, már önmagában kész dózisteljesítmény-mérő. Ha a P2 potenciométer úgy van kiképezve, hogy skálázott koronggal állítható a csuszkája, akkor - a dózistérben elhelyezett műszer 15 korongját éppen addig forgatva, hogy a „Ki" kapocspáron egy előre meghatározott értéket kapunk — a korong skáláján leolvasható a dózisteljesítmény. Az ábrán az I-él jelzett dózisteljesitmény-mérő egység és a II-vel jelzett jelző egységek összecsatlakoz-20 tatása esetén egy olyan riasztó készülékkel rendelkezünk, mely sugárzásmérésen túlmenően riasztásra is alkalmas. Ez azt jelenti, hogy a jelző, ha a sugárzásiszint meghaladja a P2 potenciométerrel beállított riasztási-szintet a „Ki" kimeneti kapocspáron riasztó-25 jelet, vagy hangszóró bekötése esetén riasztó hangot ad és ez addig tart, míg a sugárzás erőssége nem csökken a beállított szint alá. A kijelzőnek ezt az egyszerű, egy tranzisztorral is megoldható áramköri megoldását az a felismerés tette lehetővé, hogy a 30 dózisteljesítmény-mérő T2 tranzisztora a fent leírt feladatokon túlmenően, és a jelzőnek történő indítójel megadásán kívül, a jelfeldolgozásban is részt vesz, amit részletesen ismertetünk az ábra alapján. A T3 tranzisztor bázisa a P2 potenciométeren megjelenő, a 35 dózistérrel arányos nagyságú feszültség okozta túlvezérléstől védő, záróirányban előfeszített D4 diódán és a vele párhuzamos C3 kondenzátoron át van a P 2 potenciométer csuszkája kapcsolva. A T3 tranzisztor bázisa még az egyenfeszültségű munkapontot biztosí-40 tó, az U tápfeszültség 1 pólusáról jövő P4 potenciométerrel és a Zi zéner és a P, potenciométer találkozási pontjáról jövő R3 ellenállással van összekötve. A T3 tranzisztor emittere az U tápfeszültség 1 pólusáról jövő emitter előfeszültséget biztosító nyitó 45 irányba kötött D3 * diódára csatlakozik, kollektora pedig részben a T2 tranzisztor bázisáról jövő, pozitív visszacsatolást biztosító, a jelző időállandóját meghatározó Ci kondenzátorból és a vele sorbakötött R4 ellenállásból álló RC tagra, részben a „Ki" jelkime-50 neten keresztül az U tápfeszültség 2 pólusára, vagy a T! tranzisztor kollektorára csatlakozik. A folyamatos hangjelzést biztosító C2 kondenzátor, a T 2 tranzisztor emitterét csatolja nagyfrekvenciás szempontból az U tápfeszültség 2 pólusára. A fenti különleges kapcso-55 lás szerint összeszerelt műszer - dózistérbe helyezve és fülhallgatóval a „Ki" jelkimenetre csatlakozva - a dózisteljesítmény mérésen túlmenően, az R4 Ci időállandóval beállítható frekvenciájú, a dózistér növekedésével bizonyos fokig arányosan szaporodó jelcsoma-60 gokból álló hangot ad. Az áramkör Di diódáját célszerűen több sorbakapcsoit diódával valósítjuk meg. A dózisteljesítmény-mérőt, jelzőt illetve riasztót, a fent leírt tulajdonságai miatt sokoldalú felhasználha-65 tósága mellett, különösen kis mérete és rázásállósága következtében hordozható és kitelepíthető riasztó 2
