Большая Советская Энциклопедия (ФЕ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 99

  Лит.: Пирогов А. И., Шамаев Ю. М., Магнитные сердечники для устройств автоматики и вычислительной техники, 3 изд., М., 1973; Бардиж В. В., Магнитные элементы цифровых вычислительных машин, 2 изд., М., 1974.

  А. В. Гусев.

Ферриттранзисторная ячейка

Ферриттранзи'сторная яче'йка, импульсный элемент устройств автоматики и вычислительной техники, выполненный на одном или нескольких кольцевых ферритовых сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса и транзисторе . Простейшая Ф. я. (рис. ) содержит один ферритовый сердечник. На сердечник намотаны: одна или несколько обмоток записи, на которые поступают входные электрические импульсы; одна или несколько обмоток считывания, на которые подаются импульсы опроса; выходная обмотка, на которой при перемагничивании сердечника появляется считанный сигнал. Транзистор усиливает сигнал и обеспечивает разделение цепей, что устраняет возможность нежелательного прохождения сигналов в обратном направлении при последовательном соединении нескольких Ф. я. В статическом состоянии транзистор заперт напряжением смещения. При записи сигнал, возникающий на выходной обмотке, ещё больше запирает транзистор. При считывании сигнал на выходной обмотке компенсирует действие напряжения смещения, транзистор отпирается и усиливает считанный сигнал. Ф. я. конструктивно выполняют в отдельном корпусе как самостоятельный модуль.

  Ф. я. лишены ряда недостатков, присущих ферритдиодным ячейкам , они просты, надёжны, имеют хорошие эксплуатационные характеристики, но обладают сравнительно малым быстродействием (~105 переключений в сек ). На базе Ф. я. в 60-х гг. 20 в. разработаны логические элементы для специализированных ЦВМ; Ф. я. получили применение также в устройствах автоматики (делители частоты, сдвигающие регистры и т.п.) и телемеханики. Однако технологическая сложность изготовления Ф. я. ограничила масштабы их производства; с появлением интегральных микросхем Ф. я. стали применяться редко.

  Лит.: Ионов И. П., Магнитные элементы дискретного действия, М., 1968; Тутевич В. Н., Телемеханика, М,, 1973; Бардиж В. В., Магнитные элементы цифровых вычислительных машин, 2 изд., М., 1974.

  А. В. Гусев.

Схема простейшей ферриттранзисторной ячейки: ФС — ферритовый сердечник; Т — транзистор; wз — обмотка записи; wс — обмотка считывания; wб — выходная обмотка; Есм — напряжение смещения; Еп — напряжение питания; Rк — сопротивление в цепи коллектора; Rн — нагрузка.

Ферриты

Ферри'ты, химические соединения окиси железа Fe2 O3 с окислами других металлов. У многих Ф. сочетаются высокая намагниченность и полупроводниковые или диэлектрические свойства, благодаря чему они получили широкое применение как магнитные материалы в радиотехнике, радиоэлектронике, вычислительной технике.

  В состав Ф. входят анионы кислорода O2- , образующие остов их кристаллической решётки; в промежутках между ионами кислорода располагаются катионы Fe3+ , имеющие меньший радиус, чем анионы O2-, и катионы Mek+ металлов, которые могут иметь радиусы различной величины и разные валентности k. Существующее между катионами и анионами кулоновское (электростатическое) взаимодействие приводит к формированию определённой кристаллической решётки и к определённому расположению в ней катионов. В результате упорядоченного расположения катионов Fe3+ и Mek+ Ф. обладают ферримагнетизмом и для них характерны достаточно высокие значения намагниченности и точек Кюри. Различают Ф.-шпинели, Ф.-гранаты, ортоферриты и гекса ферриты.

  Ферриты-шпинел и имеют структуру минерала шпинели с общей формулой MeFe2 O4, где Me – Ni2+ , Co2+ , Fe2+ , Mn2+, Mg2+, Li1+ , Cu2+ . Элементарная ячейка Ф.-шпинели представляет собой куб, образуемый 8 молекулами MeOFe2 O3 и состоящий из 32 анионов O2- , между которыми имеется 64 тетраэдрических (А ) и 32 октаэдрических (В ) промежутков, частично заселённых катионами Fe3+ и Me2+ (рис. 1 ). В зависимости от того, какие ионы и в каком порядке занимают промежутки А и В, различают прямые шпинели (немагнитные) и обращенные шпинели (ферримагнитные). В обращенных шпинелях половина ионов Fe3+ находится в тетраэдрических промежутках, а в октаэдрических промежутках – 2-я половина ионов Fe3+ и ионы Me2+ . При этом намагниченность MA октаэдрической подрешётки больше тетраэдрической MB , что приводит к возникновению ферримагнетизма.

  Ферриты-гранаты редкоземельных элементов R3+ (Gd3+ , Tb3+ , Dy3+ , Ho3+ , Er3+ , Sm3+ , Eu3+ ) и иттрия Y3+ имеют кубическую структуру граната с общей формулой R3 Fe5 O12 . Элементарная ячейка Ф.-гранатов содержит 8 молекул R3 Fe5 O12 ; в неё входит 96 ионов O2- , 24 иона R3+ и 40 ионов Fe3+ . В Ф.-гранатах имеется три типа промежутков, в которых размещаются катионы: большая часть ионов Fe3+ занимает тетраэдрические (d ), меньшая часть ионов Fe3+ – октаэдрические (я) и ионы R3+ – додекаэдрические места (с). Соотношение величин и направлений намагниченностей катионов, занимающих промежутки d, а, с, показано на рис. 2.

  Ортоферритами называют группу Ф. с орторомбической кристаллической структурой. Их образуют редкоземельные элементы или иттрий по общей формуле RFeO3 -. Ортоферриты изоморфны минералу перовскиту (см. Изоморфизм ). По сравнению с Ф.-гранатами они имеют небольшую намагниченность, т.к. обладают неколлинеарным антиферромагнетизмом (слабым ферромагнетизмом ) и только при очень низких температурах (порядка нескольких К и ниже) – ферримагнетизмом.

  Ферриты гексагональной структуры (гексаферриты) имеют общую формулу MeO (Fe2 O3 ), где Me – ионы Ba, Sr или Pb. Элементарная ячейка кристаллической решётки гексаферритов состоит из 38 анионов O2- , 24 катионов Fe3+ и 2 катионов Me2+ (Ba2+ , Sr2+ или Pb2+ ). Ячейка построена из двух шпинельных блоков, разделённых между собой ионами Pb2+ (Ba2+ или Sr2+ ), O2- и Fe3+ . Если окиси железа и бария спекать совместно с соответствующими количествами следующих металлов: Mn, Cr, Со, Ni, Zn, то можно получить ряд новых оксидных ферримагнетиков.

  Некоторые гексаферриты обладают высокой коэрцитивной силой и применяются для изготовления постоянных магнитов. Большинство Ф. со структурой шпинели, феррит-гранат иттрия и некоторые гексаферриты используются как магнитно-мягкие материалы .

  При введении примесей и создании нестехеометричности состава (переменности состава как по катионам, так и по кислороду) электрическое сопротивление Ф. изменяется в широких пределах. Ф. в полупроводниковой технике не применяются из-за низкой подвижности носителей тока. Синтез поликристаллических Ф. осуществляется по технологии изготовления керамики . Из смеси исходных окислов прессуют изделия нужной формы, которые подвергают затем спеканию при температурах от 900 °С до 1500 °С на воздухе или в специальных газовых средах.