Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 40 - Lågtemperatur-elektronik, av Jan-Rustan Törnquist
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Den kritiska strömmen Ic är ca 50 mA vid en
temperatur av 0,1 °K under den aktuella
omslagstemperaturen. Induktansen utgöres av en
blyspole med två varv och 1 cm i diameter
(0,05 ,|iH). Tidskonstanten för persistorn
bestämmes huvudsakligen av L/R och utgör 0,02
—0,04 ,jxs.
Tryckt kretsteknik är således lämplig för
framställningen av persistorer. Ett element
behöver ej ta större plats än 0,3 cm2.
Intilliggande plattor skärmas lämpligen med en
supra-ledande skiva så att ej de olika magnetfälten
i spolarna stör varandra. Ända till 10 000
element lär kunna rymmas ill.
Persistorn i sin nuvarande form har
nackdelen, att resistanselementet, som tillverkas av
tenn, måste kylas under 3,8°K för att bli
supra-ledande. För att erhålla denna temperatur
förångas flytande helium vid reducerat tryck, ca
0,5 atm, vilket innebär en något mer
komplicerad tillsatsapparatur än vid t.ex. IBM-minnet.
Supraledande hålrumsresonatorer
Inom mikrovågstekniken förmodas
lågtempera-turtekniken få betydelse då det gäller att
åstadkomma hålrumsresonatorer med extremt höga
godhetstal. Vid Bell Telephone Laboratories
ocli MIT Lincoln Laboratories utförs en del
arbeten med sådana resonatorer, tillverkade av
supraledande material. Härvid uppträder
emellertid en begränsning i det att supraledningen
upphör vid tillräckligt höga frekvenser, ca
30 000 MHz. En närmare förklaring av detta
fenomen liar ännu ej framlagts, men deri
allmänna uppfattningen är att förklaringen kan
sökas i yteffekter.
På liknande sätt som det elektriska fältets
inträngningsdjup i elektriska ledare minskar
med ökande frekvens tänker man sig
supraledningen företrädesvis ske i ett tunt ytskikt,
kanske några hundratals atomlager tjockt.
Kostnader
De tre beskrivna anordningarna befinner sig
ännu på ett tidigt utvecklingsstadium, varför
det kan vara svårt att förutspå deras framtida
livsduglighet. Likväl har stora förhoppningar
knutits till supraledande element i framtida
siffermaskiner, och på skilda håll bedrivs ett
mycket målmedvetet utvecklingsarbete.
Kostnaderna för ett supraledande system
kommer naturligtvis att vara av stor betydelse för
de supraledande elementens
konkurrensförmåga gentemot nuvarande element. Dessa
kostnader liar emellertid uppskattats som
jämförelsevis låga och som argument härför har
följande intressanta resonemang anförts.
För att hålla en kropp, t.ex. ett minnessystem
för en siffermaskin, som utvecklar P W, kyld
till en temperatur motsvarande flytande
he-liums kokpunkt fordras det enligt en av
fysikens lagar, nämligen Carnot’s teorem, att
kylsystemet tillföres en effekt av 75 P W. Detta
förutsätter ett kylsystem med 100 %
verkningsgrad. I verkligheten har vi att räkna med ca
20 % verkningsgrad, varför ett sådant kyl-
system måste tillföras minst omkring 400 P W.
För att således ett supraledande minnessystem
i jämförelse med ett icke supraledande system
skall vara ekonomiskt fördelaktigt, åtminstone
vad driftkostnaderna beträffar, fordras att det
förras effektbehov är mindre än en
fyrahundradel av det senares. Detta förhållande
anses uppfyllt av samtliga tre diskuterade
element.
Molekylförstärkare
Även om molekylförstärkare ("maser", från
"microwave amplifiers witli stiniulated
emission of radiation") ej bygger på
supralednings-fenomen kan man ändå räkna åtminstone vissa
typer av dem bland
lågtemperatur-elektroni-kens tillämpningar.
Som namnet antyder bygger
molekylförstärkaren på vissa atomfysikaliska fenomen. Från
atomfysiken vet vi att då exciterade
elektroner återgår till mindre energirika tillstånd
emitteras skillnadsenergin A E i form av
elektromagnetisk strålning med frekvensen f =
A E/h, där h är Plancks konstant. I allmänhet
kan härvid den exciterade elektronen övergå
till ett stort antal olika lägre energinivåer
varvid ett helt spektrum av frekvenser erhålles.
Frekvenser inom mikrovågsområdet erhålles
vid elektronövergångar med relativt små
energiskillnader, dvs. de tillåtna
energinivåerna ligger mycket nära varandra. Så är t.ex.
fallet i en kristallstruktur med störatomer eller
då atomen utsätts för ett yttre magnetfält, som
splittrar upp de tillåtna energinivåerna.
Vidare har man funnit system, där de
exciterade elektronerna kan existera i det
energirika tillståndet relativt lång tid och därigenom
bli känsliga för yttre utlösning av
elektronernas återfall, med tillhörande emission av
elektromagnetisk strålning. Atomfysikerna
benämner detta "lång relaxationstid". Sålunda skulle
en infallande signal av lämplig frekvens kunna
utlösa ett i förväg exciterat molekylsystem att
i proportion till den infallande signalstyrkan
och i fas med denna avge sin tidigare lagrade
energi i form av elektromagnetisk strålning av
viss frekvens. Härigenom vore en förstärkning
av den inkommande signalen möjlig liksom
även en frekvensomvandling.
Den tillgängliga uteffekten från detta system
är ganska liten. Vid radiofrekvenser rör den
sig om ca 10"®1 Ws per molekyl. För att ge
användbara uteffekter fordras sålunda en mycket
hög molekylkoncentration. Ett ämne i fast
form vore således önskvärt även om
gasformiga ämnen t.ex. ammoniakgas liar befunnits
användbara.
Ett lämpligt ämne i fast form består av en
kristall (värdkristall) med det aktiva ämnet
som en homogent fördelad förorening. Man har
funnit, att bästa resultat erhålles med en
para-magnetisk atom som förorening och utsatt för
ett yttre magnetfält, varvid en kraftig
uppspaltning av de tillåtna energinivåerna sker.
Detta ger lämpliga elektronövergångar. Då den-
TEKNISK TIDSKRIFT 1 958 1045
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
