21 Оптопары.

Оптопарой называется оптоэлектронный полупроводниковый прибор, содержащий источник и приёмник оптического излучения, которые оптически и конструктивно связаны между собой. Для оптопары как входным, так и выходным параметром является электрический сигнал. Особенностью оптопар (оптронов) является отсутствие гальванической связи между входными и выходными цепями.

Рис.63. Условное обозначение оптопар: резистивная (а), диодная (б), транзисторная(в), тиристорная (г)

Резистивная оптопара. В резистивной оптопаре в качестве фотоприёмного элемента используется фоторезистор. Фоторезистор и фотоизлучатель объединен внутри корпуса оптопары оптически прозрачной средой с большим сопротивлением изоляции. Резистивные оптопары применяются преимущественно для бесконтактной коммуникации, для модуляции, в делителях напряжения

Диодные оптопары.

В диодной оптопаре в качестве фотоприёмного элемента использован фотодиод на основе кремния. Диодные оптопары могут работать как в фотогенераторном, так и фотодиодном режиме. Значение обратного фототока практически линейно возрастает с увеличением силы света излучаемого диода.

Диодные оптопары имеют высокое быстродействие, малые темповые токи в выходной цепи и высокое сопротивление гальванической развязки. Они широко применяются в аппаратуре передачи данных, в схемах электронного трансформатора, для гальванической развязки блоков и т.д.

Транзисторные оптопары.

Транзисторная оптопара выполняется с фотоприёмным элементом на основе фототранзистора. В ряде случаев применяется составной фототранзистор, например: АОТ110А.

Транзисторные оптопары находят преимущественное применение в аналоговых и ключевых коммутаторах сигналов, схемах согласования, гальванической развязки в линиях связи, оптоэлектронных реле. Высокое входное сопротивление и малая ёмкость оптопары позволяют обеспечить высокую помехоустойчивость аппаратуры.

Тиристорные оптопары.

В тиристорных оптопарах в качестве приёмного элемента используется кремниевый фототиристор. Фототиристор так же, как и фототранзистор, обладает большим внутренним усилением фототока.

Тиристорные оптопары наиболее целесообразно использовать для гальванической развязки логических цепей управления от высоковольтных цепей большой мощности, для управления мощными тиристорами, для устройства защиты вторичных источников питания.

Оптопары с открытым оптическим каналом.

Отличительным признаком оптопар с открытым оптическим каналом является возможность управления из вне количеством излучения, попадающим от излучателя к фотоприёмнику оптопары. Излучателями, так же как и в других оптопарах, служат ИК-диоды, а фотоприёмники выполняются на основе фоторезисторов или кремниевых фотодиодов.

22 Акустоэлектронные приборы, магнитоэлектронные приборы, криоэлектронные приборы

Работа акустоэлектронных приборов основана на возбуждении, распространении и приеме акустических волн в твердых телах. Использование в таких приборах акустических волн, распространяющихся по поверхности твердого тела, так называемых поверхностных акустических волн (ПАВ), предпочтительнее, чем волн, которые распространяются в объеме твердого тела.

Акустоэлектронные приборы используются в виде фильтров, линии задержки, усилителей и запоминающих устройств. Линии задержки на ПАВ характеризуются диапазоном рабочих частот от десятка до тысяч мегагерц, временем задержки от наносекунд до десятков микросекунд и относительно небольшими потерями.

Магнитоэлектронные приборы

В магнитоэлектронных приборах используются электромагнитные процессы на доменном уровне. Они обладают высокой степенью интеграции, обеспечивают большую плотность записи информации, имеют повышенную надежность и стабильность.

Среди магнитных материалов наиболее перспективны ферромагнетики, которые в результате сильного электростатического магнитного взаимодействия между электронами соседних атомов разбиваются на большое количество областей самопроизвольной намагничиваемости (домены).

Соседние домены разделяются переходными слоями, процесс перемагничивания ферромагнетиков во внешнем магнитном поле происходит вращением доменов.

Криоэлектронные приборы

Работа криоэлектронных приборов основана на явлении сверхпроводимости, когда скачкообразно уменьшается сопротивление ряда металлов и сплавов при охлаждении их до температур, близких к абсолютному нулю. Сверхпроводимость наступает если охладить образец до температуры, меньше критической. При этом сопротивление образца будет в 10¹² раз меньше, чем при температуре больше критической. Известно около 30 элементов и большое число сплавов и соединений, которые могут служить сверхпроводниками.

Э лементарным прибором, использующим свойства сверхпроводимости является криотрон, который состоит из вентиля, изготовленного из сверхпроводника, и обмотки для создания внешнего магнитного поля.

Если через обмотку пропустить требуемый ток, то на поверхности вентиля появляется магнитное поле.

На основе криотрона можно изготовить различные электронные устройства: дешифраторы, сумматоры, запоминающие устройства и др.