7.4. Оптроны

Оптрон — это полупроводниковый прибор, в котором конструктивно объеденены источник и приемник излучения, имеющие между собой оптическую связь. Цепь излучателя является управляюще а цепь фотоприемника — управляемой.

Диодные оптроны (рис. 7.6,а) имеют обычно кремниевый фотодиод и инфракрасный арсенидо-галлиевый светодиод. Фотодиод может работать в фото­генераторном режиме, создавая фото-ЭДС до 0,5 — 0,8 В, или в фотодиодном режиме. Для повы­шения быстродействия применяют фотодиоды типа р — i — п.

Рис.7.6. Различные типы оптронов

Транзисторные оптроны (рис. 7.6,б) имеют обычно в качестве излуча­теля арсенидо-галлиевый светодиод, а приемника излучения — биполярный крем­ниевый фототранзистор типа п — р — п. Они работают, главным образом, в ключевом режиме.

Разновидностью транзисторных оптопар являются оптроны с полевым фото­транзистором (рис.7.6,в). Они отличаются хорошей линейностью выходной вольт-амперной характеристики в широком диапазоне напряжений и токов и поэтому используются в аналоговых схемах.

8. Элементы интегральных микросхем

Главные достоинства интегральных схем (ИС) состоят в том, что они имеют малые размеры и массу, потребляют малую мощность от источников питания, обладают высокой надежностью за счет уменьшения числа паяных соединений, высоким быстро­действием, так как при очень коротких соединительных линиях между элементами время прохождения сигналов по этим линиям уменьшается, имеют относительно низкую стоимость.

ИС имеют и некоторые недостатки. Прежде всего они являются маломощными. Соединения между микросхемами делаются по старым принципам, занимают значительный объем и снижают надежность.

Цифровые ИС характерны тем, что они работают в импульсном режиме и могут находиться в одном из двух резко различных состояний, поскольку в современ­ных ПЭВМ применяется двоичная система счисления, в которой используются только две цифры — 0 и 1. Аналоговые ИС работают в таких режимах, когда изменения токов и напряжений происходят непрерывно по тому или иному закону, например по синусоидальному. К аналоговым схемам относятся усилители, генераторы и различные преобразователи сигналов.

8.1. Пленочные и гибридные ис

Пленочные ИС имеют подложку из диэлектрика (стекло, керамика и др.). Пассивные элементы, т. е. резисторы, конденсаторы, катушки и соединения между элементами, в таких схемах выполняются в виде различных пленок, нанесенных на подложку. Активные элементы (диоды, транзисторы) не делаются пленочными, так как не удалось добиться их хорошего качества. Таким образом, пленочные ИС содержат только пассивные элементы.

Подложки представляют собой диэлектрические пластинки толщиной 0,5 — 1 мм, тщательно отшлифованные и отполированные. Для резисторов на подложку наносят резистивные пленки. На рис. 8.1 показана структура пленочных резисторов.

Рис. 8.1. Пленочный резистор

1 – резистивная пленка; 2 – вывод; 3 – подложка

Гибридная ИС, состоящая из конденсатора, транзистора и резистора, показана на рис. 8.2. Это может быть, например, часть усилительного каскада. Проводники от транзистора присоединяются к соответствующим точкам схемы чаще всего методом термокомпрессии.

Рис. 8.2. Структура и электрическая схема гибридной интегральной микросхемы