Оптроны

Элементами оптрона являются рассмотренные выше оптоприборы в микроминиатюрном исполнении, помещённые в общий корпус и предназначенные для преобразования входного тока I_ВХ в выходной I_ВЫХ с полным гальваническим разделением (электрической изоляцией) входной и выходной цепи.

Светоизлучающим элементом, как правило, является светоизлучающий диод ИК (инфракрасного) - диапазона или микроминиатюрная лампочка накаливания. В качестве фотоприёмника в оптроне используют фоторезистор, фотодиод, фототранзистор, фототиристор и другие светочувствительные приборы. Основные параметры:

Кi - коэффициент передачи по току, равный отношению приращения выходного тока ∆I_ВЫ к вызвавшему его приращению входного тока ∆I_ВХ в заданных режимах: Кi = ∆I_ВЫХ / ∆I_ВХ.

У диодньх оптронов - Кi ⇒ (1е – 2 ……..1е – З ) ; у транзисторных и тиристорных - Кi ≥ (10... 100).

U_ВХ - входное напряжение (на светодиоде 1.5÷2 В ) при заданном входном токе (10÷15 мА);

R_ИЗ - сопротивление гальванической развязки, R_ИЗ ≥ 1е9 Ом;

U_{ИЗ_МАК} - максимальное напряжение изоляции между входной и выходной цепью, U_{ИЗ_МАК} ≥(100...1000 В);

С_ПР - проходная ёмкость, Сир ≤ 2е-12 Ф;

t_НР - время нарастания выходного сигнала - время включения;

t_СП - время спада выходного сигнала - время выключения.

Последние три параметра определяют быстродействие оптрона, которое зависит от типа фотоприёмника.

Наиболее быстродействующими являются фотодиодные оптроны (t_НР, t_СП ≤(10 ... 100 нс)), наиболее инерционными и низкочастотными - фоторезисторные оптроны ( (t_НР, t_СП ≤(1…100 мс) ); для транзисторных и тиристорных оптронов эти параметры составляют единицы и сотни

микросекунд.

Но каждый из перечисленных приборов обладает своими, присущими ему достоинствами, и каждый тип оптрона находит практическое применение в электронных устройствах. Фоторезисторные оптроны могут работать в качестве коммутаторов цепей переменного тока на напряжения до 250 В; в качестве управляемых резисторов для регулирования коэффициента усиления аналоговых устройств.

Транзисторные оптроны широко используются для приёма электрических сигналов из линий связи.

Тиристорные оптроны передают управляющие сигналы в цепи управления силовыми тиристорами.

Вольтамперные оптрона

Входная характеристика оптрона - зависимость тока от падения напряжения на светодиоде при прямом смещении его перехода, т.е. ВАХ светодиода I_ВХ = f (U _ВХ).

Выходная характеристика - это ВАХ фотоприёмника I_ВЫХ = f (U_ВЫХ), её снимают при трех различных значениях тока светоизлучателя оптрона. Передаточной характеристикой диодного оптрона является зависимость I_ВЫХ = f (I_ВХ); для резисторного оптрона - зависимость R = f (I_ВХ).

Исследование оптоэлектронных приборов

Литература

1. Лачин В.И., Савёлов Н.С. Электроника: Учебное пособие. — Ростов н/Д: изд - во «Феникс», 2002 (издание третье) — 572 с

.

2.Скаржепа В.А. Электроника и микросхемотехника. Киев Высшая школа, 1989.

3.Исследование оптоэлектронных приборов. Методические указания к лабораторным работам по электронным приборам. Сост: В.И.Лачин, А.К. Малина, Н.Г. Кононенко, Т.П. Кононенко Новочеркасск: НГТУ, 1998. — 27 с.

4. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1977.

5.Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т.1. М.: Мир, 1983, 1993.

6.Полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справ. М. : Радио и связь, 1990.

7.Основы промышленной электроники / Под ред. А.М. Герасимова М. : Высшая школа,1986.

8.Полупроводниковые приборы. диоды: Справ. М. : Радио и связь, 1990.

9. Оптоэлектронные приборы. Справочник. М. : Радио и связь, 1990.

56