|
Fotoelektrik nurlanish detektorlari tashqi va ichki fotoeffektlardan foydalanadi. Tashqi fotoelektrik effektga ega fotosellar vakuumli va gaz bilan to'ldirilgan fotoelementlar va fotoelektrlardir. Ushbu fotoelementlarning ishlash printsipi shundan iboratki, fotokatod yuzasiga etib boradigan yorug'lik kvantlari, tashqi elektr maydon tomonidan olib boriladigan va fotosurat hosil qiladigan elektronlarni urib tushiradi.
Ichki fotoelektr effektiga ega fotosellar fotorezistorlar, fotodiodlar, fototransistorlardir. Keyinchalik, biz faqat ichki fotoelektr ta'siriga ega fotoelementlarni ko'rib chiqamiz.
Optoelektronik qurilmalardagi yorug'lik chiqaradigan diodlar fotodetektorlarga immersion vosita orqali ulanadi, uning asosiy talabi minimal yo'qotish va buzilish bilan signal uzatilishi. Optoelektronik qurilmalarda qattiq immersion vositalar - polimer organik birikmalar (optik yopishtiruvchi va laklar), xalkogenid muhiti va optik tolalar qo'llaniladi. Emitent va fotodetektor orasidagi optik kanal uzunligiga qarab, optoelektronik qurilmalarni optokupllar (kanal uzunligi 100 - 300 mikron), opto-izolatorlar (1 m gacha) va optik-tolali aloqa liniyalari - FOCL (o'nlab kilometrgacha) ga bo'lish mumkin.
Optokupllarda ishlatiladigan fotodetektorlardan spektral xususiyatlarni emitent bilan moslashtirish, yorug'lik signalini elektr signaliga o'tkazishda yo'qotishlarni minimallashtirish, yorug'lik sezgirligi, tezligi, yorug'lik sezgirligi maydoni, ishonchliligi va shovqin darajasi talab qilinadi.
Optokupllar uchun eng istiqbolli narsa - bu ichki fotoelektrik effektga ega bo'lgan fotodetektorlar, chunki fotonlar ma'lum fizik xususiyatlarga ega bo'lgan materiallar ichidagi elektronlar bilan o'zaro ta'sirlashishi ushbu materiallarning kristall panjarasi hajmida elektron o'tishiga olib keladi.
Ichki fotoelektr effekti ikki yo'l bilan namoyon bo'ladi: yorug'lik (fotorezistorlar) ta'sirida fotodetektorning qarshiligining o'zgarishi yoki ikkita material - yarimo'tkazgich-yarimo'tkazgich, metall-yarimo'tkazgich (vana fotoelementlari, fotodiodlar, fototransistorlar) orasidagi interfeysda foto-emf paydo bo'lishida.
Ichki fotoelektr effektiga ega fotodetektorlar fotodiodlarga bo'linadi (bilan p-n-tkazish, MIS tuzilishi, Shotki to'sig'i), fotorezistorlar, ichki kuchaytirgichli fotodetektorlar (fototransistorlar, kompozit fototransistorlar, fototiristorlar, maydon effektli fototransistorlar).
Fotodiodlar kremniy va germaniyga asoslangan. Kremniyning maksimal spektral sezgirligi 0,8 mkm, germaniy esa 1,8 mkm gacha. Ular teskari tarafkashlik bilan ishlaydi p-n- ularning tezligini, barqarorligini va xarakteristikalarining chiziqliligini oshirishga imkon beruvchi o'tish.
Ko'pincha fotodiodlar turli xil murakkablikdagi optoelektronik qurilmalar uchun fotodetektor sifatida ishlatiladi. p- men-n- bu erda tuzilmalar men - yuqori elektr maydonining tükenmiş hududi. Ushbu mintaqaning qalinligini o'zgartirib, tezligi va sezgirligi jihatidan tashuvchilarning sig'imi va parvoz vaqtining pastligi tufayli yaxshi xususiyatlarga ega bo'lish mumkin.
Zaryad tashuvchilarni ko'paytirish paytida fotosuratni kuchaytirishdan foydalangan ko'chki fotodiodlari sezgirlik va tezlikni oshiradi. Biroq, bu fotodiodlar harorat oralig'ida etarlicha barqaror emas va yuqori kuchlanishli quvvat manbalari talab qilinadi. Shotki to'sig'i va MIS tuzilishi bo'lgan fotodiodlar ma'lum to'lqin uzunliklarida foydalanish uchun istiqbolli hisoblanadi.
Fotorezistorlar asosan birikma (oltingugurt va selenli kadmiy) asosidagi polikristalli yarimo'tkazgichli plyonkalardan tayyorlanadi. Fotorezistorlarning maksimal spektral sezgirligi 0,5 - 0,7 mikron. Fotoresistorlar odatda kam yorug'lik sharoitida qo'llaniladi; sezgirlik jihatidan ular fotoelektrik naychalari - tashqi fotoelektrik effektga ega qurilmalar bilan taqqoslanadi, ammo ular past kuchlanishli elektr ta'minotini talab qiladi. Fotorezistorlarning kamchiliklari past tezlik va yuqori shovqin darajasidir.
Eng keng tarqalgan ichki kuchaytirilgan fotodetektorlar fototransistorlar va fototiristorlardir. Fototransistorlar fotodiodlarga qaraganda sezgirroq, ammo tezroq. Fotodetektorning sezgirligini yanada oshirish uchun foto va kuchaytiruvchi tranzistorlarning kombinatsiyasi bo'lgan kompozit fototransistor ishlatiladi, ammo u past tezlikka ega.
Fotodetektor sifatida optokupllarda siz fototiristordan foydalanishingiz mumkin (uchta yarimo'tkazgichli qurilma p- n- yuqori sezuvchanlik va chiqish signali darajasiga ega, ammo tezligi etarli bo'lmagan o'tish, yoritish ostida almashtirish).
Optokupler turlarining xilma-xilligi asosan fotodetektorlarning xususiyatlari va xususiyatlari bilan belgilanadi. Optokupllarning asosiy qo'llanilishlaridan biri bu raqamli va analog signallarni uzatuvchi va qabul qiluvchilarni samarali galvanik izolyatsiyasi. Bunday holda, optokupl signal konvertori yoki kalit sifatida ishlatilishi mumkin. Optokupl qabul qilinadigan kirish signali (boshqaruv oqimi), oqim o'tkazuvchanlik koeffitsienti, javob tezligi (almashtirish vaqti) va yuk hajmi bilan tavsiflanadi. Fotodetektorlarga fotodiodlar, fototransistorlar, fototiristorlar va boshqa moslamalar kiradi.
Shunday qilib, boshqariladigan yarimo'tkazgichli qurilmalar (tranzistor va tirnstor) nazorat qilish signali sifatida mahsulot nurlanishidan foydalanishi mumkin.
Fototransistorni fotodetektor sifatida ishlatib, tok kuchini olish mumkin. Optokupllarning umumiy kamchiligi bu chiqish signalining kirish signaliga bog'liqligining chiziqli emasligi, optokupllar xususiyatlarining chiziqli bo'lmaganligi sababli.
Axborotni emitentdan fotodetektorga uzatish yorug'lik qo'llanmalari yordamida amalga oshirilishi mumkin: aks ettiruvchi qobiq va organik yoki noorganik shishadan yasalgan yadrodan iborat egiluvchan shlanglar. Axborotning optik tolalar orqali uzatilishi elektromagnit parazitlardan to'liq immunitetni ta'minlaydi.
Optoelektronik qurilmalar tobora ko'proq ma'lumot va quvvat elektronikasida, ma'lumotlarni uzatish va namoyish qilish uchun turli xil qurilmalarda ko'proq foydalanilmoqda.
Ishlatiladigan optik nurlanish manbalari optoelektronika, umuman aytganda, juda xilma-xildir. Biroq, ularning aksariyati (subminiature akkor va gaz deşarj lampalar, chang va plyonkali elektroluminesans emitentlari, katodli lyuminofor vakuum va boshqa ko'plab turlari) zamonaviy talablarning to'liq to'plamiga javob bermaydi va faqat alohida qurilmalarda, asosan indikator qurilmalarida va qisman optokupllarda qo'llaniladi.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
