Fotoelektronik qurilmalar

Fotodiod samaradorligi va quvvatni hisoblash

Samaradorlik quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

bu erda R os - yorug'lik kuchi; I - joriy kuch;

U - fotodioddagi kuchlanish.

Fotodiod quvvatini hisoblash shakl. 2.12 va 2.1-jadval.

Shakl: 2.12. Fotodiod quvvatining kuchlanish va oqimga bog'liqligi

Fotodiodning maksimal quvvati berilgan to'rtburchakning maksimal maydoniga to'g'ri keladi.

2.1-jadval. Quvvat samaradorlikka nisbatan

Yoritish quvvati, mVt	Joriy kuch, mA	Kuchlanish, V	Samaradorlik,%

Fotodiodni oltoelektronikada qo'llash

Fotodiod ko'plab murakkab optoelektronik qurilmalarda ajralmas element hisoblanadi:

Optoelektronik integral mikrosxemalar.

Fotodiod tezkor bo'lishi mumkin, ammo uning fototok kuchi birlikdan oshmaydi. Optik aloqa mavjudligi sababli, optoelektronik integral mikrosxemalar bir qator muhim afzalliklarga ega, ya'ni: ular orasidagi kuchli funktsional aloqani saqlab, elektr zanjirlaridan boshqarish sxemalarini deyarli ideal galvanik izolyatsiyasi.

Ko'p elementli fotodetektorlar.

Ushbu qurilmalar (skanistor, MOS tranzistorli boshqaruvi bilan fotodiodlar majmuasi, zaryad bilan bog'langan fotosensitiv qurilmalar va boshqalar) eng tez rivojlanayotgan va progressiv elektron mahsulotlar qatoriga kiradi. Fotodiodga asoslangan optoelektrik "ko'z" nafaqat yorqinlik-vaqtinchalik, balki ob'ektning fazoviy xususiyatlariga ham javob berishga qodir, ya'ni uning to'liq ingl.

Qurilmadagi fotosensitiv hujayralar soni juda ko'p, shuning uchun diskret fotodetektorning barcha muammolaridan tashqari (sezgirlik, tezlik, spektral mintaqa) ma'lumotni o'qish muammosini hal qilish kerak. Barcha ko'p elementli fotodetektorlar - bu skanerlash tizimlari, ya'ni izlanayotgan makonni ketma-ket ko'rish (elementar parchalanish) bilan tahlil qilishga imkon beruvchi qurilmalar.

Tasvirlarni idrok etish qanday?

Kuzatuv ob'ektining yorqinligini taqsimlash optik tasvirga aylantiriladi va yorug'likka sezgir yuzaga qaratiladi. Bu erda yorug'lik energiyasi elektr energiyasiga aylanadi va har bir elementning (oqim, zaryad, kuchlanish) reaktsiyasi uning yoritilishiga mutanosibdir. Yorqinlik namunasi elektr relefiga aylanadi. Skanerlash davri har bir elementning davriy ketma-ket so'rovini o'tkazadi va tarkibidagi ma'lumotlarni o'qiydi. Keyin, qurilmaning chiqishida biz qabul qilingan tasvir kodlangan video impulslar ketma-ketligini olamiz.

Ko'p elementli fotodetektorlarni yaratishda ularning konversion va skanerlash funktsiyalarining eng yaxshi ishlashini ta'minlashga intilish. Optokupller.

Optoelektronik moslama optoelektronik moslama deb ataladi, unda ular orasida bir yoki boshqa turdagi optik bog'lanish bilan nurlanish manbai va qabul qiluvchisi mavjud bo'lib, ular tizimli ravishda birlashtirilgan va bitta korpusga joylashtirilgan. Emitent ulangan boshqaruv zanjiri (oqim kuchi kichik, bir necha mA darajadagi) va fotodetektor ishlaydigan ijro etuvchi zanjir o'rtasida elektr (galvanik) bog'liqlik mavjud emas va nazorat ma'lumotlari nurlanish nurlari yordamida uzatiladi.

Optoelektronik juftlikning bu xususiyati (va ba'zi bir optokupllarning bir nechta optik jihatdan bir-biriga bog'liq bo'lmagan optokupllari ham mavjud) elektron tugunlarda ajralmas bo'lib chiqdi, bu erda chiqadigan elektr zanjirlarining kirishiga ta'sirini iloji boricha yo'q qilish kerak edi. Barcha diskret elementlar (tranzistorlar, tiristorlar, mikrosxemalar, bu kommutatsiya majmuasi yoki yuqori quvvat yukini almashtirishga imkon beradigan chiqishi bilan mikrosxemalar), boshqarish va ijro etuvchi zanjirlar bir-biriga elektr bilan bog'langan. Agar yuqori voltajli yuk o'zgartirilsa, bu ko'pincha qabul qilinishi mumkin emas. Bundan tashqari, natijada yuzaga keladigan teskari aloqa muqarrar ravishda qo'shimcha shovqinlarni keltirib chiqaradi.

Strukturaviy ravishda, fotodetektor korpusning pastki qismida, emitent esa yuqori qismida o'rnatiladi. Emitent va fotodetektor orasidagi bo'shliq immersion material bilan to'ldiriladi - ko'pincha bu rolni polimer optik elim o'ynaydi. Ushbu material nurlanishni fotodetektorning sezgir qatlamiga qaratadigan ob'ektiv vazifasini bajaradi. Immersion material nurlanishni fotodetektorning ish maydoni tashqarisiga tarqalishini oldini olish uchun ichkariga yorug'lik nurlarini aks ettiruvchi maxsus plyonka bilan yopiladi.

Optokupllarda emitentlarning roli, qoida tariqasida, galyum arsenidli LEDlar tomonidan amalga oshiriladi. Optokupllarda fotosensitiv elementlar fotodiodlar (AOD seriyasining optokupllari ...), fototransistorlar, fototrinistorlar (AOU seriyasining optokupllari., ..) va juda integral mikrosxemalar bo'lishi mumkin. Masalan, diod optokuplda kremniyga asoslangan fotodiod fotodetektor elementi sifatida ishlatiladi va infraqizil nurlantiruvchi diod emitent bo'lib xizmat qiladi. Diyot nurlanishining spektral xarakteristikasining maksimal miqdori taxminan 1 mm to'lqin uzunligiga to'g'ri keladi. Diyot optokupllari fotodiod va fotogenerator rejimlarida qo'llaniladi.

Transistorli optokupllar (AOT seriyasi ...) diodalarga nisbatan bir qancha afzalliklarga ega. Bipolyar tranzistorning kollektor oqimi ham optik (LED ustida harakat qilish orqali), ham elektr energiyasi bilan tayanch zanjir bo'ylab boshqariladi (bu holda fototransistorning ishi optokuplning boshqarish LEDidan nurlanish bo'lmaganida oddiy silikon tranzistorning ishidan deyarli farq qilmaydi). Dala effektli tranzistor eshik zanjiri orqali boshqariladi.

Bundan tashqari, fototransistor kalit va kuchaytiruvchi rejimlarda, fotodiod esa faqat kalitda ishlashi mumkin. Kompozit tranzistorli Optokupller (masalan, AOT1YUB), eng yuqori yutuqga ega (kompozit tranzistorda an'anaviy tugun kabi), ular kuchlanish va oqimni etarlicha katta qiymatlarga o'tkaza oladilar va ushbu parametrlarga ko'ra, faqat tiristor optokupllari va optoelektronik o'rni KR293KP2 - KR293P turlaridan kam. yuqori voltli va yuqori oqim davrlarini almashtirish uchun moslangan. Bugungi kunda chakana savdoda K449 va K294 seriyasining yangi optoelektronik o'rni paydo bo'ldi. K449 seriyali 150 mA gacha bo'lgan oqimlarda 400 V gacha bo'lgan kuchlanishni almashtirishga imkon beradi. To'rt pinli ixcham DIP-4 paketidagi bunday mikrosxemalar kam quvvatli elektromagnit o'rni o'rnini bosadi va o'rni bilan solishtirganda juda ko'p afzalliklarga ega (jim ishlash, ishonchlilik, chidamlilik, mexanik kontaktlarning kamligi, ish kuchlanishining keng diapazoni). Bundan tashqari, ularning arzon narxlari qimmatbaho metallardan foydalanishga hojat yo'qligi bilan bog'liq (o'rni, ular kommutatsiya kontaktlarini qoplaydi).

Rezistorli optokupllarda (masalan, OEP-1) i-emitrlar elektr energiyali mini-akkor lampalar bo'lib, ular bitta korpusga joylashtirilgan.

GOSTga ko'ra, optokupllarning grafik belgilariga shartli kod - lotincha U harfi, so'ngra devordagi qurilmaning seriya raqami beriladi.

Kitobning 3-bobida optokupllardan foydalanishni aks ettiruvchi qurilmalar va qurilmalar tasvirlangan.