Исследование многоканальных оптоэлектронных

Практическая 
ценность 
работы
состоит 
в 
разработке 
и 
испытаниях 
экспериментальных образцов ОЭМК. 
Реализация и внедрение результатов работы. 
Предложенные в диссертационной работе методы расчета параметров, их 
измерения и испытания ОЭМК используются в промышленности на ФГУП Научно-
исследовательский институт «Сапфир» (г.Москва), в учебном процессе и при 
выполнении 
научно-исследовательских 
работ, 
проводимых 
на 
кафедре 
«Вычислительные системы и сети» Московского государственного института 
электроники и математики (ВСиС МИЭМ). Материалы теоретических и 
экспериментальных исследований используются при изучении курса «Сети ЭВМ и 
телекоммуникации». 
Апробация результатов работы. 
Результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических 
конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов (г.Москва , 
МИЭМ,2007г.,2008г.2009г.), а также на научно-исследовательских семинарах кафедры 
«Вычислительные системы и сети» МИЭМ с 2007г. по 2009г. 
Публикации 
По теме диссертационной работы опубликованы 4 печатных работы, 1 из 
которых в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК для публикации 
результатов диссертаций. 
Структура и объем диссертации
. 
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, 
библиографического списка из 40 наименований, общий объем работы составляет 142 
страницы. 
Основное содержание работы. 
Во введении
обоснованна актуальность рассматриваемой темы и исследуемых 
проблем, сформулирована цель диссертационной работы и решаемые в ней задачи, 
приведены основные положения выносимые на защиту, публикации. Показано, что 
работа носит пионерский характер, т.к.создания рассматриваемых оптоэлектронных 
элементов основана на монолитной технологии. 
В первой главе
представлена одна из самых распространенных задач в 
радиоэлектронной аппаратуре и информационных системах, которая до последнего 
времени 
не 
могла 
быть 
решена 
средствами 
микроэлектроники, 
задача 
«бесконтактного» сбора, передачи, коммутации и преобразования информации 
(наличие бесконтактных датчиков, линий передачи, коммутаторов устройств 
запоминания и обработки информации) с электрически нейтральной связью между 
передатчиком и приемником информации. Возможность решения этих проблем на 
микроэлектронном уровне появилась только тогда, когда начали использовать в 
качестве носителя информации оптическое излучение. 
Наличие оптической связи является важным свойством прибора и устройства, так 
как оно позволяет создать информационное поле пространственно разделенных, 

---

6 
электрически несвязанных цепей источников и приемников сигналов. Это качество 
чрезвычайно важно для информационных систем, работающих в условиях 
комплексного воздействия электромагнитных помех различного рода: внутренних 
(например, при коммутации силовых агрегатов) и внешних (грозовые разряды, 
электромагнитный импульс ионизирующего излучения и т.п.). Комплексное излучение 
электромагнитных помех на микроэлектронную аппаратуру информационных систем 
может привести практически к полной потере ее работоспособности. 
Известно, что гальваническая развязка между источником информации и 
потребителем может быть осуществлена с помощью электромеханических 
коммутаторов, в которых управление механическими контактами осуществляется с 
помощью магнитного потока. Однако электромеханические коммутаторы, в частности 
реле, физически и технологически несовместимы с микросхемами. Кроме того, они не 
удовлетворяют современным требованиям по быстродействию, надежности, сроку 
службы, стойкости к климатическим и особенно механическим воздействиям, имеют 
большую массу и габариты, требуют относительно большой мощности управляющего 
сигнала. 
Ранее для решения отдельных задач конструирования аппаратуры были 
разработаны схемы бесконтактных коммутаторов. Однако до последнего времени 
нельзя было говорить о коренном решении проблемы создания твердотельных 
бесконтактных аналогов реле и других электромеханических коммутаторов. Этот факт 
косвенно подтверждается тем обстоятельством, что до настоящего времени доля 
электромеханических коммутаторов весьма значительна в общей номенклатуре 
элементов аппаратуры. 
Принципиальным недостатком ранее разработанных электронных коммутаторов 
является наличие одной общей точки в коммутируемой цепи и цепи управления. Это 
обстоятельство приводит к необходимости использования специального блока 
развязки, который в простейшем случае может быть трансформатором. Если же 
программа коммутации предусматривает необходимость замыкания ключа на 
длительный промежуток времени, например при работе цепи управления от 
потенциальных логических схем, то блок развязки представляет собой более сложную 
схему, содержащую реактивные элементы. Как известно, реактивные элементы (прежде 
всего трансформаторы) следует исключать из состава схем, подлежащих интеграции. 
До недавнего времени проблема гальванической развязки электронных 
коммутаторов аналоговых сигналов в информационных системах решалась тремя 
методами: 

Непосредственным разделением цепей управления и ключевого 
электронного элемента (с помощью блока развязки, содержащего трансформатор); 

Методом выравнивания потенциала общей точки электронного ключа, 
имеющего высокое входное сопротивление и схемы управления; 

Путем использования МДП-транзистора с заданным смещением цепи 
затвора в качестве коммутатора с двухсторонней проводимостью. 
Второй и третий методы обеспечивают по существу только возможность 
управления «подвешенным» ключом (т.е. ключом, не имеющим выходных контактов, 
подключенных к общей точке). Вместе с тем, коммутационная и управляющая цепи 
обязательно имеют одну общую точку. Таким образом, можно утверждать, что два 

---

7 
последних метода обеспечивают только квазигальваническую развязку коммутатора с 
управляющей цепью. 
За последние годы получили распространение коммутаторы аналогового сигнала 
на МДП-транзисторах с квазигальванической развязкой управляющей и 
коммутируемой цепей. Так как управление состоянием канала МДП-транзистора 
осуществляется по высокоомным цепям подложки и затвора удается реализовать схему 
без реактивных элементов.