тақырып Терморезисторлар. Термопарлар
– тақырып Фотодиодтар, светодиодтар. Оптрондар
жүктеу/скачать 386.59 Kb.
|
| 8.1 – тақырып Фотодиодтар, светодиодтар. Оптрондар
Фотодиодтар жарықтық сәулеленуді электрлік сигналға айналуын іске асырады. Құрылғы және құрылғының шартты белгіленуі 7.2 - суретте көрсетілген. 8.1 – сурет – Құрылғы және фотодиодтың шатты белгіленуі Жартылай өткізгіштің екі жағынан p-n-ауысуын жарықтандырған кезде зарядтың негізгі тасушыларының генерациясы пайда болады, соның нәтижесінде құрылғының n-бөлігінде кері заряд, ал, p-бөлігінде оң заряд жиналады. Р-n-ауысуының потенциалды кедергісі, электрқозғаушы күштің үлкендігі нәтижесінде кемуі - деген атқа ие. Фото – эқк p-n-ауысуын сәулелендіретін сәуле ағымына тәуелді, бірақ оның максималды маңыздылығы потенциалдардың контактты түрлілігінен аса алмайды. Фотодиодтың вольтамперлі ерекшелігінің сипаттамасы, кәдімгі диодтың ерекшелігінің сипаттамасына ұқсас, бірақ құрылғының кері тоғы оның жарықтандырылғандығына байланысты:
мұндағы: I – фотодиод тоғы; Si – құрылғының интегралды сезгіштігі; E (лк) – құрылғының жарықтылығы; I0 – фотодиодтың қара ағымды тоғы; U – фотодиодтағы кернеудің төмендеуі; φ T – электронның термиалық потенциалы. Ерекшеліктердің мысалдық көрсеткіші 8.2. суретте көрсетілген. Қалыпты жұмыс режимінде шынжырда тоқ жоқ (I=0) және кернеу құрылғының жарықтылығына байланысты:
8.2 – сурет – Фотодиодтың вольтамперлі сипаттамалары Фотодиодтың қысқа тұйықталуы кезінде (U=0) тоқ диод арқылы фототокқа тең:
Тоқ күш сымдарында сәуле ағымымен анықталады, құрылғының интегралды сезгіштігімен және күштің R кедергісіне тәуелді емес. Ток жүктеме тізбегінде жарық ағынымен анықталады, құрылғының интегралды сезгіштімен және жүктеменің R кедергісіне тәуелді емес. Фотодиодтардың басты сипаттамасы болып спектралды сипаты болып табылады, ол құрылғының тәуелді сезгіштігін білдіріп, ол λ сәулеленудің тіркелген ұзындығына қарай, η қатыстық бірліктерімен белгіленеді . Кремнийлі құрылғылардың максимум сезгіштігі толқындардың 0,6 ÷ 1 мкм ұзындығы көлемінде, германийлілердің сезгіштігі – 0,5 ÷ 1,7 мкм ( 8.3 сурет) айналасында болады. Светодиодтар сәулеленудің күші аз қайнар көзі. Диод сәулеленуі p-n-ауысуында заряд тасымалдаушыларының рекомбинациясынан, ол арқылы тоқтің тура бағытта өтуінен түзіледі. Сәулелену тек кіші диапазон жиілігінде мүмкін, оның энергиясы жартылай өткізгіштің тыйым салынған зонасының энергиясына сәйкес жағдайда болуы керек. Сәулеленудің керекті қарқындылығын алу үшін ауысу арқылы тоқтың айтарлықтай тығыздығы қажет. Осы себептен, светодиодтың ток жұмысы 5 ÷ 100 мА шамасында болады. Сәулеленудің түсі жартылай өткізгіштің материалына байланысты. Құрылғыларды дайындау үшін кремний мен галлий арсенидінің түрлі қосылыстары пайдаланылады. Әр түрлі типтегі светодиодтар 0,45 бастап 0,92 мкм дейінгі ұзындығындағы толқынның сәулелендіру диапазонын жабады. 8.3 – сурет – Фотодиодтардың спектрлі сипаттамасы Светодиодтың қарапайым әрекет коэффициенті қарапайым жағдайда 5%-дан аспайды. Жарықтану жарықтығы кең диапазонда тік токқа пропорционалды. 8.4. суретте сфетодиодтың шартты белгіленуі келтірілген. 8.4 – сурет – Светодиодтың шартты белгіленуі Светодиодтың негізгі параметрлеріне осылар жатады: – жарықтану түсі; – толқын ұзындығы λ; – жарық күші Iv; – номиналды тікелей ток Iпр; – максималды тура кернеу Uпр max. Оптрон деп корпусында сәулелену көзі, өткізгіш орта және сәлелену көзі орналасқан құрылғы айтылады. Оптронның мұндай конструкциясы сымдардың гальваникалық бөлінуін жүзеге асыруға мүмкіндік береді: кіріс электрлі сигналы жарық көзі мен жарық қабылдағыштың оптикалық байланысы арқылы шығыс электрлі сигналына айналады. Оптроны өте көп мақсатта қолданылғанымен, олар түйіспесіз кілттер ретінде қолданылады. Оптрондар интегралды микросхемалардың стандатты корпустарында дайындалады. Жарықты қабылдағыш ретінде оларда фотодиодтар, фототранзисторлар немесе фототиристорлар қолданылады. Әртүрлі оптрондардың шартты белгіленуі 8.5 – суретте көрсетілген. 8.5 – сурет – Оптрондар: а) диодты, б) транзисторлы в) тиристорлы Диодты оптрондар ең шапшаң жұмыс жасаушылары болуы мүмкін. Фотодиодтардың қара ағымды кедергісі 100÷ 1000 МОм шамасына жетуі мүмкін, ал жарықтандырылған фотодиодтар кедергісі 100÷ 1000 Ом тең. Транзисторлы оптрондар диодты оптрондардан сезгіштеу, алайда шапшаңдығы аз мөлшерде. Әдетте, олардың ауыстырып қосуының максималды жиілігі 100 кГц аспайды. Қосулы қалыпта фототранзистордағы қалдық кернеу бірнеше ондық милливльттан аспайды. Өшірілген жағдайда фототранзистор кедергісі бір мегомнан көп. Тиристорлы оптрондаркүштік құрылғылар болып табылады. Светодиод тогы 100 мА шамасында болған жағдайда олар 10 А артық токты коммутациялайды, және тиристорды 10 мкс кем уақыт аралығында қосылуын қамтамасыз етеді жүктеу/скачать 386.59 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|