Главная | Обратная связь

Основні типи оптронів

Резисторні оптопари. У резисторних оптопарах в якості фотоприймача використовують фоторезистори на основі CdS i CdSe. При освітлені фоторезисторів їх опір зменшується від R_т (темнового) до R_св (світлового). Одним з основних параметрів резисторних оптопар є відношення цих опорів; значення R_т/ R_св зростає 10⁴–10⁷.

Як уже зазначалось у §3 фоторезистори характеризуються великою інерційністю. Саме з цієї причини у фоторезисторних оптопарах в якості джерел випромінювання широко використовують мініатюрні лампи розжарювання, до переваг яких слід віднести добру відтворюваність параметрів, великий термін роботи, малу вартість. Невелика швидкодія (час перемикання – порядку 1×10^–2 с) ламп розжарювання у оптопарах цього типу не є їх недоліком, оскільки загальний час перемикання (до 10^–1 с) визначається фотоприймачем. Крім ламп розжарювання у резисторних оптопарах використовують світло діоди, виготовлені на базі GaP, спектр випромінювання яких добре узгоджується з спектрами фотопровідності CdS- i CdSe-фотоприймачів.

Деякі характеристики резисторних оптопар приведені на рис. 4. Збільшення струму І₁ на вході оптопари супроводжується збільшенням світлового потоку випромінювача, у результаті чого R_св зменшується (рис. 4, а). Збільшення температури Т приводить до зменшення рухливості вільних носіїв заряду у фоторезисторі, збільшення R_св, і, як наслідок, до спаду І₂ при тій же напрузі U₂ на виході (рис. 4, б). Із зростанням Т не тільки відбувається збільшення R_св, але зменшується і R_т (зростає концентрація власних носіїв заряду у зоні провідності напівпровідника). При цьому відношення R_т/ R_св дуже сильно спадає (при 70^° С воно може складати ~ 1×10²), що робить резисторну оптопару практично непридатною для використання при високих температурах.

Інерційність резисторних оптопар проявляється на їх частотних характеристиках, що ілюструє рис. 4, в, де по осі Y відкладений коефіцієнт передачі по струму.

Позитивними якостями резисторних оптопар, які визначають їх широке використання у різних типах оптоелектронних схем, є лінійність та симетричність вихідної характеристики (незалежність від полярності включення фоторезистора), відсутність фото-ЕРС, великі значення напруги на виході (до 250В) і темнового опору (R_т = 10⁶–10¹¹Ом).

Діодні оптопари

Типовим представником цього класу є оптопари, які складаються з випромінювача, створеного на основі GaAs, і кремнієвого p- i n- фотодіода, які зв’язані між собою кремнійорганічним середовищем.

Діодні оптопари мають найбільшу передаточну характеристику серед інших типів оптопар і широко використовуються для передачі аналогового сигналу.

Широкий діапазон робочих частот, малий рівень власних шумів, слаба температурна залежність параметрів – це також переваги діодних оптопар з точки зору їх використання у аналогових пристроях.

Особливим випадком експлуатації слід вважати роботу діодних оптопар у фотогальванічному режимі (рис. 5).

Основною вимогою до таких оптопар-джерелом енергії з електричною ізоляцією – є високий ККД:

, (1)

де Р_вих – максимальна потужність, яку може віддати фотоприймач у навантаження.

Для оптопар, які експлуатуються у винтельному режимі, характерним є велике значення К_І ³ 3 ¸ 4%.