ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПТРОНА
Рассмотрим динамическую модель диодной оптопары: во-первых, диодная оптопара содержит два оптоэлектронных прибора — излучающий диод и фотоприемник (фотодиод), соответственно модель оптопары состоит из моделей компонентов; во-вторых, диодная оптопара в классе оптоэлектронных приборов обладает наилучшими параметрами изоляции и быстродействием, что определило ее широкое применение. Динамическая модель излучающего диода, изображенная на рис. 7а, состоит из источника тока Iд, динамического сопротивления диода rдин (определяется сопротивлениями базы диода, омических контактов и выводов), сопротивления утечки и емкости диода Сд. Зависимость тока IД от управляющего напряжения U для излучающего диода обычно описывается выражением, соответствующим кусочно-линейной аппроксимации ВАХ диода, показанной на рис. 7б. Участок ВАХ диода для напряжений 0 <U<U0необходимо учитывать в излучающем диоде из-за сильного влияния Рис. 7 Динамическая модель диоднойоптопары (а) и аппроксимация ВАХ излучающего диода барьерной емкости диода Сбар1. При этих значениях напряжения U иногда для снижения влияния Сбар1 вводят постоянное прямое напряжение смещения (см. рис. 7.7б). В качестве динамической модели излучающего диода обычно используют модель Эберса-Молла или зарядоуправляемую модель. Для модели Эберса-Молла имеем согласно схеме замещения (рис. 7.7а) ; ( 2)
; ( 3)
; (4)
; (5) где =0,026 В (при Т= С); =0,7…0,75 В. Параметры модели ,m, можно определить из условия аппроксимации статической ВАХ излучающего диода по выражению: ; (6) где j-номер экспериментальной точки; j=1,2,3…….N; N-число экспериментальных точек; соответствующие j-й- экспериментальной точке ВАХ диода значения тока и напряжение диода. Вычисления проводят, например, методом наименьших квадратов. Модель фотоприемника для фотодиодного режима работы состоит из источника фототока , источника тока р-n-перехода, управляемого напряжением, и барьерной емкости фотодиода СБ2.Следует подчеркнуть, что быстродействие оптопары заметно ограничивается барьерными емкостями СБ1, СБ2. Даже у малоинерционных излучающих диодов СБ1 = 50...200 пФ; значения емкости фотодиода СБ2 существенно меньше (1... 10 пФ), однако она заряжается малым током Iф и ее влияние на скорость переключения оптопары также оказывается значительным. Параметры электрической изоляции оптопары описываются проходной емкостью Спр и сопротивлением изоляции rиз. Очень большую роль в динамике работы оптопар играет емкость Спр. Емкостный ток в цепи изоляции оптопары зависит от скорости изменения напряжения как на входе оптопары, так и на выходе, т. е. возможна электрическая обратная связь через проходную емкость и соответственно ложное переключение или самовозбуждение устройства. Рис. 8 Рисунок волстрона Разновидностью оптронов является волстрон, изображенный на рис.8.Это прибор, содержащий излучатель и фотоприемник, между которыми располагается волоконный световод (длина которого может составлять десятки и сотни метров), представляющий единую конструкцию. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|