|
| |
|
Слаботочка Книги 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Принципиально новые функциональные возможности «открывает создание оптопары на фотомагнитодноде (рис. 2.3,е) [16]. Выходной ток прибора зависит не только от входного тока /вх и выходного напряжения f/обрвых, но и от индукции мэгнитного поля в, воздей-Ствующего на оптопару. Характерно, что воздействия на каждый из параметров электрически не связаны друг с другом; прибор представляет значительный инте-•рес для устройств автоматического регулирования, управления и контроля. Полезную разновидность диодной оптопары представляет прибор с двумя излучателями, работающими на один фотодиод и включенными так, как показано на ;рис. 2.3,(5 [17]. Достоинство прибора-возможность его питания по входной цепи от источника переменного тока. В заключение еще раз подчеркнем, что диодные Оптопары, несмотря на видимую простоту, характеризуются исключительным разнообразием, широтой функ-.диональных возможностей, хорошим сочетанием опреде-.ляющих электрических параметров. / 2.3. ТРАНЗИСТОРНЫЕ И ТИРИСТОРНЫЕ ОПТОПАРЫ Транзисторные оптопары (рис. 2.8,а) рядом своих-! «свойств выгодно отличаются от других видов от\ронов. Это прежде всего схемотехническая гибкость, проявляющаяся в том, что коллекторным током можно управлять как по цепи светодиода (оптически), так и по базовой цепи (электрически), а также в том, что выходная цепь может; работать и в линейном и I в ключевом режиме. Me- * ханизм внутреннего усиления обеспечивает получение больших значений коэффициента передачи тока Ki, так что Рис. 2.8. Транзисторные, тиристорные и резисторннб оптопары  последующие усилительные каскады не всегда необходимы. Важно, что при это.м инерционность оптопары не очень велика и для многих случаев вполне допустима. Выходные токи фототранзисторов значительно выше, чем, например, у фотодиодов, что делает их пригодными для коммутации широкого круга электрических цепей. Наконец, следует отметить, что все это достига- ется при относительной технологической простоте транзисторных оптопар.: Сравнительный анализ параметров--типичных отечественных приборов этого класса (табл. 2.6) позволяет сделать несколько достаточно общих выводов -диодно-транзисторные (ДТ) оптопары (рис. 2.8,в),.. транзисторные (Т) и оптопары с составным фототранзистором (т2) (рис. 2.8,6) по совокупности определяющих параметров существенно отличаются друг от друга; - наибольшим быстродействием (в субмикросекунд-ном диапазоне) обладают ДТ-оптопары, наименьшим вплоть до 100 мкс) -Т-оптопары; - наилучшими передаточными характеристиками {Ki вплоть до 1000%) обладают Т-оптопары; - наивысшие значения коммутируемых токов и напряжений также имеют Р-оптопары.  Рис. 2.9. Типичные зависимости коэффициента передачи тока транзисторных оптопар от входного тока в активном режиме {а} и в режиме насыщения (б) t ДТ, Т, т2 соответствеино оптопары КОЛ201, AOT123 и АОТ110 *> Эти выводы справедливы и для транзисторных оптопар, изготавливаемых в других странах. 6* 8$ <s «3
 Заметим, что последнее отличие оптопар с составным фототранзистором обусловлено не причинами физико-технологического свойства, а соответствующей направленностью разработок этих приборов. /Зависимости коэффициента передачи от входного тока в активном режиме работы транзистора (рис. 2.9,а) не обнаруживают заметного участка с /C/=const (в противоположность диодным оптопарам), что объясняется непостоянством усилительных свойств транзистора (зависимость Бет от /б). При измерении Ki в режиме насыщения (рис. 2.9,6) «плато» имеется. Характерно, что "• раздельная оптимизация фотодиодной и транзисторной областей ДТ-оптопары позволяет создать приборы, наилучшим образом работающие в микрорежиме (см. н рис. 2.9,а значения Кг для различных групп оптопар при /вх0,5 ... 1 мА). Зависимости временных параметров от входного тока (рис. 2.10,а) носят тот же xapaiep, что и у диодных оптопар; подтверждается общая для всех огГгшар со светодиодом рсобенность - резкое возрастание величины ?зд вкл при аереходе к микрорежимам. При повышении температуры инерционность транзисторных оптопар растет; особенно заметно это в некоторых параметрах, определяющих срез импульса (рис. 2.10,6). / Своеобразную разновидность транзисторных оптопар Представляют собой приборы с полевым фототранзисто-Ром (рис. 2.8,г) [22-24]. Воздействие светодиода ведет к-расширению канала и тем самым к уменьшению сопротивления исток - сток. Отличительная особенность прибора- линейность и симметричность выходной вольт-амперной характеристики в широком диапазоне
30 е,с Рис..Ю. Зависимости временных параметров диодно-транзисторных оптопар типа АОД125 от входного тока (а) и от температуры (б)  Рис. 2.11. Зависимость величины нелинейных искажений от амплитуды сигнала, передаваемого через оптопару с полевым фототраизи-стором [23] напряжений и токов, за исключением «нулевой»; области (несколько де-: сятков милливольт). Это! обеспечивает малые нели- нейные искажения при использовании оптопары аналоговы.х цепях (рис. 2.11)./ Диапазон регулировки сопротивления сток -исток может быть! широким: для оптопар,! описанных в [23], он со-1 ставляет от 1 до 0,1 кОй! при изменении входного-..! тока от 3 до 15 мА. Функционально оптопара с по- певым фототранзистором" представляет собой быст-j родействующий (инерционность в микросекундном диапазоне) потенциометр с немеханическим управлением. Тиристорные оптопары (рис. 2.8,(5 и табл. 2.7) наиболее перспективны для коммутации сильноточных высоковольтных цепей: по сочетанию мощности, коммутируемой в нагрузке, и быстродействию они явно предпочтительнее Т-оптопар [25]. Оптопары типа АОУ103 [26] предназначены для использования в качестве бесконтактных ключевых элементов в различных радиоэлектронных схемах: в т(епях управления, усилителях мощности, формирователях импульсов и т. п. Приборы подразделяются на группы в зависимости от гарантируемого значения коммутируемого напряжения и тока (табл. 2.7). Тиристорные оптопары типов ТО-6,3, ТО-10 и серии ТО-2 (от ТО2-10 до ТО2-320) предназначены длЯ-рабо- ты в электротехнических силовых цепях постоянного и переменного тока частотой до 500 Гц [27]. Приборы типов ТО-6,3, ТО-10 выполнены в таблеточном пластмассовом корпусе, а серия ТО-2 -в стандартном металлостеклянном. Во всех этих оптронах в качестве,., излучателя используется светодиод типа АЛ 107 с относительно невысоким значением допустимого прямого тока; поэтому основной режим работы этих оптопар (по входной цепи)-импульсный. Силовые тиристорные Тиристорные оптопары Параметр Типы оптронов вых пр max напряжение на выходе Максимально допустимый выходной ток /вьк max Максимально допустимое прямое напряжение на выходе U, В Остаточное Уост, в Входное напряжение f/вх. В Максимально допустимый входной тОК вхтах Номинальный ток спрямления по входу епрвх мА Время ржлючення t, мкс Время выключения выкл. мкс Максимально допустимое иапряжеиие между входом и выходом f/развтах гальванической Сопротивление -вязки R, разв! В раз- Проходная емкость Сразв, пФ Максимально допустимый входной ток ™"ехи мА Максимально допустимая скорость нарастания выходного напряжения . в/с
Примечание. Ниже приведены параметры, характерные для огдельныж групп оптопар типа АОЮЗ
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||