|
| |
|
Слаботочка Книги (рис. 2.26) [50]. Соеднннтельнай среда представляет собой плоский диэлектрический волновод, в котором при П\>П2 для части светового потока выполняется условие полного внутреннего отражения. Этот световой поток попадает на фотоприемник и определяет Ki оптрона. При изменении величины Пг условие полного внутреннего отражение для части лучей перестает выполняться и Ki уменьшается Ситуация в канале связи полностью подобна той, которая имеет место в диэлектрических волноводах устрейств интегральной оптики (см., например, [51]). Преимущества такого управляемого канала по сравнению с управляемыми каналами других видов следующие: - широкие возмолсности выбора средств воздействия на коэффициент щ (электрическое, оптическое, магнитное, биологическое); - совместимость (конструктивно-технологическая и по уровням управляющих сигналов) с излучателями и фотоприемниками; - высокая скорость модуляции; - возможность использования для изготовления канала чистых стекол, обеспечивающих малые потери пропускания. На основе оптрона с управляемым оптическим каналом может быть построена большая группа датчиков, в частности преобразователей механических воздействий в электрические, таких, как клавиша, датчик уровня жидкости, датчик давления, перемещения, микрофон, акселерометр и т. п. [50]. Описанными здесь образцами не исчерпываются виды приборов оптронного типа, отличные от традиционных оптопар и оптоэлектронных интегральных микросхем. Следует хотя бы упомянуть регенеративные оптроны [52], оптронные устройства с оптическим уходом и выходом - преобразователи и усилители световых сигналов и образов [53], оптроны-индикаторы [54]. Круг подобных приборов непрерывно расширяется. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Нв*вв Ю. Р. Оптроны для микроэлектронной аппамтуры.- Микроэлектронжа и полупроводниковые приборы/ )Тод ред. А А. Васенком и Я. А. Федотова. - М.: Сов. радио, 1977, вып. 2, с. 138-153. 22, 23. 8767 2. Горохов 6. А. Функциональная классификация и схемотехника интегральных оптоэлектронных коммутаторов. - Полупроводниковая э.]ектроника и технике сиязн/ Под ред. И. Ф. Николаев-. СКОРО.- М: Связь, 1977, вып. 18, с. 185-208. 3. Носов Ю. Р. Оптоэлектроника. - А1.: Сов. радио, 1977.-232 с. 4. ГОСТ 11630-70. Приборы полупроводниковые для устройств широкого применения. Общие технимеские условия. 5. ГОСТ 18725-73. Микросхемы интегральные для устройств шк-poKoi-o применения. 6. Носов Ю. Р. Оптроны. - Зарубежная радиоэлектроника, 1974, As 9, с. 22-60. 7. Носов Ю. Р. и др. Быстродействующие диодные оптроиы типа АОД 101А ... Д. - Приборы и системы управления, 1977, № 12, с. 29. 3. Носов Ю. Р. и др. Многоканальные оптроны типа АОД109А- И. - Приборы и системы управления, 1974, № 12, с. 37. ). Носов Ю. Р. Новые типы оптоэлектронных приборов. - Приборы Н системы управления, 1979, № 12, с. 22. ). Schairer W., Berchtold К., Huber D. А novel avalanche opto-isolator. -Opt. and Quant. Electron., 1979, v. 8, № 5, p. 465-467 1. Носов Ю. P. Оптоэлектвонные приборы для аппаратуры связи. - Электросвязь, 1980,№ 8, с. 47-49. I. Иванов Н. А. Оценка влияния светового потока на барьерную емкость -фотодиода. - Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника, 1969, № 5, с. 127-128, \. Forrest М. Bidirectional optoisolator puts two LEDs nose to nose. - Electronics, 1979, May 10, p. 127, \. Адирович Э. И., Мастов Э. М., Мирзамахмудов Т. и др. Аномально большие фотоэлектрический и фотомагнитный эффекты в полупроводниковых пленках. - В кн.: Фотоэлектрические явления в полупроводниках и оптоэлектроника/ Под ред. Э. И. Адировича. - Тапгкент: ФАН, 1972, с. 143-227. I. Гечиянц А. М., Маслов В. И., Шик А. Я., Шмарцев Ю. В. Искусственные афн-структуры. - ФТП, 1980, вып. 5, с. 984-986. . Кавлашвили Н. В. Некоторые возможности применения оптрона на фотомагнитодиоде. - Оптико-электроииые приборы в системах контроля и управления, 1978, с 114-119. . Opto-isolator accepts bidirectional inputs. - Electronic products magazine, 1976, v. 18, № 12, p. 136. , Носов Ю. P. Оптроны для радиоаппаратуры. - Радиотехника, 1979, т. 34, № 12, с. 59-62. Варламов И. В. Транзисторные оптроны. - Приборы и системы управления, 1977, Л"» 12, с. 35. Гаршении В. В., Купцов Ю. Ф., Чарыков С. А. Быстродействующий транзисторпый оптрон АОТ123. - В ш.: Труды Всесоюз. науч.-техн. совещания «Дальнейшее развитие оптоэлектроники». - М.: НТОРЭС им. А. С. Попова, 1977, с, 67-68. Гаршеннн В. В., Купцов Ю. Ф., Чарыков С. А. и др. Оптоэлектронная пара на составном тракзисторно.м приемнике-новый тип ключевого оптрона. - .Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы, 1977, № 6, с. 61-66. IEEE Trans., 1978, v. СЕ-24, № 3, р, 247-261. Mourier G. Ptiotocoupleurs a «Т. E. С»: performances et application.-Toute IElectronique, Oct., 1978, f 4, p. 87-90. 24. Miedaner Н. HI IF-ein neuer Optokoppler. - Elektronik J., 19?§, № 5, S. 19-21. 25. Берковская К. Ф. и др. Оптоэлектронная пара светодиод - фототиристор - новый элемент радиоэлектронной аппаратуры.- Микроэлектроника/ Под ред. Ф. В. Лукина. - М.: Сов. радио, 1971, вып. 4, с. 216-228. 26. Земцов В. П. и др. Тиристорный оптрон. - Приборы и системы управления, 1977, f 12, с. 38. 27. Курцин В. М., Савкин А. И. Силовые оптоэлектронные приборы. - Приборы и системы управления, 1977, № 12, с. 39. 28. Гаршенин В. В. и др. Оптоэлектронная пара на однопереходном фототранзисторе. - Приборы и системы управления, 1977, № 12, с. 36. 29. Дьяконов В. П., Циганков В. А., Экслер А. А. Оптически управляемые лавинные полупроводниковые негатроны и оптроны на их основе. - В кн.: Негатроны в вычислительной и измерительной технике: Тезисы докл. IV Всесоюз. коиф.-Рига: 1973, с. 241-244. 30. Рывкин С. М. Фотоэлектрические явления. - М.: Физматгиз, 1963. -496 с. 31. Олеск А. О. Фоторезисторы. - М.: Энергия, 1966. 32. Свечников С. В., Олексенко П. Ф. Элементарные оптроны.- Полупроводниковые приборы и их применение/ Под ред. Я- А. Федотова.-М.: Сов. радио, 1971, вып. 25, с. 226-245. 33. Горохов В. П., Олеск А. О. Резисторные оптроны. - Приборы и системы управления, 1979, № 7, с. 91-92. 34. Вергунас Ф. И. Пленочные элементы оптоэлектроники. - Микро-;; электроника/ Под ред. Ф. В. Лукина.-М.: Сов. радио, 1971, вып. 4, с. 190-203. 35. Корнилов Б. В. Физика электронно-дырочных переходов и полупроводниковых приборов.- Л.: Наука, 1969, с. 319. 36. Ходапп М. Применение оптронов в линейных схемах. - Электроника, 1976, № 5, с. 33-40. 37 Vettiger Р. Linear signal transmission with optocouplers. -ohfc J. Sol.-St. Circuits, 1977, June, p. 289-302. 38. Ольшевски Б. Дифференциальный оптрон - средство повышения линейности и стабильности. - Электроника, 1978, № 2, с. 48-54. 39. Носов Ю. Р., Степанова В. Н., Хазанкин Ю. П. и др. Дифференциальный диодный оптрон. - Электрон пром-сть, 1980, № 3, с. 24. 40. Носов Ю. Р., Сидоров А. С. Оптронные микросхемы; классификация, области применения, перспективы развития. - Э.чектрон-ная техника в автоматике/ Под ред. Ю. И. Конева.- М.: Сов. радио, 1978, вып. 10, с. 206-227. 41 Горовой В. В., Носов Ю. Р., Степанова В. Н. и др. Быстродействующая оптоэлектронная переключательная микросхема К249ЛПЗ. - Электронная промышленность, 1980, № 1, с. 46-47. 42. Гаршенин В. В., Турыгин В. С, Купцов Ю. Ф. и др. Оптоэлектронное реле постоянного тока на основе запираемых тиристоров - Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы, 1973, вып. 4(76), с. 17-20. „ .. 43 Гаршенин В. В., Кугтиов Ю. Ф., Шипилов В. И. Оптоэлектрон-ный одновибратор- элемент автоматики со стабильной временной задержкой. -Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы, 1977, № 6 (116), с. 68. 44. Носов Ю. Р., Шилин В. А. Полупроводниковые приборы с зарядовой связью.- М.: Сов. радио, 1976,-114 с. 45. Мальцев В. А. Многопороговые компараторы на оптронах.- Изв. вузов СССР. Приборостроение, 1977, т. 20, № 5, с. 63-65. 46. Носов Ю. Р. Семинар по оптоэлектронике. - Приборы и системы управления, 1979, № 3, с. 46-47. 47. Носов Ю. Р. Волоконно-оптические линии фотонной связи.-Зарубежная радиоэлектроника, 1975, № И, с. 54-75. 48. Хиндин. Что следует знать разработчикам о готовых волоконно-оптических линиях. - Электроника, 1978, № 26, с. 35-42. 49. Вистинь Л. К., Полякова И. Ф., Удалов Н. П. и др. Оптрон с управляемым оптическим каналом на жидком кристалле.- Приборы и системы управления, 1973, № 9. 50. Удалов Н. П., Бусурин В. И., Пасынков В. И. Измерительные устройства на основе оптрона с управляемым каналом одного вида. - Оптико-электрические приборы в системах контроля и управления, 1978, с. 109-114. 51. Введение в интегральную оптику/ Под ред. М. Барноски: Пер. с англ. М.: Мир, 1977.-367 с. 52. Адирович Э. И., Аронов Д. А., Вишневецкий А. Г. и др. Регенеративный оптрон. -В кн.: Фотоэлектрические явления в полупроводниках и оптоэлектроника. - Ташкент: ФАН 1972 с. 3-104. 53. Свечников С. В. Состояние и пути развития оптоэлектроники.- Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника, 1970, т. XIII, № 4, с. 461-481. 54. Мироненко А. Н., Носов Ю. Р. Оптрон-индикатор - новый оптоэлектронный прибор. - Приборы и системы управления, 1980, К» 6, с. 24. Глава 3 ОПТРОН КАК ЭЛЕМЕНТ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА 3.1. СХЕМОТЕХНИКА ОПТРОННЫХ КАСКАДОВ Схемы управления светоизлучателями. При проектировании оптоэлектронных устройств различного типа и назначения стремятся несложными техническими средствами четко фиксировать и точно регулировать электрический режим и мощность излучения светодиодов. Такой контроль характеристик излучателей достигается с помощью высокоомных генераторов электрического тока [1]. Иллюстрируя этот несложный, но важный принцип, обратимся к диаграмме рис. ЗЛ,а. Непрерывной и штриховой линиями показаны две неодинаковые вольт-амперные характеристики (ВАХ) светодиодов; подобное различие ВАХ может быть связано с температурным или временным дрейфом, а также с технологическим разбросом характеристик однотипных светоизлучателей. Срав-нив;е.:я стабильность двух способов возбуждения светодиодов от источника постоянного напряжения Е: по цепи с линейным резистором (прямая /) и по цепи с существенно нелинейной ВАХ (кривая 2), обладающей четко выраженным горизонтальным участком. Рис. 3.1. Возбуждение светодиода по коллекторной цепи транзистора  вход Согласно рис. 3.1,а сдвиг рабочей точки светодиода по линии относительно низкоомной нагрузки (из положения N в yVi) связан с заметным спадом тока проводимости /св, что, в свою очередь, вызывает снижение мощности излучаемого светового потока. В тех же условиях переход рабочей точки в положение Л2,(по горизонтальной линии нагр\ j.cn) не приводит к заметному изменению тока проводимости и мощности излучения светодиода. Существенно нелинейная. ВАХ (с участком высокоомного дифференциальногосопротивления) свойственна коллекторной цепи биполярного транзистора. Использование транзисторного каскада в качестве генератора 116 , тока, возбуждающего светодиод, позволяет в значительной степени устранить влияние нестабильности электрических характеристик излучателя на мощность светового потока. Транзисторная схема постоянного питания светодиода показана на рис. 3.1,6. Потенциал базы транзистора фиксирован на уровне с,у кремниевым стабилитроном, действующим в области пробоя. Потенциал эмиттера транзистора С/зот=Е/бст-f/бп также стабилизирован, поскольку относительно небольшое и достаточно постоянное падение напряжения f/бя на открытом эмиттерном переходе мало влияет на f/;icT. В таком каскаде эмиттерный (/эст=Е/эст ?2) и коллекторный (/к(.т=Л/9ст + /ко) токи транзистора мало изменяются, что и гарантирует строго определенное и стабильное возбуждение светодиода. Транзисторный каскад (рис. 3.1,6) удается эффек-* тивно использовать для постоянного питания п последовательно соединенных светодиодов. Важно, однако, учитывать, что суммарное падение напряжения на свето-дйодах, смещенных в прямом направлении, не должно превышать разности потенциалов источникя питяния Е и базы [/бет: nUcn<E-[/бет, в противном случае транзистор окажется в режиме насыщения. Например, для питания пяти последовательно включенных светодиодов при f/cB=l,3 В необходимо обеспечить постоянную разность потенциалов Е-[/б от>6,5 В. ) Ток проводимости светодиода в схеме рис. 3.1,6 также фиксирован по коллекторной цепи транзистора. Предусмотрена возможность изменения (модуляции) мощное ,и излучения сигналами напряжения, поступающими на базу транзистора. Высокоомный токозадающий резистор R3 шунтирован конденсатором С2 значительной емкости и не влияет на эффективность модуляции светового потока. В ключевой схеме, показанной на рис. 3.1,г, транзистор Г/ действует в качестве источника неизменного тока и при выключенном транзисторе Т2 стабильно питает светодиод. Воздействием входного сигнала положительной полярности транзистор Т2 переводится в режим сьпцения и шунтирует светодиод; при этом мощность Излучения резко ослабевает. Восстановление мощности светового потока достигается лишь по окончании входного сигнала, 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 |