ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА
Тиристорные оптопары
В тиристорных оптопарах в качестве приемного элемента используется кремниевый фототиристор. Семейство ВАХ фототиристорного оптрона приведено на рис. 7.13.
Фототиристор так же, как обычный тиристор имеет четырехслойную структуру р-п-р-п. Конструктивно оптопара выполнена так, что основная часть излучения входного диода направлена на высокоомную базовую область п фоторезистора. К крайним областям — аноду р и катоду п прикладывается внешнее выходное напряжение «плюсом» к аноду. При облучении в «-базе генерируются пары носителей заряда — электронов и дырок. Электрическим полем центрального (коллекторного) перехода между п - и р-областями носители заряда разделяются. При этом электроны остаются в я-базе, а дырки попадают в р-базу. Происходит инжекция неосновных носителей заряда из крайних переходов структуры, называемых эмиттерными. Лавинообразное нарастание тока через структуру приводит к «отмиранию»
Фототиристор так же, как и фототранзистор обладает большим внутренним усилением фототока. В отличие от фототранзистора, включенное состояние фототиристора сохраняется и при прекращении излучения входного диода. Таким образом, управляющий сигнал на тиристорную оптопару может подаваться только в течение небольшого времени, необходимого для отпирания тиристора. Этим достигается существенное уменьшение энергии, требуемой для управления тиристорной оптопарой.
|
Тиристора. Все три перехода оказываются смещенными в прямом направлении, и падение напряжения на фототиристоре в отпертом состоянии получается малым. |
|
Рис. 7.13. Семейство вольт-амперных характеристик фототиристорного оптрона |
Чтобы запереть тиристор, с него следует снять внешнее напряжение. Если тиристор включается в цепь переменного или пульсирующего напряжения, то выключение тиристора происходит при уменьшении напряжения и тока через тиристор до значения, при котором не может поддерживаться включенное состояние прибора.
При отсутствии входного сигнала, что соответствует необлученному состоянию базовой «-области, через фототиристор протекает малый темновой ток утечки. Темновой ток сильно зависит от температуры. При повышении температуры на 10°С ток примерно удваивается.
Тиристорные оптопары используются в качестве ключей для коммутации больших токов и высоковольтных цепей как радиоэлектронного ([/=50...600 В, / = 0,1...10,0 А), так и электрохимического ((/= 100... 1300 В, /= 6...320 А) назначения.
Времена переключения тиристорных оптопар находятся в интервале от десятков микросекунд до десятков миллисекунд.
Важным достоинством этих приборов является то, что, управляя значительными мощностями в нагрузке, они потребляют малую мощность цепями управления и поэтому совместимы по входу с интегральными микросхемами.
7.1. Что называется оптроном:
А) прибор, использующий преобразование электрической энергии в оптическую;
Б) прибор, использующий преобразование оптической энергии в электрическую;
В) прибор, использующий преобразование электрической энергии в оптическую и оптической энергии в электрическую;
Г) прибор, использующий излучатель и фотоприемник не связанные между собой?
7.2. Используя рис. 1, выберите, какое преобразование реализуется узлом оптрона, соответствующим номеру 4:
А) преобразование электрического сигнала в электрический;
Б) преобразование электрического сигнала в оптический;
В) преобразование оптического сигнала в электрический;
Г) преобразование оптического сигнала в оптический.
|
3
Рис. 1 |
7.3. Используя рис. 1, выберите, какое преобразование реализуется узлом оптрона, соответствующий номеру 2:
А) преобразование электрического сигнала в электрический;
Б) преобразование электрического сигнала в оптический;
В) преобразование оптического сигнала в электрический;
Г) преобразование оптического сигнала в оптический.
7.4. Какие известные оптроны могут обладать коэффициентом перелачи превышающим единицу:
А) диодные;
Б) диодно-резисторные;
В) диодно-транзисторные;
Г) тиристорные.
7.5. Какая емкость характеризует работу СИД при прямом включении (рис. 2):
А)Сд1; б) Сдг; в)Сб|; г)Спр?
|
|
7.6. Какая емкость характеризует работу ФД при прямом включении (рис. 2):
А) Сд,; б) Сдг; в) С6|; г) Спр?
7.7. Укажите номер, который указывает на корпус СИД (рис. 3).
|
|
7.8. Используя рис. 3, укажите номер, который указывает на корпус ФД.
7.9. Используя рис. 3, укажите номер, который указывает на световод.
7.10. Используя рис. 3, укажите номер, который указывает на фотоприемник.
