Оптроны

Наибольшее распространение получили пары: светодиод – фоторезистор, светодиод – фотодиод, светодиод – фототранзистор, светодиод – фототиристор. Их условные графические изображения даны на рис. 4.60.

Оптроны выпускаются в интегральном исполнении в виде отдельных микросхем: ОЭП – резисторные оптопары, АОД – диодные, АОТ – транзисторные. В диодном оптроне в качестве фотоприемного элемента используется фотодиод на основе кремния, а излучателем служит инфракрасный светодиод. Такой оптрон может работать в генераторном режиме [на выходе фотоЭДС не более (0,7÷0,8) В] и фотодиодном режиме при обратном смещении p-n-перехода фотодиода. При этом значение фототока практически линейно возрастает при увеличении силы света излучающего диода. Одной из основных характеристик является статический коэффициент передачи

,

где I_вых – выходной ток фотодиода; I_вх – входной ток светодиода.

а б

в г

Рис. 4.60. Условные изображения оптронов:

а – резисторного; б – диодного; в – транзисторного; г – тиристорного

Вид типовой статической передаточной характеристики приведен на рис. 4.61, а и зависимость K_I = f(U_обр), рис. 4.61, б.

а б

Рис. 4.61. Статические характеристики диодного оптрона

Транзисторная оптопара имеет кремниевый фототранзистор n-p-n-типа и излучатель в инфракрасной области. Для уменьшения темнового тока между выводами базы и эмиттера фототранзистора включается внешний резистор с сопротивлением (0,1÷1) МОм. Соотношение между током базы и коллектором

,

где h_21Э – коэффициент передачи тока базы транзистора; I_БФ – генерируемый излучением фототок в базе транзистора.

Усредненная статическая передаточная характеристика транзисторного оптрона приведена на рис. 4.62:

,

где I_{вых Т} – темновой ток на выходе.

На рис. 4.63 приведены условные графические обозначения элементов, описанных в гл. 4.

	биполярный транзистор р-n-р-типа;		биполярный транзистор n-p-n-типа;
	полевой транзистор с управляющим p-n-переходом и каналом n-типа;		полевой транзистор с управляющим p-n-переходом и каналом р-типа;
	полевой транзистор с изолированным затвором: каналом n-типа с обеднением;		полевой транзистор с изолированным затвором: каналом р-типа с обеднением;
	полевой транзистор с изолированным затвором: каналом n-типа с обогащением;		полевой транзистор с изолированным затвором: каналом р-типа с обогащением;
	динистор;		симистор;
	тиристор с управлением по аноду;		тиристор с управлением по катоду;
	светодиод;		фотодиод.
	фототранзистор;

Рис. 4.63. Примеры условных графических изображений
электронных элементов

Контрольные вопросы и задания

1. Какие основные свойства определяют применение транзисторов?

2. Какие параметры определяют усилительные свойства транзистора и его быстродействие?

3. Выберите из справочника биполярный транзистор и определите (по справочнику) эти параметры.

4. Чем отличается полевой транзистор от биполярного? Пользуясь справочником, найдите параметры, по которым отличаются эти транзисторы.

5. Какие способы включения транзисторов вы знаете? Сравните их между собой.

Рис. 4.64

6. Для приведенных на рис. 4.64 транзисторов проставьте полярности подключения напряжений U_зи и U_си, соответствующие усилительному режиму работы.

7. Чем отличается тиристор от биполярного транзистора, работающего в ключевом режиме?

8. Какие физические принципы используются в преобразователях электрической энергии в световую?

9. Сравните по своим свойствам лампу накаливания, неоновую лампу и светодиод.

10. Что такое внутренний и внешний фотоэффект? Где он используется?

11. Какими параметрами определяется чувствительность и быстродействие фотодиодов и фототранзисторов?

12. Найдите по справочнику полупроводниковый прибор А.О.Т.128. Что это за прибор? Приведите пример его применения.