5. Выбор и описание работы типовой схемы включения оптопары.

Оптопара  KTIR0721DS

Электро-оптические характеристики (Ta=25°C)

Параметры			Обозначения	Условия	Min.	Тур.	Max.	Еденица
Вход	Входное напряжение		V F	I F = 20 mA	__	1.2	1.5	V
	Обратный ток		I F	VR = 5 V	—	—	10	μA
Выход	Темновой ток коллектора		I CEO	Vce= 10 V. I F = 0 mA	—	—	10	A
	Ток коллектора		I с	Vce = 2 V, I F = 4mA	---	3	-	mA
Трансформаторные характери-стики	Ток утечки		I LEAK	Vce = 5 V, I F = 4 mA	-	---	5	μA
	Время отклика	Время нарастания	t.	Vce = 2 V. I c = 10 mA	__	80	400	μsec
		Время спада	t,	RL = 100. d = 1mm	____	70	400	μsec

6. Расчёт элементов выбранной схемы.

RL	нагрузочное сопротивление
R D	диодное сопротивление
U led	напряжение питания светодиода
I led	ток светодиода
U	входное напряжение
Ucе	напряжение коллектор-эмитер
K	коэффициент передачи тока

1. RD = (U-U led)

I led

U led=1.2В,

I led=20mA 

U = 5В

RD = (5-1,2) = 190 Oм

0,02

2. RL = U ce .

(K*I led)

Uсe = 5 В

K = 0.8 дБ

I led=20mA 

RL = __5____ =312,5 Oм

(0,8*0,02)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современная оптоэлектроника развивается исключительно вы­сокими темпами, причем развитие ее отдельных направлений про­исходит неравномерно, а во многих случаях и непредсказуемо. Поэтому практически невозможно дать достоверную «фотографию» того, что мы называем «современной оптоэлектроникой». Тем не менее, некоторые общие положения и особенности оптоэлектроники конца 80-х гг., а также тенденции ее развития могут быть сформулированы.

1. Оптоэлектроника — одна из важнейших областей электро­ники и микроэлектроники. Созданы ее физические основы, сфор­мированы концепции оптоэлектронного материаловедения, разра­ботаны конструктивно-технологические принципы изготовления приборов (основанные главным образом на технологии микро­электроники), развито массовое промышелнное производство из­делий оптоэлектроники, превышающее по объему и темпам роста производства дискретных полупроводниковых приборов: транзи­сторов, диодов, тиристоров. Оптоэлектроника — равноправная часть микроэлектроники.

2. Если основной направленностью начального этапа развития оптоэлектроники (первые 15 лет), оцененного как «подростко­вый» было создание и становление элементной базы, то для нас­тоящего ее «молодежного» возраста характерен перенос центра внимания на функционально более сложные и законченные при­боры, устройства, системы. В качестве примера можно указать волоконно-оптические системы связи, разнообразные плоские без­вакуумные дисплеи, оптические ЗУ. Именно в устройствах и си­стемах в наибольшей степени проявляется эффективность опто­электроники. От элемента к системе.

3.Значимость оптоэлектроники обусловлена тем, что она влияет практически на все звенья обобщенной информационной системы, не только существенно улчшая ее технические характе­ристики, но и придавая ее принципиально новые качества. Извле­чение первичной информации, считывание, восприятие и ввод в си- тему в электронной форме осуществляют оптоэлектронные датчи­ки, в частности такие специфические, как фотоПЗС и волоконно- оптические. Передачу информации обеспечивают BOJIC и оптро- ны. Обработку, преобразование информации осуществляют опти­ческие интегральные микросхемы, оптические транспаранты и другие устройства оптической вычислительной техники. Для хра­нения огромных массивов цифровой и аналоговой информации все шире привлекаются оптические дисковые накопители. Наконец, вывод, отображение информации практически немыслимы без оп- тоэлектронных индикаторов и плоских дисплеев. Оптоэлектроника обогащает все звенья информатики.

4. Как и на первоначальном этапе своего развития, оптоэлек­троника может достигать наибольших успехов в тех случаях, ког­да она гармонично встраивается в «организм» микроэлектроники, обслуживая ее, дополняя, выполняя недоступные функции. Элек­трическая и конструктивно-технологическая совместимость с из­делиями микроэлектроники играет при этом решающую роль. Примерами такой совместимости могут служить жидкокристалли­ческие индикаторы и дисплеи, фотоПЗС, полупроводниковые ин- жекционные излучатели (светодиоды и лазеры). По-прежнему еще редки случаи удачной конкуренции оптоэлектронных устройств с традиционными микроэлектронными при решении одной и той же задачи. Даже успешное развитие оптических ЗУ не опровергает данного утверждения, так как, во-первых, они вытесняют устрой­ства памяти на магнитных носителях, а не на интегральных мик­росхемах, а во-вторых, если вытеснение и произойдет, то, по-ви­димому, не слишком скоро: в магнитной памяти имеются значи­тельные потенциальные возможности (ЗУ с вертикальной записью,

устройств на основе цилиндрических магнитных доменов и линий Блоха).

И все же — как цель, как направление поиска — тенденция создания оптоэлектронных устройств, превосходящих аналогичные микроэлектронные, проявляется более отчетливо, чем прежде. Разработка интегрально-оптических АЦП и спектроанализаторов, поиски сверхскоростных оптических бистабильных элементов, проектирование оптических параллельных цифровых процессо­ров — подтверждение этому. Оптоэлектроника — «служанка» микроэлектроники.

5.В идеологии различных направлений оптоэлектроники явно доминирующей становится концепция интеграции: физических яв­лений, выполняемых функций, разнородных элементов, субсистем. В волоконно-оптическом датчике объединены функции сенсорного элемента и линии связи. В интегрально-оптическом спектроанали- заторе на поверхностных акустических волнах одновременно «ра­ботают» физические явления инжекционного лазерного излучения, акусто-оптической дифракции, распространения излучения по плоским диэлектрическим волноводам, фотоэлектрические в полу­проводниках. Все эти разнородные физические эффекты наблюда­ются в одном миниатюрном оптоэлектронном устройстве. В неко­торых случаях интеграция в оптоэлектронном устройстве качест­венно превосходит достигнутую в наиболее совершенных изделиях микроэлектроники Так, в фотоПЗС достигается наивысшая для данного периода времени степень интеграции больших интеграль­ных схем. Жидкокристаллические дисплеи на активной матрице характеризуются тремя «этажами» интеграции (транзисторная управляющая матрица, жидкий кристалл, светофильтр), тогда как в микроэлектронике интеграция по вертикали пока еще находит­ся в эксперментально-поисковом состоянии. Оптоэлектроника ста­новится все интегральней.

6.По мере развития отдельные направления оптоэлектроники, ранее не связанные друг с другом, все более сближаются, опи­раясь на общие Физические основы, материалы, элементы. Успехи одного из направлений стимулируют развитие другого. Наблюда­ется все большее взаимопроникновение всех направлений опто­электроники. Примером является «пересечение» плоских индика­торов с пассивным растром, пространственно-временных модуля­торов света и реверсивных сред для оптических ЗУ. Развитие BOJIC вызвало к жизни появление интегральной оптики, а пос­ледняя, в свою очередь, способствовала возникновению лазеров с распределенной обратной связью, которые значительно улучшили качественные показатели ВОЛС. Инжекционные лазеры, получив­шие промышленное развитие благодаря ВОЛС, явились основой первого поколения оптических дисковых накопителей. Несомнен­но, повышение мощности лазеров, необходимое для устройств па­мяти, окажет благотворное влияние на прогресс ВОЛС и возмож­но откроет новые герспе::тивы в технике лазерного проекционного телевидения. Оптоэлектроника все более консолидируется.

7. Ключевой проблемой дальнейшего прогресса большинства направлений современной оптоэлектроники является проблема ма­териалов. Выше отмечалось, что физические аспекты оптоэлектро­ники в основном разработаны, успех (или неуспех) их реализа­ции определяется, главным образом, материалами. Так, создание качественных эпитаксиальных GaAlAs-структур решило вопрос развития инжекционных полупроводниковых лазеров, разработка сверхчистых кварцевых волокон породила волоконно-оптическую связь, синтезирование четвертых InGaAsP-составов обеспечило переход ко второму поколению BOJ1C, получение чистых жидких кристаллов положило начало важнейшему направлению техники отображения информации. Во всех этих случаях физические и конструктивные предпосылки создания соответствующих устройств были хорошо известны задолго до того, как эти устройства начали реализовываться. Подтверждением выдвинутого тезиса служит медленное развитие из-за отсутствия материалов таких приборов, как голографические реверсивные ЗУ, оптические интегральные микросхемы, монолитные оптопары. Материалы — основная проб­лема современной оптоэлектроники.

Перечисленные особенности, характеризуя определенный пе­риод развития оптоэлектроники, разумеется, полностью не исчер­пывают всего своеобразия этой молодой науки, способной удив­лять как неожиданными новыми достижениями и открытиями, так и сложными проблемами, требующими решения.

Библиографический список.

1. Мосс , т. полупроводниковая оптоэлектроника / т. Мосс , г. баррел, б.эллис - м мир, 1976 - 432с

2. В. И. Иванов, А. И. Аксенов, А. М. Юшин “Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. / Справочник.”- М.:  Энергоатомиздат,

1984 г.

3. Носов Юрий Романович «Оптоэлектроника» - М.: Радио и связь, 1989. - 360 с

4. Internet: http://www.hi-edu.ru/e-books/xbook138/01/part-004.htm

5. Internet:http://www.1024.ru/science/micro/iv.htm#4_2

Приложение

Схема электрическая принципиальная

Оптопара KTIR0721DS