15. Що таке напівпровідникові оптоелектронні пристрої?
Оптоелектрóніка — розділ фізики та техніки, пов'язаний з перетворенням світлового випромінювання в електричний струм і навпаки.
Прилади оптоелектроніки: Для перетворення світла в електричний струм — фотоопори (фоторезистори), фотодіоди (p-n, лавинний), фототранзистори, фототиристори, піроелектричні приймачі, прилади із зарядним зв'язком (ПЗЗ), фотоелектронні помножувачі (ФЕП).
Для перетворення струму в світлове випромінювання — різного роду лампи розжарювання, індикатори електролюмінесценцій, напівпровідникові світлодіоди і лазери (газові, твердотільні, напівпровідникові).
Прилади, які перетворюють світлові сигнали в електричні називаються фотоприймачами, а ті, що виконують обернене перетворення – випромінювачами світла. При цьому, як правило, під оптоелектронними приладами розуміють малогабаритні напівпровідникові прилади, а під світлом – електромагнітне випромінювання ультрафіолетового, видимого та інфрачервоного діапазонів в межах довжин хвиль від 0,2 до 50 мкм. Оптронами називають оптоелектронні прилади, в яких є джерело і приймач випромінювання, що конструктивно пов'язані один з одним . Принцип дії оптронів: у випромінювачі енергія електричного сигналу перетворюється в світлову, у фотоприймачі, навпаки, світловий сигнал викликає електричний відгук. Таким чином в електронному колі такий прилад виконує функцію елементу зв'язку, в якому в той же час здійснена електрична (гальванічна) розв'язка входу і виходу. Практично поширення набули лише оптрони, у яких є прямий оптичний зв'язок від випромінювача до фотоприймача і, як правило, виключені всі види електричного зв'язку між цими елементами.
Оптоелектронний прилад – це прилад, який використовує для своєї роботи електромагнітне випромінювання оптичного діапазону.В цілому елементна база сучасної оптоелектроніки досить різноманітна й включає в себе такі основні групи приладів.
Оптовипромінювачі – лазери і світловипромінювальні прилади.
Фотоелектричні приймачі випромінювання; фотоприймачі з р-п переходом і фоторезистори з р-п переходом.
Прилади, які керують випромінюванням: модулятори, дефлектори, керуючі транспаранти.
Прилади для відображення інформації, індикаторні панелі.
Прилади для електричної ізоляції – оптрони.
Оптичні канали зв’язку й оптичні запам’ятовуючі пристрої: волоконно-оптичні світловоди, запам’ятовуючі середовища.
16. Найпростіший перетворювач змінного струму в постійний.
Ви́прямлення — перетворення змінного струму у постійний. Для випрямлення використовуються електричні пристрої, які пропускають струм тільки в одному напрямку — діоди.
Випрямляч електричної енергії - механічний, електровакуумний, напівпровідниковий або інший пристрій, призначений для перетворення змінного вхідного електричного струму в постійний вихідний електричний струм.
Випрямлячі класифікують за такими ознаками:
за рівнем використання напівперіодів змінної напруги
однопівперіодні - пропускають в навантаження тільки одну півхвилю [;
двухполуперіодні - пропускають в навантаження обидві напівхвилі;
неполноперіодні - не повністю використовують синусоїдальні напівхвилі;
повноперіодні - повністю використовують синусоїдальні напівхвилі;
за кількістю використовуваних фаз - однофазні, двофазні, трифазні і багатофазні;
по керованості - некеровані (діодні), керовані (тиристорні);
за схемою випрямлення - мостові, з множенням напруги, трансформаторні, з гальванічною розв'язкою, бестрансформаторних тощо;
Напівперіодний випрямляч
На рисунку показана схема й принцип дії напівперіодного випрямляча. Використовуючи односторонню провідність напівпровідникового діода, струм у зворотному напрямку відтинається. Недоліком даної схеми є втрата потужності.
Двоперіодний випрямляч
Недоліком цієї схеми є неповне використання трансформатора - в кожен момент часу працює лише одна половина вторинної обмотки.
Місткова схема
Для збільшення потужності випрямленого струму використовується місткова схема. Чотири діоди під'єднані таким чином, що під час половини періоду працюють лише два з них, а під час наступної половини — два інші, даючи корисний струм в тому ж напрямку.