Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись із схемою лабораторної установки для дослідження резисторної оптопари .

2. Одержати вихідні ВАХ резисторної оптопари I_вих = =f(U_вих) при різних сталих значеннях вхідної напруги U_вх = =(1-5)В.

3. Результати вимірювань занести до таблиці.

Uвх, В	Uвих, В	Iвих, мкА	Rвих, Ом	Rсер, Ом
1,0	1. 2. 3. 4.
1,5	1. 2. 3. 4.
3,0	1. 2. 3. 4.
4,5	1. 2. 3. 4.

4. Розрахувати значення вихідного опору R_вих для кожної характеристики, обчислити середні значення опору.

5. За даними таблиці побудувати вихідні ВАХ резисторної оптопари.

Контрольні запитання

1. Дати означення оптрона. У чому відміність між оптроном та оптопарою?

2. Основні переваги та недоліки оптронів.

3. Дати загальну характеристику резисторної оптопари.

4. Назвати основні параметри резисторних оптопар.

5. Назвати прилади і пристрої, в яких використовуються резисторні оптопари.

Список літератури

1. Хоружний В.А. Функціональна мікроелектроніка, опто- та акустоелектроніка / В.А. Хоружний, В.О. Письмецький.- Харків, 1995.- 186 с.

2. Стахів П.Г. Основи електроніки: функціональні елементи та їх застосування / П.Г. Стахів, В.І. Коруд, О.Є. Гамола. - Львів: Новий світ, 2003. - 128 с.

3. Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.: Энерго-атомиздат, 1989. - 242 с.

Лабораторна робота 2

ВИМІРЮВАННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПЕРЕДАЧІ СТРУМУ ДІОДНОЇ ОПТОПАРИ

Мета роботи – вивчення фізичних процесів та конструктивно-технологічних особливостей діодної оптопари, освоєння методики вимірювання коефіцієнта передачі струму.

Елементи теорії. Конструктивно діодна оптопара складається із приймального елемента (Si-фотодіод) і випромінювача (інфрачервоний випромінювальний GaAs-діод), максимум спектральної характеристики якого відповідає довжині хвилі близько 1 мкм. Випромінювання з такою довжиною хвилі викликає генерацію пар носіїв заряду в напівпровіднику (Si), електрони і дірки розділяються електричним полем переходу і заряджають р-область позитивно, а n-область негативно, на електродах фотодіода виникає фотоЕРС (фотогенераторний режим роботи фотодіода). Якщо до фотодіода прикладено зворотню різницю потенціалів більше 0,5 В, то електрони і дірки, що генеруються випромінюванням, збільшують його зворотний струм (фотодіодний режим роботи приймального елемента). Діодні оптопари можуть працювати як у фотогенераторному, так і фотодіодному режимі. Значення зворотного фотоструму практично лінійно зростає із збільшенням сили світла випромінювального діода.

Діоди випромінювача і приймача виготовляються за планарно-епітаксійною технологією. Структури з'єднуються між собою оптично прозорим клеєм, шар якого забезпечує надійну ізоляцію вхідного ланцюга оптопари – випромінювача від вихідної – фотодіода.

Для підвищення швидкодії створюються фотодіоди із структурою p-i-n, де i - шар Si власної провідності (напівізолюючий) між легованими областями р- і n-типу. Сильне електричне поле, яке виникає в i-області, призводить до скорочення часу прольоту носіїв заряду через цю область і швидкого наростання і спаду фотоструму. Час наростання і спаду фотоструму в таких фотодіодах може становити менше наносекунди.

При використанні діодних оптопар у складних радіоелектронних схемах враховується ряд їх особливостей: найвища швидкодія фотоприймачів на p-i-n-структурах, малі темнові струми у вихідному ланцюзі, високий опір гальванічної розв'язки.

Для надійної роботи діодної оптопари протягом тривалого часу в колах, де використовуются каскади підсилення сигналу, важливе значення має величина коефіцієнта передачі струму , де I_{вих, вх} – вихідний та вхідний струми відповідно. Для визначення коефіцієнта передачі струму використовується лабораторний стенд на основі оптопари АОД101Б, схема якого наведена на рис.1.

Рисунок 1 – Схема лабораторного стенда

Електричними параметрами діодної оптопари є вхідна напруга при I_вх=10 мА (1,5 В); час наростання і спаду вихідного імпульсу при I_вх=20 мА (не більше 500 нс); вихідний зворотний темновий струм (не більше 8 мкА) та опір ізоляції (10⁹ Ом). Граничні експлуатаційні параметри діодної оптопари АОД101Б: вхідний постійний струм (20 мА); вхідний імпульсний струм при _і = 100 мкс (100 мА); вхідна зворотна напруга (3,5 В) і вихідна зворотна напруга (100 В).

Діодні оптопари широко використовуються в імпульсних безобмоткових трансформаторах, при передачі сигналів між блоками складної радіоелектронної апаратури, для керування роботою ІМС на МДН-транзисторах.