Оптрондардың параметрлері және классификациясы

Оптоэлектронды тізбектің негізгі элементтерінің бірі электрлік сипаттамасы сәулелену интенсивтілігіне тәуелді кең шегінде өзгеретін фотоқабылдағыш пен оптикалық сәулеленудің электр басқару көзінен оптикалық тәуелді жұпты ұсынатын оптрондар болып табылады.

Оптрондардың классификациясының негізгісіне әр түрлі критерийлер жатуы мүмкін.

Оптрондарды негізгі функционалды атаулары бойынша классификациялауға болады. Сонда оптронның үш типін бөліп қарастырамыз:

• күшейтуге және сәулеленуді түрлендіруге арналған сыртқы оптикалық және ішкі электрлік байланысы бар оптрондар;

• айнымалы кедергі ретінде пайдаланатын сыртқы оптикалық байланысы бар оптрондар;

• кілт элемент ретінде пайдаланатын ішкі электрлік байланысы бар оптрондар.

Оптрондардың классификациясы үшін басқа да критерийлері негізінен оптрондардың параметрлері анықталатын фотоқабылдағыш типі болып табылады. Осы китерий бойынша оптрондар 7.6 –суретте көрсетілгендей: фотодиод қолданатын(7.6а -сурет); жалғыз фототранзистор(7.6б –сурет); құрама фототранзисторлар(7.6в –сурет); фототиристорлар(7.6г –сурет) және фоторезисторлар(7.6д –сурет) болып төрт түрге бөлінеді.

7.6 –сурет.

Оптопардың шартты белгілері

Оптронның негізгі параметрлеріне мыналар жатады: ток жіберу коэффициенті, жылдам қозғалыс кедергісі.

Ток жіберу коэффициенті К_і оптронның шығыс тогының кіріс тогына қатынасымен анықталады:

мұндағы -сәулелендіргіштің кванттық эффективтілігі; К_п – сәулелендіргіштен фотоқабылдағышқа жіберілетін жарықты сипаттайтын коэффициент; η_фп – жұтылған квант санына шығыс тізбектен өтетін заряд тасушылар санының қатынасымен анықталатын фотоқабылдағыш эффективтілігі; G –күшейту коэффициенті; N – сәулеленген квант саны.

Жіберу коэффициентін көтеру оптрондарды конструктирлеу кезіндегі негізгі тапсырманың бірі болып табылады, сондықтан шартты түрде оның әрбір құраушыларын жоғарылату мүмкіндігін қарастыру қажет.

Сәулелендіргіштің кванттық эффективтілігін көтеру төмендегілермен байланысты рекомбинация процесінде сәулелендіретін өткел бөлігін жоғарылатуға жетуі мүмкін:

• құрылымды жүзеге асырумен және шалаөткізгіш материалдың тазалығын көтерумен;

• сәулелендіргіш үшін түзу зоналы емес шалақткізгіш қолдану, осылайша шалаөткізгіштегі жұтылу ықтималдылығы төмендейді;

• арнайы формадағы кристаллдарды, сыну коэффициентімен жабу, шалаөткізгіштің сыну коэффициентіне жақын жабу.

Фотоқабылдағыштың эффективтілігі оның электрофизикалық және құрылымды –топологиялық параметрлерімен анықталады. Бұл параметрлердің фотоқабылдағышты конструктирлеу кезіндегі оптималды тіркесуді таңдау эффективтілігін арттыруға мүмкіндік береді. Фотоқабылдағыш пен сәулелендіргіштің жоғары спектральды үйлесуі – эффективтілікті арттырудың негізгі құралдың бірі.

Сәулелендіру коэффициентін К көтеру сәулелендіргіш пен фотоқабылдағыш арасындағы қуысты азайтудан және олардың арасындағы оптикалық ортаны оптималды таңдаудан тұрады. Одан басқа К-ны көтеру оптикалық орта мен фотоқабылдағыш шекарасындағы шағылу коэффициентін төмендетуге алып келуі мүмкін. Қабаттың сыну көрсеткіші п_с √п_м –ге тең болуы керек, ал түскен және шағылысқан толқынның фазалар айырмасы -ге тең болуы керек( мұндағы λ – толқын ұзындығы; d –жарықтанған қабаттың қалыңдығы; m = 1,2,3,...) және қысқа түрде π болуы керек. Осы шарттарды орындаған кезде толқын ұзындығы 4dп_с болғандаа нөлге тең. Ішкі күшейтілу фототранзистор, фототиристор тәрізді фотоқабылдағыштар үшін жарады.

Егер бір кристалда фотоқабылдағышпен бірге күшейткіш дайындалса G күшейту коэффициентін көтеріледі. Қарапайым жағдайда бұл фототранзисторға қосымша транзистор болып табылады(Дарлингтон схемасы).

7.1 –кесте

Оптрондардың негізгі сипаттамалары

Әдетте G күшейту коэффициентін көтеру жылдам қозғалысты төмендетуге және температуралық тұрақтылықты нашарлатуға алып келетінін ескеру қажет.

Ток жіберу коффициенті туралы толық мәліметті оптронның бір типінің жіберу сипаттамасы береді.

Оптрондардың негізгі сипаттамалары 7.1 –кестеде келтірілген. Мұнда оптрондардың жылдам қозғалысы қосып –өшірілудің суммалық уақытымен сипатталады. Резисторлық оптрондар жіберу коэффициентімен емес резистордың қараңғы кезіндегі кедергімен және жарықтану кезіндегі кедергілердің қатынасымен сипатталады.

7.4.