Транзисторлы оптопарлар

Фотоқабылдағыш элементі бар транзисторлы оптопарлар фототранзистордың базасында дайындалады. Әдетте оптопарларда 1 мкм шамасындағы толқын ұзындығымен сәулеленуге сезгіш кремний негізіндегі п-р-п құрылымды фототранзисторлар қолданады. Сәулелендіргіш ретінде арсенидгаллийлі диодтар немесе максимум спектральды сәулеленуі сезгіштігі жоғары фототранзистор аумағында жататын үш қосылуы бар диод рөл атқаруы мүмкін.

Транзисторлы оптопардың шығыс сипаттамасының жиыны 7.11 –суретте көрсетілген.

7.11 –сурет.

Транзисторлы оптопардың шығыс сипаттамалары

Сәулелендіруші диод конструктивті түрде жарықтың көп бөлігі фототранзистор-дың база аймағына бағытталатындай етіп орналасқан. сәулелендіргіш пен фотоқабылдағыш бір –бірінен оптикалық мөлдір ортамен изоляцияланған.

Ортақ эмиттер схемасы бойынша қосылған фоторезистордың коллектор тізбегінде сәулелену болмаса, пайда болуы және қарапайым биполяр транзистордағы ток сипаттамасына ұқсас қараңғы кездегі кері ток ағады.

Қараңғы кездегі кері ток температураға тәуелді. Температураны 10⁰С-қа өсіргенде ол екі есе артады. Қараңғы кездегі токты кеміту үшін фоторезистордың базасы мен эмиттер шығыстары арасында 0,1...1,0 МОм кедергісі бар сыртқы резистор қосылады.

База аймағында сәулелену кезінде «электрон –кемтік» жұптары генерацияланады. Электрондар базадан оң зарядталған коллектор жағына тартылады, ал кемтіктер базада қалып, оң заряд тудырады. Бұл құбылыс транзистор базасының отпирающий токтың туындауына эквивалентті.

База тогы мен коллектор тогы арасындағы қатынас мына түрде болады:

мұндағы І_ф.б- фоторезистор базасында сәулеленумен генерацияланған фототок.

Осылайша фоторезистор К₁ фототоктың ішкі күшейтілуін иеленеді. Жоғары ішкі күшейтілуді құрамдас фототранзисторды –олардың фототок күшейту коэффициенті 1000 бірлікке дейінкөтеріле алады, алайда олардың жылдым қозғалысы төмен фототранзисторды қолданатын оптопарлар иеленеді. Диодты –транзисторлы оптопарларда жылдам қозғалыс t = 2…4 мкс болады.

Оптопарларды төзімділік деп аталатын параметрмен сипаттауға болады:

(7.7)

Оптопардың әр типіне байланысты төзімділік кіріс ток мағынасының кең интервалында тұрақты болып қалады. Төзімділік изоляция кернеуіне тәуелді, яғни кезінде тәуелді.

Транзисторлы оптопардың кіріс тізбегіндегі неізгі параметрлер мен сипаттамалар сәулелендіргішті қолдануымен диодты оптопармен ұқсас келеді. Шығыс сипаттамалар аналогты оптопарлардан ерекшеленеді. Жіберу ток коэффициентінің кіріс ток коэффициентіне тәуелділігі сызықты болмайды.

К –ның әр түрлі транзисторлы оптопардың кіріс тогына типтік тәуелділігі 7.12 –суретте көрсетілген. Сипаттаманың бейсызықтылығы транзистордың күшейту коэффициенті база тогына тәуелді, сондықтан тұрақты шама болып табылмайтынымен түсіндіріледі.

7.12 –сурет.

Транзисторлы оптопардың ток бойынша жіберу тогының кіріс тогына типтік тәуелділігі

Кіріс токтың үлкен мәнінде ток бойынша жіберу коэффициенті температураны өсірген кезде диодты оптопар жағдайындағы тәрізді сызықты кемиді. Жалпы жағдайда қисық сипаты жарық диоды тәрізді кванттық шығыстың температурасына тәуелділігімен анықталады. Температураны көтеру транзисторлы оптопар инерциялылығының артуына алыпкуеледі. Осы уақытта да фотоқабылдағыштың қараңғы кездегі тогы артады. Бұл әсіресе құрамдас фоторезисторы бар оптопар жағдайында айтылады: температураны 25-тен 100⁰C-ге дейін өсірген кезде қараңғы кездегі ток 10⁴…10⁵ есе артады, ал қарапайым оптопарда 10²…10³ есе артады.

Транзисторлы оптопарлар аналогты мен сандық коммутаторларда, оптоэлектронды релелерде және т.б. қолданыс табады.

7.8.