Задание 5.

Привести структурную схему оптрона с внутренней фотонной связью. Описать принцип действия и область применения оптрона. Расшифровать марки микросхем: К553УД2А; К306ФЕ1.

Ответ:

Оптрон — это полупроводниковый прибор, в котором конструктивно объеди­нены источник и приемник излучения, имеющие между собой оптическую связь. В источнике излучения электрические сигналы преобразуются в световые, которые воздействуют на фотоприемник и создают в нем снова электрические сигналы. Если оптрон имеет только один излучатель и один приемник излучения, то его называют оптопарой или элементарным оптроном. Микросхема, состоящая из одной или нескольких оптопар с дополнительными согласующими и усилительными устройствами, называется оптоэлектронной интегральной микросхемой. На входе и выходе оптрона всегда имеются электрические сигналы, а связь входа с выходом осуществляется световыми сигналами. Цепь излучателя является управляющей, а цепь фотоприемника — управляемой.

Важнейшими достоинствами оптронов являются следующие их свойства:

1. Отсутствие электрической связи между входом и выходом и обратной связи между фотоприемником и излучателем. Сопротивление изоляции между входом и выходом может достигать Ом, а проходная емкость не превышает 2 пФ и в некоторых оптронах снижается до малых долей пикофарада.

2. Широкая полоса частот колебаний, пропускаемых оптроном. Возможность передачи сигналов с частотой от нуля до Гц.

3. Возможность управления выходными сигналами путем воздействия на оп­тическую часть прибора.

4. Высокая помехозащищенность оптического канала, т. е. его невосприимчи­вость к воздействию внешних электромагнитных полей.

5. Возможность совмещения оптронов в РЭА с другими полупроводниковыми и микроэлектронными приборами.

Недостатки оптронов следующие:

1. Относительно большая потребляемая мощность, из-за того что дважды происходит преобразование энергии, причем КПД этих преобразований невысок.

2. Значительное влияние температуры и радиации на свойства оптронов.

3. Заметное «старение», т. е. ухудшение параметров с течением

вре­мени.

4. Сравнительно высокий уровень собственных шумов.

5. Необходимость применения гибридной технологии вместо более удобной и совершенной планарной (в одном приборе объединены источник и приемник излучения, сделанные из разных полупроводников).

Все эти недостатки постепенно устраняются в процессе развития оптронной техники.

Конструктивно в оптронах излучатель и приемник излучения помещаются в корпус и заливаются оптически прозрачным клеем (рис. 10).

Рис.10.Конструкция оптрона

Микросхема К553УД2А. Операционный усилитель общего назначения.

К - обозначает ИС широкого применения;

5 – полупроводниковая;

53 - условный порядковый номер серии;

УД – операционный усилитель;

2 – условный номер;

А – эксплуатационные параметры.

К306ФЕ1

К - обозначает ИС широкого применения;

5 – вид конструктивно-технологического исполнения - прочие;

06 - условный порядковый номер серии;

ФЕ – полосовой фильтр;

1 – условный номер.