Діодні оптопари

Типовим представником цього класу є оптопари, які складаються з випромінювача, створеного на основі GaAs, і кремнієвого p- i n- фотодіода, які зв’язані між собою кремнійорганічним середовищем.

Діодні оптопари мають найбільшу передаточну характеристику серед інших типів оптопар і широко використовуються для передачі аналогового сигналу.

Широкий діапазон робочих частот, малий рівень власних шумів, слаба температурна залежність параметрів – це також переваги діодних оптопар з точки зору їх використання у аналогових пристроях.

Особливим випадком експлуатації слід вважати роботу діодних оптопар у фотогальванічному режимі (рис. 5).

Основною вимогою до таких оптопар-джерелом енергії з електричною ізоляцією – є високий ККД:

, (1)

де Р_вих – максимальна потужність, яку може віддати фотоприймач у навантаження.

Для оптопар, які експлуатуються у винтельному режимі, характерним є велике значення К_І  3  4%.

Транзисторні оптопари

Ці прилади складають найбільш вагомий клас оптронів. Це пояснюється перш за все тим, що у цих приладах вдається отримати значення вихідного струму, достатнє для дії послідуючих пристроїв.

Як фотоприймач у транзисторній оптопарі найчастіше використовують кремнієвий планарний транзистор n-p-n з зовнішніми виводами тільки емітера і колектора, інколи виводять і базовий електрод. Джерелом випромінювання служить світлодіод із GaAs.

Транзисторні оптопари рядом своїх властивостей вигідно відрізняти від інших оптронів. Це перш за все схемотехнічна гнучкість, яка проявляється у тім, що колекторним струмом можна керувати як у колі світлодіода (оптично), так і в базовому колі (електричному), а також у тім, що вихідне коло може працювати і в лінійному, і в ключовому режимі. Механізм внутрішнього підсилення забезпечує отримання великих значень коефіцієнта передачі К_І, так що послідуючі підсилюючі каскади не завжди необхідні. Важливим є те, що інерційність оптопари не дуже велика і для багатьох випадків цілком допустима. Вихідні струми фоторезисторів значно вищі, ніж, наприклад, у фотодіодів, що робить їх придатними для комутацій широкого кол електричних кіл. На кінець, необхідно відмітити, що все це досягається при відносній простоті технології виробництва транзисторних оптопар.

Характеристики транзисторної оптопари суттєво відрізняються від аналогічних характеристик діодної. Передаточна характеристика по струму суттєво відхиляється від лінійної залежності, причому тим більше, чим вищі підсилюючі властивості самого транзистора і чим більший вхідний струм.

Суттєве підвищення коефіцієнта передачі можливе в оптопарі з складовими фоторезисторами. Однак при цьому як правило знижується швидкодія і погіршується температурна стабільність.

Внаслідок, перш за все, високої нелінійності передаточної характеристики транзисторних оптопар, а також сильної температурної залежності параметрів, високого рівня шумів і вузької полоси робочих частот транзисторні оптопари відносно рідко використовується для передачі аналогового сигналу.

Основний режим експлуатації транзисторних оптопар – ключовий. Простий ключ на транзисторній оптопарі показано на рис.6.