быстродействие, определяемое граничной частотой fгр и време-

нами нарастания и спада выходного сигнала до уровня 50 % его

амплитуды;

сопротивление изоляции Rиз;

проходная ёмкость.

ВлияниеизменениятемпературынаОПопределяетсятемператур-

нымипараметрамисветодиодаифотоприёмника. ДляGaAs-светодио-

даиSi-фототранзистораэтизависимостипротивоположныпознаку.

Уменьшение мощности излучения светодиода с ростом темпера-

туры компенсируется увеличением коэффициента передачи Ki ОП в

интервале рабочих температур изменяется незначительно. Однако

приувеличениитемпературывозрастаютвременанарастанияиспа-

да импульса, это следует учитывать при эксплуатации ОП.

Современным ОП присущи некоторые недостатки: значитель-

ная потребляемая мощность из-за двойного преобразования энер-

гии, высокий уровень собственных шумов, сложность технологии.

Осуществляется интенсивное совершенствование ОП. На рис. 3.61

представлены некоторые виды оптронов.

Рис. 3.61. Оптопары:

а, б — диодные; в — транзисторная; г — с составным транзистором; д —

тиристорная; е — резисторная

3.13. Терморезисторы

Терморезисторы (ТР) — это полупроводниковые тепловые

приборы, способные изменять свое электрическое сопротивление

при изменении их температуры. Наибольшее распространение по-

86

лучили терморезисторы (ТР) с отрицательным температурным

коэффициентом сопротивления (ТКС).

По конструкции и назначению различают ТР прямого и косвен-

ного подогрева. ТР прямого подогрева изменяют свое сопротивле-

ниеподвлияниемтепла, выделяющегосявнихприпрохожденииэлек-

трическоготока, иливрезультатеизменениятемпературыокружаю-

щей среды. В ТР косвенного подогрева имеется подогреватель,

который служит дополнительным источником тепла. Сопротивле-

ние такого ТР изменяется за счет энергии подогревателя.

Уменьшениесопротивленияполупроводникаотувеличениятем-

пературы может быть вызвано возрастанием концентрации носи-

телей заряда или их подвижности или фазовыми превращениями

полупроводникового материала.

Температурное изменение сопротивления ТР имеет экспоненци-

альный характер:

RТ = R∞eВ/Т,

(3.33)

где R∞ — постоянная, зависящая от материала и размеров ТР; Т —

термодинамическая температура; B = ∆W3 / (2k ) — коэффициент

температурной чувствительности; ∆W3 — ширина запрещенной

зоны полупроводника.

Температурный коэффициент сопротивления ТКС

AТКС = dRТ / (RТdT )= −B / T 2 = −∆W3 / (2k ).

(3.34)

Отсюда следует, что сопротивление Rт и ТКС тем больше, чем

больше ширина запрещенной зоны полупроводника ∆W3.

Большую часть ТР с отрицательным ТКС изготовляют из поли-

кристаллических оксидных полупроводников. Обычно используют

смеси оксидов никеля и

марганца; никеля, марган-

ца и кобальта; меди, ко-

бальта и марганца и др.

Методами керамической

технологии путем высоко-

температурногообжигаза-

готовок из оксидных полу-

проводников изготовляют

Рис. 3.62. Устройство терморезисторов:

ТР в форме стержней, тру-

1 — эмалевое покрытие; 2 — токопроводя-

бок, дисков. На рис. 3.62

щая область; 3 — металлизация)

87

показано устройство терморезис-

тора. При этой технологии ве-

α(t)

лик разброс параметров одно-

типных образцов ТР.

Rt(t)

ЭтинедостаткиустраняютвТР,

изготовленныхизмонокристаллов

Рис. 3.63. Характеристикитерморе-

ковалентных полупроводников

(кремния, германия, карбидакрем-

зисторов:

ния и др.). Зависимость сопротив-

а — температурные; б — статиче-

ленияэтихполупроводниковопре-

ские вольт-амперные

деляется в основном изменением

концентрации носителей заряда.

Для создания ТР с большим отрицательным ТКС можно ис-

пользовать также оксиды ванадия V2O4 и V2O3, удельное сопро-

тивление которых значительно(на несколько порядков) умень-

шается при температуре (68° и 100 °С) фазовых превращений.

Характеристики. Температурная характеристика Rt = φ(t°C) ил-

люстрирует зависимость сопротивления прибора от температуры

(кривая 2 на рис. 3.63, а). Кривая 2 выражает зависимость ТКС

(αТКС) оттемпературыдляТРсотрицательнымТКС. Свойстватер-

морезисторов, работающих при комнатной температуре, оценива-

ют по ВАХ.

Статистические вольт-амперные характеристики выражают

зависимость падения напряжения на ТР от проходящего через

него тока в условиях теплового равновесия между окружающей

средой и ТР (рис. 3.63, б). При малых токах напряжениях мощ-

ность, выделяемая на ТР, недостаточна для его разогрева, по-

этому начальный участок характеристик (до штриховой линии

АБ) линейны, а дифференциальные сопротивления на них поло-

жительны. При дальнейшем увеличении тока температура ТР по-

вышается, сопротивление снижается (см. рис. 3.63, а) и линей-

ность статистических ВАХ нарушается.

У терморезисторов, используемых для автоматического управ-

ления, нелинейный участок ВАХ (кривая 1 на рис. 3.63, б), имею-

щий резкий спад напряжения, является рабочим. ТР, используемые

длястабилизациинапряжения, врабочейобластиимеютвесьмапо-

логиехарактеристики(кривая2). Визмерительныхсхемахпредпоч-

тительны ТР, у которых с ростом тока напряжение увеличивается

(кривая 3).

88