8. Элементы оптоэлектроники. Управляемые источники света. Фотоприёмники. Оптроны. Оптоэлектронные ис.

Оптоэлектронными приборами называют устрой­ства, излучающие и преобразующие излучение в инфракрасной, видимой или ультрафиолетовой областях спектра или исполь­зующие для своей работы электромагнитные излучения, ча­стоты которых находятся в этих областях.

1.Оптоэлектронный переключатель представляет гибридную микросхему, содержащую оптоэлектронную пару и усилитель. В переключателе используются высокоэффективные светодиоды на основе apceнида галлия, легированного кремнием, и быстродействующие кремниевые p-i-n-фотодиоды. Иммерсионной средой является халькогенидное стекло с показателем преломления 2,7. Коэффициент передачи тока в оптоэлектронной паре составляет 3—5 при нормальной температуре, времена включения (сумма времен задержка и нарастания фронта) 100—250 пс, гальваническая развязка цепи светодиода и фотоприемника по постоянному току 10⁹ Ом. Микросхема выполнена в круглом металлостеклянном корпусе типа ТО-5. 2.  Оптоэлектронный ключ предназначен для коммутации высоковольтных цепей переменного и постоянного токов. Он имеет четыре независимых канала, каждый из которых содержит две оптоэлектронные пары, состоящие из светодиода и высоковольтного p-i-n-фотодиода. Фотодиоды соединены встречно-последовательно, поэтому сопротивление ключа в запертом состоянии (в отсутствие тока через светодиоды) независимо от полярности приложенного напряжения определяется темновым сопротивлением смещенного в обратном направлении p-i-n-фотодиода; значение его составляет примерно 10⁹ Ом.  3.  Транзисторный ключ предназначен для коммутации постоянных напряжений до 50 В. Прибор имеет два независимых канала, каждый из которых содержит оптоэлектронную пару, состоящую из арсенидгаллиевого светодиода и кремниевого n-p-i-n-фототранзистора. Оптоэлектронная пара имеет коэффициент передачи тока 2, номинальный рабочий ток 10 мА, быстродействие в режиме усиления 100—300 нс.  4.Коммутатор аналоговых сигналов предназначен для применения в системах селективной обработки аналоговых сигналов. Электрическая схема одного канала коммутатора приведена на рис. 1. Канал содержит оптоэлектронную пару, состоящую из арсенидгаллиевого светодиода и двух встречно включенных n-i-n-фотодиодов, выполненных в одном монокристалле.

Управляемые источники света

Источник, световой поток или яркость которого является однозначной функцией электрического сигнала, поступающего на его вход, называют управляемым источником света.

Общими требованиями к управляемым источникам света оптоэлектронных цепей являются: стабильность и линейность характеристики преобразования, миниатюрность, малая потреб­ляемая мощность, большой срок службы, высокая надежность, высокая эффективность, достаточно большое быстродействие, возможность изготовления в виде интегральных микросхем, возможность смещения спектральных характеристик в любую заданную часть рабочей области спектра, механическая проч­ность и технологичность.

В основе работы управляемых излучателей света лежит одно из следующих физических явлений: температурное свече­ние; излучение при газовой разрядке; электролюминесценция; индуцированное излучение.

В некоторых случаях управляемый источник света может быть получен соединением двух оптических приборов: неуп­равляемого источника света с постоянным световым потоком и модулятора света, т. е. устройства, пропускная способность которого зависит от электрического сигнала, поданного на него. Существующие излучатели только частично удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ней. Это существенно тормозит развитие оптоэлектроники.