6.2.3 Электролюминесцентные порошковые излучатели

Конструкция таких излучателей представляет собой многослойную систему, состоящую из подложки (чаще всего это стекло), полупрозрачного проводящего слоя, нанесённого на подложку порошкового полупроводникового излучателя, диэлектрический защитный слой и металлический электрод.

Порошковый полупроводниковый материал скреплён связывающим диэлектрическим веществом. Каждое зерно полупроводникового материала изолировано от остальных. Такая конструкция может работать только на переменном токе. Под воздействием приложенного напряжения атомы, входящие в состав полупроводникового материала, ионизируются. Затем происходит процесс рекомбинации носителей заряда с выделением квантов света. Увеличение излучения определяется шириной запрещённой зоны, а также энергетическими уровнями.

Длительность послесвечения определяется временем жизни неосновных носителей заряда. Основная особенность таких излучателей состоит в том, что они могут работать только при переменном напряжении, причём это переменное напряжение должно быть больше напряжения ионизации. Всвязи с этим переменное напряжение колеблется в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен вольт.

Недостаток: с течением времени происходит снижение интенсивности излучения (с течением времени ухудшаются параметры полупроводника).

Яркостная характеристика:

С повышением частоты интенсивность света увеличивается.

6.2.4 Плёночные люминесцентные излучатели

Отличаются от порошковых тем, что между двумя электродами находится поликристаллическая плёнка люминофора. В этих излучателях отсутствует диэлектрическая связка внутри плёнки, поэтому они могут работать и на постоянном токе. Принцип действия аналогичен принципам действия светодиодов и других излучающих приборов.

Создаётся неравномерная концентрация носителей заряда за счёт прямого туннелирования.

Яркостная характеристика достаточно нелинейная, т. к. отдельные кристаллы люминофора имеют разные размеры.

Достоинство: высокая кратность измерения яркости.

Плёночные люминесцентные излучатели можно делать гибкими.

6.3 Оптоэлектронные приборы

6.3.1 Оптроны

Полупроводниковые оптроны– приборы, состоящие из излучателя и приёмника света, оптически связанных между собой, и предназначенных для выполнения различных преобразований электрических и оптических сигналов.

Наиболее часто оптроны используют в качестве гальванической развязки. В этом случае удаётся полностью разъединить цепь источника и цепь приёмника сигнала.

Оптроны могут быть построены по открытой схеме. В оптронах, построенных по открытой схеме, световой поток от излучателя света может попасть на фотоприёмник только через внешнюю среду. Такие устройства можно использовать либо в качестве датчиков, либо в создании квазимеханических переключателей.

Отражающая пластина

Наибольшее распространение получили оптроны, построенные по закрытой схеме:

В качестве источника света может быть использован любой тип излучателей света.

В качестве приёмника света можно использовать любой фотоэлектронный прибор.

Наибольшее распространение получили светодиоды, а в качестве приёмников света: фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры.

Использовались также ОЭП и лампы накаливания. С помощью ОЭП можно сделать преобразователь переменного напряжения в действующее.

Существуют оптроны, в корпусе которых заключены несколько оптронов. Например, в устройстве АОД109 – три независимых оптрона.

А – то, из чего изготовлен (материал);

О – оптрон (Р – резистор, Д – диод, Т – транзистор, У –тиристор);

Д – приёмник света;

109 – номер разработки.

С помощью оптронов можно создать интересные устройства.

Мы получили устройство с внутренней положительной обратной связью.

Входная характеристика этого устройства:

Этот прибор можно использовать для генерации переменного напряжения.

В этих устройствах есть один излучатель и несколько приёмников.

При увеличении входного напряжения увеличивается ток через VD. Увеличивается световой поток от диода, уменьшается сопротивление резистора. Значит, уменьшается ток через диод.

Основные характеристики оптронов:

1. Коэффициент передачи (преобразования) тока.

Этот коэффициент связывает между собой входную и выходную величину.

/Для фототранзисторов - ≈ 1 %./

2. Сопротивление изоляции или напряжение пробоя между входом и выходом.

U = 100 В – 5 кВ.

В настоящее время существуют оптоэлектронные микросхемы, которые строятся по гибридной технологии. Сама пластина – кремниевая, излучатель же – из арсенида галлия.