Транзисторни оптрони
4.10. Транзисторни оптрони
Оптронът структурно се състои от два елемента: емитер и фотодетектор, комбинирани, като правило, в общ запечатан корпус.
Има много видове оптрони: резистор, диод, транзистор, тиристор. Тези имена показват вида на фотодетектора. Като излъчвател обикновено се използва полупроводников инфрачервен светодиод с дължина на вълната в диапазона 0,9. 1,2 µm. Използват се и червени светодиоди, електролуминесцентни излъчватели и субминиатюрни лампи с нажежаема жичка.
Основната цел на оптроните е да осигурят галванична изолация между сигналните вериги. Въз основа на това общият принцип на работа на тези устройства, въпреки разликата във фотодетекторите, може да се счита за един и същ: входният електрически сигнал, пристигащ в емитера, се преобразува в светлинен поток, който, действайки върху фотодетектора, променя неговата проводимост.
В транзисторен оптрон, облъчването на основата му създава същия ефект, както когато ток се приложи към основата на конвенционален транзистор и той се отваря.
В резултат на това на изхода на оптрона се формира сигнал, който в общия случай може да не е идентичен по форма с входа и входните и изходните вериги се оказват галванично несвързани. Между входната и изходната верига на оптрона е поставена електрически здрава прозрачна диелектрична маса (обикновено органичен полимер), чието съпротивление достига 10 9 . 10 12 ома.
Излъчвателят - безрамков светодиод - обикновено се поставя в горната част на металния корпус, а в долната част - върху държача на кристала - се укрепва силициев фотодетекторен кристал, като фототранзистор. Цялото пространство между светодиода и фототранзистора е запълнено с втвърдяваща се прозрачна маса. Този пълнеж е покрит с отразяващо покритиевътре в светлинните лъчи чрез слой, който предотвратява разсейването на светлината извън работната зона.
Отворите в корпуса за изходите на оптрона са запълнени със стъкло. Плътната връзка на капака и основата на тялото се осигурява чрез заваряване.
Има и оптрони с така наречения отворен оптичен канал. Тук инфрачервен светодиод служи като осветител, а фоторезистор, фотодиод или фототранзистор може да бъде фотодетектор. Разликата на този оптрон е, че излъчването му излиза навън, отразява се от някакъв външен обект и се връща към оптрона, към фотодетектора. В такъв оптрон изходният ток може да се контролира не само от входния ток, но и чрез промяна на позицията на външната отразяваща повърхност.
За оптрони с отворен оптичен канал оптичните оси на излъчвателя и приемника са или успоредни, или под лек ъгъл. Има дизайн на такива оптрони с коаксиално разположение на оптичните оси. Такива устройства се наричат оптрони.
Понастоящем оптроните се използват широко, особено за свързване на микроелектронни логически блокове, съдържащи мощни дискретни елементи с изпълнителни механизми (рела, електродвигатели, контактори и др.), Както и за комуникация между логически блокове, които изискват галванична изолация, модулация на постоянни и бавно променящи се напрежения, преобразуване на правоъгълни импулси в синусоидални трептения, управление на мощни лампи и индикатори за високо напрежение (Povny A., 2008 г.).
Обозначението на транзисторния оптрон е показано на фиг. 4.38.
