R EFETRA T
pe această temă
fototiristory
Astăzi, progresul în diferite domenii ale științei și tehnologiei este de neconceput fără utilizarea electronicii optice. Sistemul electronic electronic a jucat mult timp un rol principal în viața oamenilor. Și în fiecare an, introducerea sa în toate sferele activității umane devine mai intensă. Și există motive pentru asta. Dispozitivele optoelectronice au un număr de diferențe față de alte dispozitive.
Următoarele sunt avantajele acestora.
a) Capacitate mare de informare a canalului optic datorită faptului că frecvența oscilațiilor luminii (aproximativ 1015 Hz) este de 103-104 ori mai mare decât în domeniul radiotehnic dezvoltat. Valoarea mică a lungimii de undă a oscilațiilor luminoase oferă o densitate ridicată de înregistrare a informațiilor în dispozitivele de stocare optice (până la 108 biți / cm2).
b) Direcționalitatea ascuțită a radiației luminoase, datorită faptului că divergența unghiulară a fasciculului este proporțională cu lungimea de undă și poate fi mai mică de un minut. Aceasta permite transmiterea energiei electromagnetice în pierderi concentrate și joase într-o anumită regiune a spațiului. În cazul dispozitivelor electronice de dimensiuni reduse, fasciculul laser poate fi direcționat către situri fotosensibile de dimensiuni micronice.
c) Posibilitatea de modulare dublă temporală și spațială a fasciculului luminos. Zona minimă elementară într-un plan perpendicular pe direcția de propagare. Aceasta permite procesarea paralelă a informațiilor, ceea ce este foarte important atunci când se creează complexe de înaltă performanță.
d) Deoarece sursa și receptorul în optoelectronică nelegate între ele electric, iar cuplare; se realizează numai prin fasciculul de lumină (fotoni electric neutru), ele nu influențează reciproc. Prin urmare, în dispozitivul optoelectronic fluxul informațional se transmite numai într-o singură direcție - de la sursă la receptor. Canalele prin care se propagă radiațiile optice nu interferează una cu cealaltă și sunt practic insensibile la interferențe electromagnetice (de aici imunitatea ridicată la zgomot).
e) posibilitatea operării directe cu imagini perceptibile vizual: citire foto, vizualizare (de exemplu, pe cristale lichide).
Orice dispozitiv optoelectronic conține o unitate fotodetector.
Fotodetectorul este proiectat să transforme radiația luminii în semnale electrice. Ca fotodetectoare pot fi folosite:
fotorezistul,
fotodiode,
fototranzistoare,
fototiristory,
fotomultiplicatori și alte elemente.
Fig. 1. Denumiri, modele și caracteristici ale fotodetectoarelor semiconductoare
fototiristory
Principiul acțiunii fototristorului se bazează pe fenomenul generării purtătorilor de sarcină într-un semiconductor, mai precis, în joncțiunea pn II, care este sub acțiunea unui flux de lumină. Pentru a controla fototristorul în jug, este prevăzută o fereastră pentru transmiterea fluxului luminos. Un avantaj semnificativ al fotistristorilor în fața tiristoarelor controlate de un semnal electric este absența cuplării galvanice între dispozitivele electrice și sistemul lor de comandă.
Fototristorul este un dispozitiv optoelectronic care are o structură similară cu cea a unui tiristor convențional și diferă de acesta din urmă prin faptul că este pornit nu prin tensiune, ci prin lumina care iluminează poarta. Atunci când fototiristorul este iluminat, în semiconductor se generează purtătoare de încărcare ale ambelor semne (electroni și găuri), ceea ce duce la creșterea curentului prin tiristor prin fotocurent.
Fototristorul are o structură p-n-p-n cu patru straturi, care, ca și în cazul unui tiristor convențional, poate fi reprezentată ca o combinație a două tranzistoare care au feedback-ul pozitiv al curentului. tranziție Fototiristory sub efectul semnalului de control al luminii de la starea închisă a deschis realizată atunci când nivelul de declanșare curent ICP brusc după depășirea unui anumit potențial obstacol (vezi. Fototiristory IVC în Fig. 1).
Principiul fototiristory funcționare: Dacă anod este aplicat un rezultat pozitiv (în raport cu catod) de tensiune, extreme de tranzițiile de mod întunecat va fi deplasat în înainte și tranziția medie - în direcția opusă și fototiristory va fi într-o stare închisă. Când tranziția este iluminată într-o bază subțire, se generează perechi de electroni. Electronii de pe suprafața difuzează în adâncimea stratului de gaură și trec liber prin trecerea mijlocie către anod. La o anumită intensitate a radiației luminoase corespunzătoare puterii luminoase (1-10) • 10
2 W / cm2, concentrația de electroni crește, provocând o multiplicare avalanșă a purtătorilor de încărcare cu includerea ulterioară a fototristorului. Sensibilitatea spectrală maximă se situează în intervalul 0,9-1,1 μm
Fototiristori avantaj principal - abilitatea de a comuta curenții substanțiale și tensiuni semnale luminoase slabe - este utilizat în dispozitive „forță“ optoelectronică, cum ar fi elemente de acționare ale sistemului de control, redresoare și invertoare.
Acest dispozitiv este utilizat în redresoare controlate cu lumină și este cel mai eficient în controlul curenților mari la tensiuni înalte. Viteza de răspuns la lumină este mai mică de 1 μs.
Fototiristii sunt obisnuiiti din siliciu, iar caracteristicile lor spectrale sunt aceleasi ca si pentru alte elemente sensibile la lumina de siliciu.
Ca și fototranzistori, fototiristii sunt adesea utilizați în combinație cu radiatoare optic selectate, sub formă de optocuploare.
Toroidal optocuploareSpre deosebire de tranzistor, tiristor, fotocupler permit să amplifice semnalul de informație, nu numai curentul, ci și asupra capacității, adaptată pentru funcționarea la tensiuni la intrare și ieșire diferă prin ordine de mărime - cum ar fi în cazul prezentat în Fig. 2.
la nivelul semnalului de intrare de 5 V (computer) este convertit la o putere de 220 V AC. Un astfel de optocuplor tiristor poate fi, la rândul său, utilizat pentru a controla tiristoarele pentru zeci de kilovolți sau sute de amperi (de exemplu, în rețelele electrice).
Fig. 2. Optocuploarele tiristorice în circuitul de comandă a motorului