double arrow

Оптроны

Оптроном называется полупроводниковый прибор, в котором излучатель света и фотоприёмник оптически и конструктивно связаны между собой. Термин «оптрон» образован, как сокращение от английского «optical-electronic device».

В оптроне поступающий на вход электрический сигнал преобразуется излучателем в световой, передаётся по оптическому каналу к фотоприёмнику и снова преобразуется в электрический. При этом цепи входа и выхода гальванически отделены друг от друга. Источником светового излучения в оптроне служит арсенид-галлиевый легированный фосфором (GaAsP) светодиод, а фотоприёмником может быть кремниевый фотодиод, фототранзистор или фототиристор, потому что спектральные характеристики арсенид-галлиевого излучателя и кремниевого фотоприёмника хорошо согласуются между собой.

Оптическая среда в оптронах бывает трёх видов:

воздух или инертный газ – электрическая прочность Еп = 1…5 кВ;

силикатное стекло или полимерные лаки – Еп = 0,1…1 кВ;

волоконные световоды (полиметилметакрилат) – Еп = 50…150 кВ.

Условное графическое обозначение и основные параметры оптронов представлены в таблице 17.2.

Таблица 17.2

Основные параметры оптронов

Тип оптрона диодный транзисторный тиристорный
Условное графическое обозначение
Буквенное обозначение АОД АОТ АОУ
KI 0,02 30…100 102…103
fГР, МГц 0,5 -
Параметры коммутации выходной цепи U = 10…40 В I = 0,2…10 мА U = 5…30 В I = 5…50 мА U = 50…1400 В I = 0,2…300 А

Оптроны широко применяются там, где необходимо обеспечить гальваническую развязку электрических цепей по условиям электробезопасности или для снижения помех, а также в волоконно-оптических линиях связи.

Мощные тиристорные оптроны называются оптотиристорами. Их применяют в регулируемых выпрямителях. Схема управления оптотиристора не содержит импульсного трансформатора, поэтому она получается проще и экономичнее.

Более подробные сведения об оптронах приведены в литературе [4, 9, 13, 15].

Контрольные вопросы

1. Поясните принцип работы светодиода. Почему в светодиодах нельзя использовать кремний и германий?

2. От чего зависит цвет излучения светодиода?

3. Как влияет температура кристалла на срок службы светодиода?

4. Нарисуйте схему включения светодиода. Для чего в схеме устанавливается резистор Rогр?

5. Как устроены сверх яркие светодиоды белого свечения?

6. Поясните принцип работы фотодиода. Какие полупроводниковые материалы применяют для изготовления фотодиодов?

7. В каких режимах работают фотодиоды? Приведите схемы использования фотодиодов в этих режимах.

8. Что такое оптрон?

9. Приведите пример обозначения оптрона и его основные характеристики.

10. В каких схемах применяют оптотиристоры?


Сейчас читают про: