ФОТОТИРИСТОРЫ Выполнил студент группы 2 КС 1 Хасаев

ФОТОТИРИСТОРЫ Выполнил: студент группы 2 КС 1, Хасаев Руслан

Введение В наши дни прогресс в различных областях науки и техники немыслим без приборов оптической электроники. Оптическая электроника уже давно играет ведущую роль в жизни человека. А с каждым годом ее внедрение во все сферы человеческой деятельности становится все интенсивнее.

Определение Фототиристор — оптоэлектронный прибор, имеющий структуру, схожую со структурой обычного тиристора и отличается от последнего тем, что включается не напряжением, а светом, освещающим затвор. При освещении фототиристора в полупроводнике генерируются носители заряда обоих знаков (электроны и дырки), что приводит к увеличению тока через тиристор на величину фототока.

Достоинства l l l а) Высокая информационная емкость оптического канала. б) Острая направленность светового излучения в) Возможность двойной — временной и пространственной модуляции светового луча. г)Источник и приемник не влияют друг на друга. д)Возможность непосредственного оперирования.

Фотоприемный блок Любое оптоэлектронное устройство содержит фотоприемный блок. Фотоприемник предназначен для преобразования светового излучения в электрические сигналы. В качестве фотоприемников могут быть использованы: l фоторезисторы l фотодиоды l фототранзисторы l фототиристоры l фотоумножители и другие элементы.

Конструкция

Обозначения, конструкции и характеристики полупроводниковых фотоприемников

Принцип действия В основе принципа действия фототиристора лежит явление генерации носителей заряда в полупроводнике, точнее в р-п переходе II находящемся под воздействием светового потока. Для управления фототиристором в его корпусе предусмотрено окно для пропускания светового потока. Существенным преимуществом фототиристоров перед тиристорами, управляемыми электрическим сигналом, является отсутствие гальванической связи между силовыми приборами и системой их управления. l Принцип действия фототиристора: Если к аноду приложено положительное (по отношению к катоду) напряжение, то в темновом режиме крайние переходы окажутся смещенными в прямом, а средний переход - в обратном направлении, и фототиристор будет находиться в закрытом состоянии. При освещении перехода в тонкой базе происходит генерация пар электрон -дырка. Электроны с поверхности диффундируют в глубь дырочного слоя и свободно проходят через средний переход к аноду. При определенной интенсивности светового излучения, концентрация электронов возрастает, вызывая лавинообразное умножение носителей заряда с последующим включением фототиристора. l

Структура l Фототиристор имеет четырехслойную р-n-структуру, которую, как и в обычном тиристоре, можно представить в виде комбинации двух транзисторов, имеющих положительную обратную связь по току. Переход фототиристора под действием светового управляющего сигнала из закрытого состояния в открытое осуществляется при достижении уровня тока срабатывания Iср. скачком после преодоления определенного потенциального барьера

Структура

Дополнение Основное достоинство фототиристоров - способность переключать значительные токи и напряжения слабыми световыми сигналами используется в устройствах «силовой» оптоэлектроники, таких, как системы управления исполнительными механизмами, выпрямителями и преобразователями. l Этот прибор применяется в управляемых светом выпрямителях и наиболее эффективен в управлении сильными токами при высоких напряжениях. l Фототиристоры обычно изготавливают из кремния, и спектральная характеристика у них такая же как и у других кремниевых светочуствительных элементов. l Как и фототранзисторы, фототиристоры часто применяются совместно с подобранными по характеристикам излучателями, в виде оптопар. l

Тиристорные оптопары l В отличие от транзисторных тиристорные оптопары позволяют усиливать информационный сигнал не только по току, но и по мощности, поскольку приспособлены для работы при напряжениях на входе и выходе, отличающихся на порядки.

Тиристорные оптопары в схеме управления двигателем

Параметры оптопар l Представить параметры тиристорных оптопар малой и средней мощности можно на примере характеристик оптопары АОУ 115 Д (предельные электрические параметры при Tокр = +25°С):

Дополнение Из приведенных данных видно, что коэффициент передачи по мощности составляет (400 В× 0, 1 А/2 В× 0, 03 А)× 100% = 66667%, что существенно выше возможностей других видов оптопар. Кроме того, включенное состояние фототиристора сохраняется и прекращении излучения входного диода. Следовательно, управляющий сигнал может подаваться только на момент отпирания фототиристора, что экономично, дополнительно повышает коэффициент передачи по мощности и может быть полезно при многоканальном управлении. l Пары оптоэлектронных элементов «источник - приемник» не в виде отдельной микросхемы, а как составная часть более сложного типового прибора используются, например, в преобразователях линейных и угловых перемещений. l

Источники(ЛИТЕРАТУРА) Юшин А. М. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. l Быстров Ю. А. , Гапунов А. П. , Персианов Г. М. Оптоэлектронные устройства в радиолюбительской практике: Справочное издание. l Интернет l