Контрольные вопросы
Принципы действия фотоэлектронных приборов.
Схемы включения и применение фотоэлектронных приборов.
Режимы работы фотодиода.
Объясните вид ВАХ фотодиода.
1.6. Полупроводниковые излучатели
В
качестве полупроводниковых излучателей
света используются
светоизлучающие диоды (светодиоды).
Принцип действия светодиодов основан
на излучении квантов света при прямом
токе вследствие рекомбинации носителей
заряда. Цвет излучения определяется
материалом, из которого сделан фотодиод.
Индикаторы на фотодиодах бывают точечные
и знаковые (отображающие цифры и буквы).
Знаковые содержат диодную матрицу
(несколько диодов с объединенным одним
выводом). Светодиоды работают при
напряжении 2...5 В и токе до 40 мА на один
диод. Они имеют весьма низкий КПД.
На рис. 1.42 приведена схема включения светодиода и его яркостная характеристика – зависимость яркости B от тока I.
Основное применение светодиодов – устройства индикации.
Контрольные вопросы
Принцип действия светодиода.
Схема включения и применение светодиодов.
1.7. Оптоэлектронные приборы
Оптоэлектронные приборы (оптроны) – приборы с двойным преобразованием энергии, обеспечивающие потенциальную развязку между двумя электрическими цепями (рис. 1.43).
Оптрон состоит из источника и приемника излучения. В качестве источника используется светодиод, а в качестве приемника могут быть применены фоторезистор, фотодиод, фототранзистор или фототиристор.
Диодные и транзисторные оптроны характеризуются коэффициентом передачи тока. У диодных оптронов он составляет 0,01...0,03, а у транзисторных – 5...10.
Оптроны широко применяются в вычислительной технике и в автоматике. Тиристорные оптроны (оптотиристоры) значительно упрощают построение систем управления полупроводниковых преобразователей электроэнергии.
Контрольные вопросы
Принципы действия оптоэлектронных приборов.
Основное назначение оптоэлектронных приборов.
Объясните вид ВАХ оптоэлектронных приборов.
1.9. Элементы микроэлектроники
Микроэлектроника – область электроники, изучающая вопросы создания и применения микроэлектронных изделий.
Микроэлектронное изделие – электронное устройство с высокой степенью интеграции.
Интегральная микросхема (ИМС) – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки элементов (активных и пассивных), изготовленное в едином технологическом процессе и заключенное в общий корпус.
Активные элементы – транзисторы, диоды; пассивные – резисторы, конденсаторы.
Элемент ИМС – часть микросхемы, реализующая функцию электро-радиоэлемента, которая выполнена нераздельно от кристалла и не может быть выделена как самостоятельное изделие.
Компонент ИМС – часть микросхемы, которая может быть выделена как самостоятельное изделие.
Серия ИМС – совокупность типов ИМС, которые могут выполнять различные функции, имеют единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначены для совместного применения.
ИМС классифицируются по различным принципам.
1. По технологии ИМС делятся на:
а) полупроводниковые микросхемы, все элементы и соединения в которых выполнены в объеме и на поверхности полупроводника;
б) пленочные микросхемы, все элементы и соединения в которых выполнены в виде пленок (толстопленочные и тонкопленочные);
в) гибридные микросхемы содержат, кроме элементов, компоненты и кристаллы.
Полупроводниковая ИМС представляет собой кристалл полупроводника, непосредственно в котором за счет введения примесей формируются элементы схемы. В нем создаются и активные и пассивные элементы. В пленочной схеме на поверхность диэлектрика наносятся проводящие и непроводящие пленки, что позволяет формировать только пассивные элементы. Гибридная ИМС создается путем присоединения активных элементов, компонентов и кристаллов к пленочной схеме.
2. По степени интеграции (количеству элементов в одном корпусе) ИМС делятся на :
а) схемы малой интеграции (до 100 элементов);
б) схемы средней интеграции (100...1000 элементов);
в) схемы большой интеграции (1000...100000 элементов);
г) сверхбольшие интегральные схемы (свыше 100000 элементов).
3. По выполняемым функциям ИМС делятся на:
а) аналоговые интегральные микросхемы (АИМС);
б) цифровые интегральные микросхемы (ЦИМС).
Аналоговые интегральные микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. В них любому допустимому значению входного сигнала соответствует определенное значение выходного. К АИМС относятся линейные ИМС. В них входной и выходной сигналы связаны коэффициентом передачи.
Цифровые интегральные микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции, т.е. сигналов, которые могут принимать только два значения, условно называемые 0 и 1. К ЦИМС относятся и логические микросхемы. Устройство ИМС рассматривается в следующей главе.