10 Дәріс. Оптрондар

Қарастырылатын сұрақтар:

1. Оптрондар.

2. Резисторлы оптрон.

3. Диодты оптроні.

4. Транзисторлы оптрон.

5. Тиристорлы оптрон.

Негізгі әдебиет:

1. Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника и МПТ: Учебник для вузов - М.: Высш. шк., 2005. - 799 с.

2. Батоврин В.К., Бессонов А.С., Мошкин В.В. LabVIEW: практикум по аналоговой и цифровой электронике: Лабораторный практикум. Издание второе. - М., 2008.

Қосымша әдебиет:

1. Ф.И.Вайсбурд, Г.А.Панаев, Б.Н.Савельев. Электроные приборы и усилители. Изд.3-е, стереотипное. – М.: КомКнига, 2005. – 472 с.

2. Раимова А.Т., Якупов С.С. Электроника и основы микропроцессорной техники: Учебное пособие.- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003. – 145 с.

Оптрон дегеніміз – сәуле шығарғышы мен қабылдағышы бір корпуста жинақталған опто-электрондық аспап. Сәуленің тек аспап ішінде таратылуына байланысты, оның қай жилікте таралуы адам бақылауына бәрібір болғандықтан тиімділігіне қарай ол көбінесе инфрақызыл жолақта жұмыс жасайды. Мұндайда қойылатын негізгі талап – сәуле шығарғыш мен сәуле қабылдағыштың "бір тілде сөйлеуі", яғни сәуле қай жиілікте таралатын болса, қабылдағыш та сол жиілікке

сезімтал болуы керек. Әлбетте сәуле өтетін оптикалық ортаның да өткізгіштігі осы жиілікте ең жоғарғы басқаша айтқанда "мөлдір" болғаны дұрыс. Мұндай қасиет өндірісте жиі қолданылатын оптикалық лактар мен желімдерге тән. Сәуле өткізгіштеріне аса жоғары талап қойылғанда, арнайы сәуле шоғырландырғыш - оптикалық линзалар немесе шыны талшықтарынан тұратын жіңішке түтікше сымдар - сәуле жолдары пайдаланылады. Жарық сәулесінің ауа кеңістігінде тез сөнуімен салыстырғанда, сәуле жолдарынан өткенде ол тіпті сөнбей өтеді десе де болады.

Оптрондарда сәулеленгіш ретінде жарық диоды қолданылып, ол оптрондардың тез әрекеттігін қамтамасыз етеді, ал қабылдағыштар -фотокедергі, фотодиод, фототранзистор немесе фототиристор болуы мүмкін. Фотоқабылдағыштың қолдану түріне қарай оптрондар фотокедергілі, фотодиодты, фототранзисторлы, фототиристорлы болады.

Егер оптронды төртполюсті (төрт электродты) элемент деп алсақ, олардың сипаттамаларын үш түрге жіктеп қарауға болады, кірмелі электродтарының кірмелі сипаттамасы; шықпалы электродтарының шықпалы сипаттамасы және сигналдың кірмеден шықпаға беріліс сипаттамасы. Енді оптрон құрылымының неден тұратынын еске ала отырып, осы сипаттамаларды да оңай табуға болады. Көп жағдайда кірмелі жолдарын жарық диоды құрайтындықтан, оптронның кірмелі сипаттпамасы жарық немесе кәдімгі диодтың тура қосылудағы вольтамперлік сипаттамасына ұқсас.

Оптронның шықпалы сипаттамасы I_ш = f(U_ш) ондағы сәуле қабылдағыш аспаптың сипаттамасы болып табылады; фототранзистор болса транзистордың, фототиристор болса тиристордың т.с.с. Мысал ретінде диодтық оптронды алайық. Егер шығқпалы жақтағы фотодиод фототүрлендіру режимінде тұрса, онда оның кері қосылуда болғаны, яғни кірмелі тоғы I_к жоқ кезінде біз диодтың кері қосылудағы әдеттегі вольтамперлік сипаттамасын аламыз. Кірмелі тоғын арттыра түссек, фотодиодқа берілген сәуле күшінің өсе түскеніндей әсер алып, сипаттама да жоғарылай түседі. Бірақ, оптронның фотодиод сипаттамасынан айырмашылығы, оның сәуле күшінен емес, кірмелі тогының шамасынан өзгеруі.

Оптронның беріліс сипаттамасы кірмелі-шықпалы токтарының өзара тәуелділігі ретінде қарастырылады, яғни I_ш=φ(I_k). Әдетте, бұл сипаттама координаталар басынан басталып (өте аз шамалы тоқтарды есептгемегенде), түзу сызықты болып келеді. Әртүрлі оптрондарда бұл сипаттаманың көтерілу бұрышы әртүрлі болып, күшейту коэффициентерімен қатар, оның қисықтығы да арта түседі. I_ш=φ(I_к) сипаттамасының түзулігін сақтау мүмкіндігі болмайды. Осы тұрғыдан қарағанда, диодтық оптронның сипаттамасының түзулігін сақтай отырып, оның күшейтуін белгілі транзисторлық немесе интегралдық

күшейткіштерге тапсырсақ, тиімді болады.

Беріліс көрсеткіштері: тоқ беру коэффициенті, қосылу, ажыратылу ұзақтықтары.

Гальваникалық алшақтау көрсеткіштері: кірмелі-шықпалы тізбек арасындағы кернеуге шыдам шегі (изоляциалау кернеуі) және изоляциялау кедергісі мен сыйымдылығы.