1 Принцип действия оптического квантового генератора.
2 Одномодовый и многомодовый режимы генерации.
3 Принцип действия полупроводникового инжекционного лазера.
4 Пороговый ток. Пути снижения порогового тока.
5 Преимущества полупроводниковых лазеров. Области их применения.
6 Недостатки полупроводниковых лазеров.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4.
Статические характеристики оптопар (оптронов).
1 Цель работы.
Цель: Ознакомиться с физическими принципами работы оптопар. Измерить статические характеристики оптопар и определить коэффициент передачи по току.
2 Принцип действия и конструкция оптопар.
Оптопарой или элементарным оптроном называется оптоэлектронный полупроводниковый прибор, состоящий из излучающего и фотоприёмного элементов, между которыми имеется оптическая связь и обеспечена электрическая изоляция. Принцип действия оптронов основан на двойном преобразовании энергии. Энергия входного электрического сигнала преобразуется излучателем в оптическое излучение, фотоприёмник, поглощая часть этого излучения, осуществляет обратное преобразование оптического сигнала в электрический. Следовательно, оптрон представляет собой прибор с электрическими входными и выходными сигналами. В электрических схемах оптроны идеально выполняют функцию гальванической развязки.
Оптрон, содержащий один излучатель и один фотоприёмник, называется оптопарой. По типу использованного в оптопаре фотоприёмника, оптопары подразделяют на: а) резисторные б) диодные в) транзисторные и г) тиристорные. Излучателем в оптопаре являются либо миниатюрные лампы накаливания (в резисторных), либо светодиоды.
По функциональному признаку оптроны можно разделить на следующие группы:
- информационные
- управляющие
- линейные
- энергетические.
Основные достоинства оптопар заключаются в обеспечении сверхвысокой электрической изоляции входных и выходных каскадов, однонаправленности потока информации, отсутствия обратной связи с выхода на вход, невосприимчивость оптических каналов связи к воздействию электромагнитных полей.
Недостатками оптронов являются: низкий КПД, обусловленный двойным преобразованием энергии и потерями в оптическом канале связи, сильная температурная зависимость параметров и высокий уровень шумов, конструктивно-технологическое несовершенство, обусловленное в основном использованием гибридных технологий при изготовлении оптронов.
При изготовлении оптопары также необходимо согласование фотоприёмника и излучателя по спектральным характеристикам, по быстродействию, по температурным зависимостям и др.параметрам.
Параметры оптронов подразделяются на четыре группы:
- входные (параметры излучателя)
- выходные (параметры фотоприёмника)
- передаточные (параметры передачи сигнала со входа на выход)
- параметры изоляции оптрона.
Входная и выходная цепь оптопар описываются стандартными параметрами излучателей и фотоприёмников: номинальный входной ток, входное напряжение, входная и выходная ёмкости (определяющие быстродействие прибора) и т.д. Задаются также предельные эксплуатационные параметры: максимальный входной ток и максимально допустимый выходной ток.
Передаточные параметры характеризуют эффективность передачи электрического сигнала с входа оптопары на выход. Основным параметром передаточных характеристик оптопар является коэффициент передачи по току, который задаётся отношением выходного тока к входному:
K=IВЫХ/IВХ
Зависимость выходного тока от входного IBЫX=f(IВХ) называется передаточной характеристикой. В общем случае эта зависимость является нелинейной, что обусловлено, в первую очередь, нелинейностью ватт-амперной характеристики излучателя.
Быстродействие оптопары характеризуется временем переключения. Параметрами электрической изоляции оптронов являются максимально допустимое пиковое UПИК и статическое напряжение изоляции UИЗ между входом и выходом, сопротивление изоляции, проходная ёмкость и максимально допустимая скорость нарастания выходного напряжения (U/dt)max.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.