Носов Ю.Р, Сидоров А.С. Оптроны и их применение

• формат djvu
• размер 2.99 МБ
• добавлен 05 июля 2009 г.

Москва «Радио и связь»
1981. — 280с.
Рассмотрены принцип действия, физические основы, устройство и параметры оптронов и оптоэлектронных интегральных схем. Изложены особенности и расчёта схем, использующих оптроны.

Похожие разделы

1. Академическая и специальная литература
2. Приборостроение
3. Оптические приборы и системы

1. Академическая и специальная литература
2. Радиоэлектроника
3. Электронная компонентная база (ЭКБ)
4. Лазеры

1. Академическая и специальная литература
2. Радиоэлектроника
3. Электронная компонентная база (ЭКБ)
4. Оптические волноводы

1. Академическая и специальная литература
2. Радиоэлектроника
3. Электронная компонентная база (ЭКБ)
4. Фотоприемные устройства

1. Академическая и специальная литература
2. Физика
3. Квантовая физика
4. Квантовая оптика

1. Академическая и специальная литература
2. Физика
3. Оптика

Смотрите также

• формат djvu
• размер 6. 61 МБ
• добавлен 09 апреля 2011 г.

М.: Мир, 1990 — 360 с. Монография известного нидерландского специалиста посвящена газоразрядным СО2-лазерам, нашедшим широкое применение в науке и технике.

• формат djvu
• размер 732 КБ
• добавлен 22 сентября 2009 г.

Перевод с японского — Л., Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. Написана в форме диалога, состоит из вопросов и ответов. Каждый ответ иллюстрирован рисунками. Рассмотрены понятия и явления оптоэлектроники, ее применение в науке, технике, технологии.

Лабораторная

• формат docx
• размер 97.07 КБ
• добавлен 19 октября 2009 г.

КПУ, стр. 21. Применение квантовых и оптоэлектронных приборов Устройство и принцип действия лазерного дальномера, гироскопа, измерителя скорости

• формат djvu
• размер 5.2 МБ
• добавлен 27 марта 2011 г.

Библиотечка «Квант», Вып. 84 — М.: Наука, 1992. 240 с. ISBN 5 -02 -014404- 5 Оптоэлектpoника — бурно развивающаяся область науки и техники. Многие ее достижения вошли в быт: индикаторы, дисплеи, лазерные видеопроигpыватели. Разрабатывается твердотельное телевидение и многoe другoе. В этой книгe в популяр ной форме рассмотрены физические основы, устройство, характеристики основных элементов оптоэлектроники: лазеров, светодиодов, фотоприёмников….

• формат djvu
• размер 3.73 МБ
• добавлен 02 февраля 2009 г.

М.: Радио и связь, 1989. — 360 с. ил. Изложены физические основы оптоэлектроники: генерация и прием электромагнитных воли оптического диапазона, их распространение в различных средах, эффекты управления полем излучения. Рассмотрены важнейшие оптоэлектронные приборы и системы: волоконно-оптические линии связи, приборы отображения информации, оптопары, устройства интегральной оптики, оптоэлектронные дятчики, фотосчитывающие устройства, оптические з…

• формат doc
• размер 41.96 КБ
• добавлен 27 декабря 2009 г.

Применение лазеров в военном деле

• формат pdf
• размер 1.97 МБ
• добавлен 27 января 2009 г.

Рассматриваются основные оптоэлектронные элементы и устройства: источники и приемники оптического излучения, оптроны и оптоэлектронные микросхемы, индикаторные устройства, волоконно-оптические системы. Изложены физические основы работы, конструкции и технологии изготовления, основные параметры и области применения оптоэлектронных приборов. Для студентов и инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, производством и применением…

• формат pdf
• размер 2.75 МБ
• добавлен 14 февраля 2011 г.

Учебное пособие. — СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. — 107 с. В курсе лекций описаны основы оптики планарных волноводов, основные типы волноводных структур и их характеристики. Рассмотрены основы оптического материаловедения интегральной оптики, основные классы материалов, используемые в интегральной оптике, их характеристики и технологии синтеза, основные методы производства оптических волноводов. Приведены примеры интегрально-оптических устройств. Учебно…

• формат djvu
• размер 1.96 МБ
• добавлен 12 мая 2009 г.

Федоров Б. Ф. Лазеры. Основы устройства и применение. Москва, Издательство ДОСААФ, 1988. 192 с. Рассмотрены принципы работы и устройство различных типов оптических квантовых генераторов (лазеров). Рассказано о применении лазеров в науке и технике, а также в военном деле (по материалам открытой зарубежной печати) Рассчитана на молодежь, интересующуюся квантовой электроникой и готовящуюся к службе в армии.

Шпаргалка

• формат jar, jad
• размер 185.2 КБ
• добавлен 01 июля 2010 г.

Java приложение на телефон. Подходит на любой телефон, поддерживающий java. Есть функция поиска. шпора на экзамен. хну им. каразина рфф, бме 4 курс 1. Уравнения, описывающие поведение электромагнитных волн в свободном пространстве и в среде.

Оптические константы веществ. 2. Диэлектрическая проницаемость среды, вещества. Теория дисперсии в диэлектриках. Соотношение крамерса-кронига. 3. Поведение электромагнитных волн на границе двух сред. Поглощен…

51. Оптрон с оптической связью

Из нескольких разновидностей наиболее часто применяются оптроны с прямой внутренней оптической связью, осуществляющие преобразования вида – электрический сигнал – оптический сигнал – электрический сигнал (рис.44,а). Его передаточная характеристика, определяемая зависимостью выходного параметра фотоприемника от тока или напряжения источника излучения, описывается уравнением

I_ВЫХ=f(I_ВХ1,I_ВХ2,I_ВХ3)

где Iвых – выходной ток оптрона;

Iвх1, Iвх2, Iвх3 – значения токов на различных входах оптрона.

Передаточные характеристики таких оптронов могут иметь различный вид в зависимости от используемых элементов. Если источник света, оптическая среда и фотоприемник имеют линейные передаточные характеристики, то характеристика оптрона также будет линейной (рис. 44,б). Если в качестве элемента ИИ используются газоразрядные лампы либо светодиоды с S-образной характеристикой, то оптрон будет иметь ключевую характеристики (рис.44,в). В зависимости от типа фотоприемника различают фоторезисторные, фотодиодные, фототранзисторные и фототиристорные оптроны (рис.45). Фоторезисторные оптроны имеют линейную выходную вольтамперную характеристику, однако, из-за большой инерционности их применение ограничено.

Гораздо более широкое развитие получили фотодиодные и фототранзисторные оптроны. У фотодиодных оптронов коэффициент передачи тока Кi — невелик (единицы процента), однако их быстродействие tвкл(выкл)≈10-8с.

Фототранзисторные оптроны имеют большой коэффициент передачи тока (Кi=6÷8), но относительно невысокое быстродействие (tвкл(выкл)≈2∙10-3с). Фототиристорные оптроны могут применяться для коммутации силовых цепей с напряжением до 1300В и токами до 300А.

Рис. 44. Оптрон

(а – устройство; б – передаточная характеристика; в – ключевая характеристика)

52.

Оптрон с электрической связью (см. 51)

Оптрон с оптической связью представляет собой электрический усилитель и развязывающий элемент; оптрон с электрической связью — усилитель и спектральный пре­образователь света. рисовать б

53. Микроэлектроника

Микроэлектроника — подраздел электроники, связанный с изучением и производством электронных компонентов с геометрическими размерами характерных элементов порядка нескольких микрометров и меньше[1].

Такие устройства обычно производят из полупроводников и полупроводниковых соединений, используя фотолитографию и легирование. Большинство компонентов обычной электроники: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы, изоляторы и проводник — также применяются и в микроэлектронике, но уже в виде миниатюрных устройств в интегральном исполнении.

Цифровые интегральные микросхемы по большей части состоят из транзисторов. Аналоговые интегральные схемы также содержат резисторы и конденсаторы. Катушки индуктивности используются в схемах, работающих на высоких частотах.

С развитием техники размеры компонентов постоянно уменьшаются. При очень большой степени интеграции компонентов, а следовательно при очень малых размерах каждого компонента, очень важна проблема межэлементного взаимодействия — паразитные явления. Одна из основных задач проектировщика — компенсировать или минимизировать эффект паразитных утечек.

Различают такие направления микроэлектроники, как интегральная и функциональная.

Что такое оптрон и его применение с примерами

ⅠВведение

Эта статья посвящена электронным компонентам. Для оптического компонента см. оптический изолятор   . В этом блоге будут представлены некоторые основы оптопар и способы их использования.

Каталог

ⅰintroduction

, Связанный с оптокуплее0007

Ⅲ Photocoupler / Opto-coupler Basics

Ⅳ Opto-coupler Symbol

Ⅴ Optocoupler and Optoisolator  Specifications

Ⅵ How It Works

Ⅶ Преимущества и типы

Ⅷ Типичные области применения на примере

Ⅸ Различия между оптронами и твердотельными реле

Ⅹ Как использовать оптопару или фототранзистор с Arduino ?

ⅺ FAQ

Как работает Optocoupler, и пример схемы

Оптокуплер, связанный с видео, : В этом видео мы познакомим, как Anptocou, связанный с видео.

 

Ⅱ Фотопары, оптопары и оптоизоляторы

Оптопары известны под разными названиями, включая оптоизоляторы и  фотопара   .

Оптопара, также известная как оптопара . Полупроводниковое устройство, которое передает сигнал от одной электрической цепи к другой, обеспечивая гальваническую изоляцию.

Фотопары или оптопары обычно содержатся в одном корпусе, который часто имеет размер интегральной схемы, хотя он сильно различается в зависимости от предполагаемого применения.

Оптопары или оптопары выполняют множество функций: их можно использовать для передачи данных по двум цепям, их можно использовать в оптических энкодерах, где оптопара обнаруживает видимые переходы краев на колесе энкодера для определения положения, и их можно использовать в множество других схем, где требуются оптические связи и переходы.

Они даже используются в твердотельных реле, где оптическая связь используется для электрической изоляции входа и выхода, позволяя переключать выход в зависимости от состояния входа. В результате оптопары или оптронов можно найти в неожиданно большом количестве цепей. Рисунок 1: Оптопары0005 оптоизолятор :

• Излучатель света:  Излучатель света расположен на входной стороне и преобразует входящий сигнал в световой сигнал. В качестве излучателя света обычно используется светоизлучающий диод.
• Световой детектор: Световой детектор в оптроне или оптроне обнаруживает свет, излучаемый излучателем, и преобразует его обратно в электрический сигнал. Детектор света может представлять собой устройство любого из нескольких различных типов, от  фотодиод   на фототранзистор, фотодарлингтон и так далее.

Излучатель и детектор адаптированы друг к другу с соответствующими длинами волн для достижения максимальной связи.

Другие схемы, такие как последовательный резистор для светодиода или возможность управления диодом, могут быть включены в оптопару. Выходной усилитель может быть включен в оптопару.

Хотя оптопара или оптоизолятор обычно представляют собой единый интегрированный блок, того же результата можно добиться, используя отдельные устройства. Однако необходимо учитывать механические устройства, что часто делает оптопару, состоящую из отдельных устройств, менее удобной, хотя для оптоизоляторов для некоторых приложений могут потребоваться отдельные компоненты.

 

Ⅳ

  Символ оптопары

На схемах символ оптопары представляет функцию и внутренние элементы всего компонента. Символ изображает светодиод, который обычно используется в качестве излучателя света. Символ оптопары также изображает приемник, который обычно представляет собой фототранзистор или фотодарлингтон, хотя могут использоваться и другие устройства, такие как светочувствительные диски и т. Д. Символ цепи оптопары отображает соответствующий тип устройства.

Рис. 2: Обозначение оптопары или цепи оптопары

(версия с фототранзистором)

Оптопары также могут быть изготовлены из других компонентов. Оптопара на основе диака — это один из форматов, используемый в некоторых приложениях питания переменного тока. Это можно использовать для активации симистора для переключения сети или управления углом проводимости (т. е. диммирования).

 

Рисунок 3: Обозначение схемы фотодиака

Ⅴ

  Технические характеристики оптопары и оптопары

При использовании оптронов и оптоизолятора s необходимо учитывать несколько параметров и спецификаций:

Коэффициент передачи тока, CTR: Коэффициент передачи тока, CTR: Одной из ключевых характеристик оптрона является его коэффициент передачи тока. Это отношение тока, протекающего в устройстве вывода, к току, протекающему во входном устройстве. CTR будет варьироваться в зависимости от типа оптрона, используемого на выходе; фотодарлингтоны будут иметь гораздо более высокий CTR, чем обычные фототранзисторы. Проценты могут варьироваться от 10% до 2000% — 5000%. Следует отметить, что CTR зависит от уровня входного тока. Хотя оно варьируется в зависимости от устройства, оно достигает пика при уровне входного тока около 10 мА и падает по обе стороны от этого значения для оптопар человека.

Полоса пропускания: Полоса пропускания должна быть известна, чтобы понять максимальные скорости передачи данных, которые можно использовать с оптопарой. Многие оптопары, в которых используются фототранзисторы, могут иметь полосу пропускания только 250 кГц, в то время как те, в которых используются фотодарлингтоны, могут иметь полосу пропускания только в одну десятую от этой. Есть несколько более быстрых оптронов. Вообще говоря, чем ниже CTR, тем быстрее время подъема и падения.

Входной ток: это требуемый ток для светодиодного входного передатчика. Значение используется для расчета последовательного резистора, который будет использоваться для ограничения тока.

Максимальное напряжение выходного устройства: Максимальное значение для оптронов, использующих транзисторы, будет равно VCE(max) транзистора. Эквивалентный номинал должен использоваться для оптронов с другими устройствами на выходе. Кроме того, имейте в виду, что необходимо поддерживать подходящий запас, потому что никогда не рекомендуется использовать устройства, близкие к их максимальным рейтингам.

 

Ⅵ Как это работает

Сначала на оптопару подается ток, который заставляет инфракрасный светодиод излучать свет, пропорциональный току. Когда свет попадает на светочувствительное устройство, оно включается и начинает проводить ток, как и любой другой транзистор.

Рисунок 4: Принцип работы оптопары

Чтобы обеспечить наибольшую чувствительность к инфракрасному свету, светочувствительное устройство по умолчанию обычно не подключено. Он также может быть подключен к земле через внешний резистор для большего контроля над чувствительностью переключения.

 

 

Рисунок 5: Оптопара эффективно изолирует выходную и входную цепи. (Источник изображения)

Это устройство работает как переключатель, соединяющий две изолированные цепи на вашей печатной плате. Когда через светодиод перестает течь ток, светочувствительное устройство перестает проводить ток и отключается. Все это происходит через пустоту из стекла, пластика или воздуха, без каких-либо электрических компонентов между светодиодом или светочувствительным устройством. Все сводится к свету.

 

Ⅶ Преимущества и типы

Если вы создаете электронное устройство, которое будет уязвимо для скачков напряжения, ударов молнии, скачков напряжения и других подобных событий, вам понадобится способ защиты низковольтных устройств. . Оптопара при правильном использовании может эффективно:

• Сигналы не должны содержать электрических помех.
• Держите низковольтные устройства отдельно от высоковольтных цепей.
• Позволяет использовать небольшие цифровые сигналы для управления большими напряжениями переменного тока.

Оптопары доступны в четырех различных конфигурациях. В каждой конфигурации используется один и тот же инфракрасный светодиод в сочетании с другим светочувствительным устройством. Вот несколько примеров:

Фототранзистор и фото-Дарлингтон, которые обычно используются в цепях постоянного тока, а также фото-тиристор и фото-триак, которые обычно используются в цепях переменного тока.

Рисунок 6: Четыре типа оптопар

Ⅷ Типичные области применения с примером

Оптопары могут использоваться как переключающие устройства сами по себе или в сочетании с другими электронными устройствами для обеспечения изоляции между цепями низкого и высокого напряжения. Эти устройства обычно используются для следующих целей:

• Переключение ввода/вывода микропроцессора
• Регулятор мощности постоянного и переменного тока
• Защита оборудования связи
• Регулировка электропитания
• В этих приложениях вы столкнетесь с различными конфигурациями.

Вот некоторые примеры:

Оптотранзисторный переключатель постоянного тока

Эта конфигурация обнаруживает сигналы постоянного тока, а также позволяет управлять оборудованием, питающимся от переменного тока. MOC3020 идеально подходит для управления источником питания или отправки стробирующего импульса на другой фото-триак с токоограничивающим резистором.

 

Рисунок 7: Переключатель постоянного тока

Симисторная оптопара

С помощью этой конфигурации вы сможете управлять нагрузками, питающимися от переменного тока, такими как двигатели и лампы. Он также может работать в обеих половинах цикла переменного тока с обнаружением пересечения нуля. При переключении индуктивных нагрузок это позволяет нагрузке получать полную мощность без значительных скачков тока.

 

Существует множество параллелей между оптронами, изоляторами и твердотельными реле.

Рисунок 8: Твердотельные реле

Твердотельные реле используются в качестве электронных переключателей для управления мощностью переменного или постоянного тока в различных приложениях.

Твердотельные реле работают на основе технологии оптопары, поскольку они должны обеспечивать высокий уровень сопротивления и изоляции между входными и выходными цепями.

Основное различие между оптопарами и полупроводниковыми переключателями состоит в том, что оптопары и аналогичные устройства обычно используются в устройствах с низким энергопотреблением. Твердотельные реле используются при гораздо более высоких уровнях мощности. Твердотельные реле часто используются для переключения уровней напряжения в сотни вольт и более и уровней тока в десятки ампер и более.

Кроме того, твердотельные реле часто включают в себя дополнительную схему — они часто представляют собой полный блок схемы. Они могут включать в себя схему управления светодиодом в оптопередатчике, а также схему защиты от перенапряжений и переходных процессов на выходе. Некоторые твердотельные реле для приложений переменного тока обеспечивают переключение через ноль для сигналов переменного тока, где выходное устройство переключается только тогда, когда форма сигнала переменного тока проходит через положение нуля напряжения. Это уменьшает электромагнитные помехи, также известные как EMI.

Фотопары, оптопары и оптоизоляторы используются гораздо шире, чем кажется на первый взгляд. Их можно использовать для обеспечения оптических соединений между цепями различными изобретательскими способами. Это можно использовать для отправки данных, обеспечения электрической изоляции между цепями или обнаружения обрыва канала.

Куда бы они ни пошли, они служат важной цели во многих электронных схемах.

 

Ⅹ Как использовать оптопару или фототранзистор с Arduino ?

Часто вы хотите использовать свой проект Arduino для включения или выключения нагрузки, но вам нужно убедиться, что он находится в другой цепи питания из-за шума или просто разных напряжений.

Функция оптопары аналогична реле в том смысле, что коммутируемая цепь полностью изолирована от коммутируемой цепи.

Рис. 9: Оптопара или фототранзистор

В случае реле это достигается путем физического перемещения контактов с помощью электромагнита. Светодиод в оптопаре/фототранзисторе активирует фоточувствительный транзистор.

Оптопара часто используется для включения и выключения реле, чтобы микроконтроллер мог изолированно переключать большую нагрузку катушки.

Они показаны на изображении ниже и выделены зеленым цветом.

Рисунок 10: зеленые прямоугольники

Их подключение

Ниже показано, как подключить транзистор 4N25 к Arduino 3,3 В.

Примечание

• Перед подключением дважды проверьте полярность микросхемы и добавьте резистор для внутреннего светодиода.
• Информацию о максимальных номинальных значениях и рассеиваемой мощности см. в паспорте (например, 4N25, который мы используем здесь)

 

 

Рис. 11. Подключение

 

Ⅺ Часто задаваемые вопросы

1. В чем заключается недостаток оптопары?

Ниже перечислены недостатки оптопары: Для работы оптопары требуется внешнее напряжение смещения. Плохая высокочастотная характеристика . Оптопара не способна работать с большим током.

2. Является ли оптопара реле?

Реле используются для преобразования множества маломощных сигналов включения/выключения в мощные переключатели для этих систем. Оптопара это  устройство, позволяющее передавать информацию из одной цепи в другую без механического или электрического соединения .

3. Как использовать оптопару в цепи?

Оптопара может использоваться для интерфейса аналоговых сигналов от одной цепи к другой путем создания постоянного тока через светодиод и последующей модуляции этого тока аналоговым сигналом .

4. Как заменить оптопару?

В цепи оптопары прямой ток и ток коллектора связаны друг с другом с помощью коэффициента передачи тока или просто CTR. Установить работу оптопары в качестве переключателя; его надо довести до насыщения . Для насыщения прямой ток должен быть достаточно большим по сравнению с током коллектора

5. Оптроны аналоговые или цифровые?

Оптрон используется для передачи аналоговой или цифровой информации между цепями с сохранением гальванической развязки при напряжении до 5000 вольт. Оптоизолятор используется для передачи аналоговой или цифровой информации между цепями, где разность потенциалов превышает 5000 вольт.

Что такое оптрон? Использование и преимущества

ACTIVES, EEE Components

Оптопара, также известная как оптоизолятор или фотопара, представляет собой электронное устройство, состоящее из светодиодного излучателя в сочетании с фотодетектором, расположенных близко друг от друга.

Существует множество типов фотодетекторов, большинство из которых представляют собой разновидности фотодиода или фототранзистора. Это приводит к различным типам топологий, описанным в следующем посте:

Итак, для чего используется оптопара? Каковы их преимущества?  

Оптопары позволяют передавать сигналы между цепями с отдельными заземлениями, обеспечивая между ними изолированный гальванический барьер. Таким образом, оптопара является решением для цепей, которые должны быть изолированы друг от друга по соображениям безопасности или регулярности и должны иметь промежуточное взаимодействие.

Вкратце, гальваническая развязка оптопары обеспечивает следующие преимущества: 

• Предотвращение контуров заземления в оборудовании, управляющем удаленной нагрузкой . В большинстве совместно используемых источников питания (например, используемых в компьютерах, телекоммуникациях и контрольно-измерительных приборах) для изолированного пути обратной связи используются оптопары.

• Подавление эффектов электрического шума. Например, трудно использовать все преимущества 16-разрядного АЦП, потому что цифровые выходные сигналы (и шум на цифровой земле, к которой вы подключаете выход преобразователя) возвращаются в аналоговый входной каскад. Избавиться от шума можно оптической изоляцией цифровой половины.

• Для подачи сигнала в цепь, находящуюся под высоким напряжением. Разработчики высоковольтных источников питания иногда используют оптопары для подачи сигнала в цепь, находящуюся под высоким напряжением.

Какие аспекты необходимо знать при выборе оптопары?

Как мы упоминали выше, существует множество типов оптопар , выбор которых зависит от предполагаемого применения. В любом случае все оптопары имеют следующие максимальные параметры:

• Прямой ток ( I F ) излучающего диода и обратное напряжение ( V R ) не должны превышаться.

• Оптопара с выходом фототранзистора, ток коллектора ( I C ) и напряжение коллектор-эмиттер ( В CE ).

Также необходимо учитывать поведение этих параметров при различных рабочих температурах. Обычно в спецификациях производителя приводятся кривые снижения номинальных характеристик, которые визуализируют эффекты.

Наконец, возможно, наиболее важным параметром оптопары является CTR (Коэффициент передачи тока), который представляет собой выраженное в процентах соотношение между выходным током ( I C ) и входным током ( I F ) оптрона.

Оптопары для применения в космосе

В условиях космоса излучение является одним из наиболее важных аспектов. В оптопарах излучение вызывает деградацию устройства, поэтому важно знать, как поведет себя компонент. Знаете ли вы, что радиация влияет на оптопару, разрушая ее?

СВЯЖИТЕСЬ СЕЙЧАС!
У вас есть вопросы? Свяжитесь с нами!

Примечание: для этого контента требуется JavaScript.

Еще похожий пост

Optoi — итальянская компания, занимающаяся оптоэлектроникой и микроэлектроникой. В 2011 году среди быстрорастущих направлений деятельности аэрокосмического подразделения компании компания начала новую разработку, посвященную радиационно-стойкой оптопаре.

Это мероприятие финансировалось Европейской инициативой компонентов (ECI) – ESA. Он был сосредоточен на разработке европейской оптопары с ее оценкой European-Space-Component-Coordinate (ESCC) для космических приложений, сохраняя характеристики неевропейских аналогов в качестве эталона.

В 2021 году компания Optoi, являющаяся ведущей альтернативой оптронам в Европе благодаря поддержке ESA, присоединилась к ALTER для продвижения своих продуктов и включения их в базу данных doEEEt.com, возможно, запросив образцы для оценки оптронов Optoi.

• Автор
• Последние сообщения

Эмилио Кано Гарсия

Группа технического обслуживания платформы doEEET.