Лабораторная работа №8

Электрические параметры.

КПЗ05А-И

Транзисторы кремниевые диффузионно-планарные полевые с изо­лированным затвором и каналом n-типа.

Крутизна характеристики при UCП=10 В, IC=5 мА.
КП305А-Г	6-10 мА/В
КП305Д,Ж	5.2-10.5 мА/В
КП305Е	4-8 мА/В
КП305И	4-10.5 мА/В
Напряжение затвор-исток при UСП=10 В, IC=5 мА.
КП305А	0.2¸1.5 В
КП305Б,Д	0.2¸2.0 В
КП305В,Е,Ж	-0.5¸0.5 В
КП305Г	-1.5¸-0.2 В
КП305И	-2.5¸-0.2 В
Предельные эксплуатационные данные
Напряжение сток-исток	15 В
Напряжение затвор-сток:
КП305А-Г	±30 В
КП305Д-И	±15 В
Напряжение затвор-исток:
КП305А-Г	±30 В
КП305Д-И	±15 В
Напряжение сток-подложка	15 В
Ток стока	15 мА
Рассеиваемая мощность	150 мВт

Полупроводниковый оптрон (оптопара)

Полупроводниковый оптрон—это прибор, состоящий из оптически свя­зан­ных между собой элементов оптронной пары (управляемого полупро­водни­кового излучателя света и полупроводникового приемника излуче­ния), предназначенный для выполнения различных функциональных преобразований электрических или оптических сигналов.

В качестве одного элемента оптронной пары — излучателя света мо­жет быть использован светодиод, электролюминесцентный порош­ковый или пленочный излучатель, а также полупроводниковый ла­зер. В каче­стве второго элемента оптронной пары — приемника излучения может быть использован фоторезистор, фотодиод, фото­транзистор или фототи­ристор.

В диодной оптопаре в качестве фотоприемного элемента использу­ется фотодиод на основе кремния, а излучателем служит инфракрасный излу­чающий диод. Максимум спектральной характеристики излучения диода приходится на длину волны около 1 мкм. При облучении оптронного фо­тодиода светом такой длины волны в нем возникает генерация пар носи­телей заряда — электронов и дырок. Интенсивность генерации пропор­циональна силе света, а следовательно, входному току. Свобод­ные элек­троны и дырки разделяются электрическим полем перехода фо­тодиода и заряжают р-область положительно, а n-область отрицатель­но. Таким об­разом, на выходных выводах оптопары появляется фото-ЭДС. В реаль­ных приборах она не превышает 0,7—0,8 В. Описанная физическая кар­тина относится к работе оптопары в генераторном ре­жиме.

Если к фотодиоду оптопары приложено обратное напряжение более 0,5 В, то электроны и дырки, генерированные излучением, увеличивают обратный ток фотодиода. Это фотодиодный режим работы приемного элемента. Диодные оптопары могут работать как в генераторном, так и в фотодиодном режиме. Значение обратного фототока практически ли­нейно возрастает с увеличением силы света излучающего диода.

Основными параметрами диодных оптопар являются следующие:

входное напряжение U_вх — постоянное прямое напряжение на дио­де-из­лучателе при заданном входном токе;

максимальный входной ток или максимальный импульсный входной ток I_вх.мах, I_{вх.макс .}—максимальные значения постоянного входного то­ка или амплитуды входного импульса, проходящего через входную цепь оптопары, при которых обеспечивается заданная надежность при дли­тельной работе;

максимальное входное обратное напряжение U_{вх.обр.ма кс.}—макси­маль­ное значение постоянного напряжения, приложенного ко входу ди­одного оптрона в обратном направлении, при котором обеспечивается заданная надежность при длительной работе;

максимальное выходное обратное постоянное и импульсное напря­жения U_{вых.обр.мах} и U_{вых.обр.и.мах}, определяющие максимальные напряжения в выходной цепи оптопары, при которых обеспечивается ее на­дежная ра­бота;

выходной обратный ток (темновой) I_{вых.обр.т} — ток, протекающий в выходной цепи диодной оптопары при отсутствии входного тока и за­данном напряжении на выходе;

время нарастания выходного сигнала t_нр — интервал времени, в те­че­ние которого выходной сигнал оптопары изменяется от 0,1 до 0,5 мак­симального значения;

время спада выходного сигнала t_сп — интервал времени, в течение ко­торого выходной сигнал изменяется от 0,9 до 0,5.максимального зна­чения;

статистический коэффициент передачи тока K_I— отношение разно­сти выходного и выходного темнового токов к входному, выраженное в про­центах. Коэффициент передачи тока в диодных оптопарах составляет единицы процентов и примерно равен значению квантового выхода све-тодиода. Так как темновой выходной ток обычно значительно меньше светового, коэффициент передачи тока выражают как K_I»I_вых/I_вх;

Для описания свойств диодных оптопар обычно используются вход­ные и выходные вольт-амперные характеристики, передаточные харак­теристики в фотогенераторном и фотодиодном режимах.

Выходная характеристика оптопары аналогична обратной ветви вольт-амперной характеристики диода. Обратный ток практически не за­висит от напряжения. При большом напряжении возникает электричес­кий пробой фотодиода. Передаточная характеристика в фотодиодном режиме представляет собой зависимость выходного тока от входного и практически линейна в широком диапазоне входного тока.

Передаточная характеристика в фотогенераторном режиме нели­ней­на. Фото-ЭДС при увеличении входного тока стремится к насыщению; она не может превышать контактной разности потенциалов на переходе фотодиода и составляет обычно 0,5—0,8 В.

Диодные оптопары типов АОД101А—АОД101Д, ЗОД101А— ЗОД101Г, АОД107А—АОД107В, ЗОД107А, ЗОД107Б могут быть ис­пользованы как в фотодиодном, так и в фотогенераторном режиме. Оп­топары АОД112А-1 и ЗОД112А-1 используются в фотогенераторном ре­жиме. Для остальных типов диодных оптопар техническими условиями оговаривается возможность использования их только в фотодиодном ре­жиме.

При использовании диодных оптопар в схемах радиоэлектроники учитывается ряд свойств, присущих этому классу оптопар: самое высокое быстродействие фотоприемников на p-i-n-структурах; малые темновые токи в выходной цепи; высокое сопротивление гальванической развязки. Указанные свойства позволяют с успехом применять диодную оптопару в качестве оптоэлектронного импульсного трансформатора, эле­мента со­гласования периферийных линий с центральным процессором ЭВМ, а также низковольтного блока с высоковольтным; в схемах защи­ты от пе­регрузки.

1. Термины и обозначения.

Входной ток оптопары	IВХ
Входное напряжение оптопары	UВХ
Коэффициент передачи тока	IВЫХ/IВХ
Максимально допустимое обратное напряжение на фотодиоде	UВЫХ. ОБР.
Максимально допустимый входной ток	IВХ
Максимально допустимое напряжение между входом и выходом	UВВ. МАКС.

2. Цель работы.

2.1. Изучение принципа действия и конструктивных особенностей полу­проводниковых оптоэлектронных пар (оптронов).

2.2. Наблюдение на осциллографе и снятие входной ВАХ оптопары (пря­мой ветви излучающего диода), семейства выходных ВАХ оптопары (об­ратные ветви ВАХ фотодиода) при разных входных токах и характери­стиках передачи тока.

Дата добавления: 2015-05-06