Электроника

42 
Варикаптар. Автоматты түрде жиілікті реттеу үшін қашықтан басқару 
жүйелерінде қолданылады. 
1.24 сурет - Варикап диодтың шартты белгісі мен сипаттамасы 
Сәуле диодтары.
Тікелей ток арқылы өтетін 
p–n
-түйісінде болатын 
құбылыстардың негізінде оптикалық сәуле шығаруға қабілетті шалаөткізгіш 
құрылғыларды алуға болады. Мұндай құрылғылар шалаөткізгіш сәуле диодтары 
болып 
табылады. 
Сәуле 
диодтарының 
жұмысы 
инъекциялық 
электролюминесценцияға негізделген, яғни тікелей сыртқы кернеуде орналасқан 
p–n
-түйісінде оптикалық сәуле шығару. Сыртқы энергияның әсерінен 
атомдардағы электрондар қозу күйіне ауысады, энергияның жоғары деңгейі W2 
метастабильді қозу деңгейі деп аталады. Бұл электрондарды W2 метастабильді 
деңгейден қайтарған кезде, бастапқы W1, толқын ұзындығы λ= 1,23(W2 – W1) 
қатынасымен анықталатын фотондар шығарылады. 
Шалаөткізгіш 
жарық 
диодтарының 
артықшылықтары 
қыздыру 
шамдарымен салыстырғанда жоғары тиімділік, салыстырмалы түрде тар 
сәулелену спектрі және жақсы бағыттау диаграммасы, жоғары өнімділік және 
төмен қуат кернеуі болып табылады. Мұның бәрі интегралды сұлбалармен 
үйлесудің 
ыңғайлылығын, 
жоғары 
сенімділікті, 
беріктік 
пен 
технологиялылықты қамтамасыз етеді. Сәулелену спектрі, сондықтан оның түсі 
қолданылатын жартылай өткізгіш материалға байланысты. Жарықдиодты 
шамдар жартылай өткізгіш құрылғылар сияқты кремний немесе германия 
негізінде емес, галлий арсенид-фосфид негізінде жасалады. Жарқыл жарықтығы 
жарық диодының тікелей тогына пропорционалды. Нақты көрсету үшін бірнеше 
миллиампер тогы жеткілікті. Жарықдиодты шамдар жеке индикаторлар түрінде 
және жеті сегментті немесе нүктелік матрицалар түрінде жасалады. Жеті 
сегментті матрицалар жеті жарқыраған жолақтардан тұрады – сегменттерден 
тұрады, олардан 0-ден 9-ға дейінгі кез келген санның кескінін синтездеуге 
болады (мұндай матрицалар, мысалы, сандық көрсеткіші бар электрондық 
сағаттарда қолданылады). Нүктелік матрицаларда кескін жарқыраған 
нүктелерден қалыптасады. Нүктелік матрицалар негізінде сіз тек санның 
бейнесін ғана емес, сонымен қатар кез келген индекстелген белгіні (әріп, арнайы 
таңба және т.б.) синтездей аласыз. 

43 
Фотодиодтар.
Қарапайым фотодиод - бұл қарапайым жартылай өткізгіш 
диод (1.24, а сурет) оптикалық сәулеленудің 
р–п
-өтуіне әсер ету мүмкіндігі 
қамтамасыз етіледі. Тепе-теңдік жағдайында, сәулелену ағыны толығымен 
болмаған кезде, тасымалдаушылардың концентрациясы, потенциалдың таралуы 
және фотодиодтың энергетикалық аймақ диаграммасы әдеттегі 
p-n
-құрылымына 
толығымен сәйкес келеді. Сәулелену 
p-n
-ауысу жазықтығына перпендикуляр 
бағытта әсер еткен кезде, тыйым салынған аймақтың енінен үлкен энергиясы бар 
фотондарды сіңіру нәтижесінде N-аймақта электронды тесік булары пайда 
болады. Бұл 
электрондар 
мен тесіктер фототаспа деп 
аталады. 
Фототасқыштардың n -аймаққа терең таралуы кезінде электрондар мен 
тесіктердің негізгі үлесі рекомбинацияға уақыт жоқ және 
p–n
-ауысу шекарасына 
жетеді. Мұнда фототасқыштар 
p-n
-өтпелі электр өрісімен бөлінеді, тесіктер 
p
-
аймағына өтеді, ал электрондар ауысу өрісін жеңе алмайды және p–N-Өтпелі 
және N-аймақ шекарасында жиналады. 
Осылайша, 
p–n
-ауысу арқылы өтетін ток негізгі емес тасымалдаушы 
тесіктердің дрейфіне байланысты. Фототасқыштардың дрейфтік тогы фототок 
деп аталады. Фототаспа-тесіктер зарядталады-N-аймаққа қатысты оң аймақ, ал 
фототаспа-электрондар-
n
-аймақ 
p
-аймағына қатысты теріс. Пайда болатын 
ықтимал айырмашылық фото ЭМӨ EF деп аталады. Фотодиодта пайда болған 
ток кері, ол катодтан анодқа бағытталған, оның мәні неғұрлым үлкен болса, 
соғұрлым жарық болады. 
Фотодиодтар екі режимнің бірінде жұмыс істей алады – электр 
энергиясының сыртқы көзі (фотогенератор режимі) немесе электр энергиясының 
сыртқы көзі (фото түрлендіргіш режимі). 
Фотогенератор режимінде жұмыс істейтін фотодиодтар көбінесе күн 
сәулесінің энергиясын электр энергиясына айналдыратын қуат көзі ретінде 
қолданылады. Олар күн батареялары деп аталады және ғарыш кемелерінде 
қолданылатын күн батареяларының бөлігі болып табылады. Кремнийлі күн 
батареяларының тиімділігі шамамен 20% құрайды, ал пленкалы күн батареялары 
үшін ол әлдеқайда маңызды болуы мүмкін. Күн батареяларының маңызды 
техникалық параметрлері - олардың шығыс қуатының күн батареясының 
массасы мен ауданына қатынасы. Бұл параметрлер сәйкесінше 200 Вт/кг және 1 
кВт/м
2
мәндеріне жетеді. 
Фотодиод Фото түрлендіру режимінде жұмыс істеген кезде қуат көзі 
құлыптау бағытында тізбекке қосылады (1.24, а сурет). Фотодиодтың кері 
тармақтары әртүрлі жарықтарда қолданылады (1.24, б сурет). 

44 
1.25 cурет - (А) және ВАХ (б) Фото түрлендіру режиміндегі фотодиодты 
қосу сұлбасы 
R
н
жүктеме резисторындағы ток пен кернеу фотодиодтың ВАХ қиылысу 
нүктелері және R
н
резисторының кедергісіне сәйкес келетін жүктеме сызығы 
бойынша графикалық түрде анықталуы тиіс. Жарық болмаған кезде фотодиод 
әдеттегі диод режимінде жұмыс істейді. Германий фотодиодтарындағы қара ток 
10...30 мкА, кремнийде 1...3 мкА. 
Егер фотодиодтарда жартылай өткізгіш зенер диодтарындағыдай заряд 
тасымалдаушыларының көшкін көбеюімен бірге қайтымды электр тогы 
қолданылса, онда фототүсірілім, демек сезімталдық айтарлықтай артады. 
Көшкін фотодиодтарының сезімталдығы қарапайым фотодиодтарға қарағанда 
бірнеше есе көп болуы мүмкін (Германияда – 200 -300 есе, кремнийде – 104 – 106 
есе). Көшкінді фотодиодтар жылдам әрекет ететін фотоэлектрлік құрылғылар 
болып табылады, олардың жиілік диапазоны 10 ГГц-ке жетуі мүмкін. Көшкінді 
фотодиодтардың кемшілігі-әдеттегі фотодиодтармен салыстырғанда Шудың 
жоғары деңгейі. 
Оптрондар.
Светодиодтар 
мен 
фотодиодтар 
көбінесе 
жұптап 
қолданылады. Бұл ретте олар бір корпусқа фотодиодтың жарық сезгіш алаңы 
жарық диодының сәуле шығаратын алаңына қарама-қарсы орналасатындай етіп 
орналастырылады. «Жарық диоды-фотодиод» жұптарын қолданатын жартылай 
өткізгіш құрылғылар оптрондар деп аталады (1.26 сурет). 
1 – сәуле диоды, 2 - фотодиод 
1.26 сурет – Оптотрон

45 
Мұндай құрылғылардағы кіріс және шығыс тізбектері электрлік 
байланысты емес, өйткені сигнал беру оптикалық сәуле арқылы жүзеге 
асырылады. 
Электрондық 
есептеу 
құрылғыларында 
оптрондарды 
пайдалану 
жабдықтың шуылға төзімділігін арттырудың негізгі әдістерінің бірі болып 
табылады. 
Оптрондардағы 
қабылдағыштар 
ретінде 
фоторезисторлар, 
фототрансисторлар және фототиристорлар қолданылады. 
Қазіргі уақытта оптоэлектрондық ИМС кеңінен қолданылады – қосымша 
үйлестіру және күшейту сұлбалары бар бір немесе бірнеше оптопаралар. 
Оптрондар импульстік трансформаторлардың, реленің, қосқыштардың, 
ауыспалы резисторлардың және механикалық қозғалатын контактілері бар және 
PP және микроэлектрондық құрылғылармен нашар үйлесетін басқа 
компоненттердің орнына сәтті қолданылады. 

жүктеу/скачать 2,72 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: