Слайд 1Оптрони та оптопари. Оптоелектронні інтегральні мікросхеми.
Слайд 2Оптрони та оптопари.
Оптрон — найпростіший оптикоелектронний пристрій, що складається з джерела
світла, фотоприймача й оптичного узгоджувального або керуючого середовища. Оптрони широко
використовують у пристроях обчислювальної техніки, автоматики тощо.
Слайд 3Оптопара — оптоелектронний напівпровідниковий прилад, який складається з випромінювача та приймача
випромінювання, між якими є оптичний зв'язок і забезпечена електрична ізоляція.
Слайд 4Класифікація
За ступенем інтеграції
оптопари (або елементарні оптрони ) - що складаються
з двох і більше елементів (зібрані в одному корпусі)
оптоелектронні інтегральні
схеми , що містять одну або кілька оптопар ( з додатковими компонентами , наприклад , підсилювачами , або без них).
За типом оптичного каналу
з відкритим оптичним каналом
із закритим оптичним каналом
Слайд 5За типом фотоприймача
з фоторезистором ( резисторні оптопари )
з фотодіодом
з біполярним
(звичайним або складовим ) фототранзистором
з фотогальванічним генератором ( сонячної батарейкою)
; такі оптрони зазвичай забезпечуються звичайним польовим транзистором , затвором якого управляє фотогальванічний генератор.
з фототиристором або фотосімістором .
Слайд 6 Відмінні особливості оптронів
Переваги:
можливість забезпечення ідеальної електричної ( гальванічної ) розв'язки
між входом і виходом ;
можливість реалізації безконтактного оптичного управління електронними
об'єктами ;
односпрямованість поширення інформації по оптичному каналу , відсутність зворотної реакції приймача на випромінювач ;
широка частотна смуга пропускання оптрона , відсутність обмеження з боку низьких частот;
можливість передачі по оптронному ланцюгу , як імпульсного сигналу , так і постійної складової;
можливість управління вихідним сигналом оптрона шляхом впливу на матеріал оптичного каналу ;
можливість створення функціональних мікроелектронних пристроїв з фотоприймачами ;
фізична і конструктивно - технологічна сумісність з іншими напівпровідниковими і мікроелектронними приладами.
Слайд 7 Оптрони притаманні і певні недоліки:
значна споживана потужність ;
підвищена чутливість параметрів
і характеристик до впливу підвищеної температури і проникаючою ядерної радіації;
більш-менш
помітна тимчасова деградація (погіршення ) параметрів ;
відносно високий рівень власних шумів ;
складність реалізації зворотних зв'язків , викликана електричної роз'єднаністю вхідний і вихідний ланцюгів ;
конструктивно - технологічне недосконалість , пов'язане з використанням гібридної непланарної технології .
Слайд 8Оптоелектронні інтегральні мікросхеми.
Оптоелектронна інтегральна мікросхема (ОІМС) – це один з
найбільш перспективних типів елементів інформаційних систем. Їх переваги визначаються повною
електричною і конструктивною сумісністю з традиційними мікросхемами і більш широкими функціональними можливостями.
Слайд 9Перші успіхи в розвитку ОІМС були пов’язані зі створенням перемикаючих
схем, які забезпечують гальванічну розв’язку електричних кіл. В типовій мікросхемі
цього класу в одному корпусі об’єднані діодна оптопара і стандартна ключова електронна схема, в якій замість вхідного багатоеміторного транзистора в базове коло транзистора Т1 під’єднаний фотодіод.
Слайд 10Вихідна напруга такої схеми відповідає типовим для цифрових приладів значенням,
що забезпечує повну сумісність ОІМС з іншими мікроелектронними приладами.
Оптоелектронні мікросхеми
можуть бути використані і для комутації аналогових сигналів.
Слайд 11В ОІМС серії К249КН1, схема якої наведена на рис., оптопари
ОД1 і ОД2 працюють в фотовентильному режимі і виконують функції
імпульсного трансформатора. Дві оптопари, під’єднані послідовно, при подачі вхідного сигналу генерують ЕРС., достатню для відмикання вихідних транзисторів T1, Т2.
Слайд 12На основі оптронів легко реалізуються основні логічні операції: кон’юнкція, диз’юнкція,
штрих Шеффера, стрілка Пірса і ін.
В оптоелектронній схемі, що виконує
функцію логічного множення, одиничний вихідний сигнал встановлюється в тому випадку, якщо на обидві оптопари надходять одиничні вхідні сигнали, які викликають насичення обох фототранзисторів.