Оптички конектори и њихова примена
Оптоцоуплер (или оптоцоуплер, како се недавно почео називати) структурно се састоји од два елемента: емитера и фотодетектора, који су по правилу уједињени у заједничком запечаћеном кућишту.
Постоји много врста оптокаплера: отпорник, диода, транзистор, тиристор. Ови називи означавају тип фотодетектора. Као емитер, обично се користи полупроводничка инфрацрвена ЛЕД са таласном дужином у опсегу од 0,9 … 1,2 микрона. Користе се и црвене ЛЕД диоде, електролуминисцентни емитери и минијатурне сијалице са жарном нити.
Основна намена оптокаплера је да обезбеди галванску изолацију између сигналних кола. На основу овога, општи принцип рада ових уређаја, упркос разлици у фотодетекторима, може се сматрати истим: улазни електрични сигнал који стиже до емитера претвара се у светлосни флукс, који, делујући на фотодетектор, мења његову проводљивост. .
Ако је фотодетектор фотоотпорник, онда његов светлосни отпор постаје хиљадама пута мањи од првобитног (тамног) отпора ако фототранзистор — зрачење његове базе производи исти ефекат као када се струја примени на базу конвенционални транзистори отвара се.
Као резултат, на излазу оптокаплера се формира сигнал који генерално можда није идентичан облику улаза, а улазно и излазно коло нису галвански повезане. Електрични јака провидна диелектрична маса (обично органски полимер) постављена је између улазних и излазних кола оптокаплера, чији отпор достиже 10 ^ 9 ... 10 ^ 12 Охм.
Индустријски произведени оптокаплери су именовани на основу тренутног система означавања полупроводничких уређаја.
Прво слово ознаке оптокаплера (А) означава полазни материјал емитера — галијум-арсенид или чврсти раствор галијум-алуминијум-арсена, друго (О) означава подкласу — оптоспојник; трећи показује којој врсти припада уређај: П — отпорник, Д — диода, Т — транзистор, И — тиристор. Следе бројеви, који означавају број развоја, и слово - ова или она група врста.
Оптоцоуплер уређај
Емитер — неумотана ЛЕД диода — обично се налази у горњем делу металног кућишта, а у доњем делу, на кристалном држачу, је појачан силицијумски фотодетектор, на пример, фототиристор. Цео простор између ЛЕД диоде и фототиристора испуњен је провидном масом која се учвршћује. Ово пуњење је прекривено слојем који рефлектује светлосне зраке према унутра, што спречава расипање светлости ван радног простора.
Нешто другачији дизајн од описаног отпорника оптичког спојника... Овде је у горњем делу металног тела уграђена минијатурна лампа са жарном нити, а у доњем делу фотоотпорник на бази кадмијум селена.
Фотоотпорник се производи засебно, на танкој ситалној бази. На њега се распршује филм од полупроводничког материјала, кадмијум селенида, након чега се формирају електроде од проводног материјала (нпр. алуминијум). Излазне жице су заварене на електроде. Круту везу између лампе и постоља обезбеђује стврднута провидна маса.
Рупе у кућишту за жице оптокаплера су испуњене стаклом. Чврста веза поклопца и основе каросерије обезбеђује се заваривањем.
Струјно-напонска карактеристика (ЦВЦ) тиристорског оптокаплера је приближно иста као и код једног тиристор… У одсуству улазне струје (И = 0 — тамна карактеристика), фототиристор се може укључити само при веома високој вредности напона који се на њега примењује (800 … 1000 В). Пошто је примена тако високог напона практично неприхватљива, ова крива има чисто теоријски смисао.
Ако се на фототиристор примени директни радни напон (од 50 до 400 В, у зависности од типа оптокаплера), уређај се може укључити само када се напаја улазна струја, која је сада погонска.
Брзина пребацивања оптокаплера зависи од вредности улазне струје. Типична времена пребацивања су т = 5 … 10 μс. Време искључења оптокаплера је повезано са процесом ресорпције мањинских носилаца струје у спојевима фототиристора и зависи само од вредности излазне струје која тече.Стварна вредност времена окидања је у опсегу од 10 … 50 μс.
Максимална и радна излазна струја фотоотпорног оптокаплера нагло се смањује када температура околине порасте изнад 40 степени Целзијуса. Излазни отпор овог оптокаплера остаје константан до вредности улазне струје од 4 мА, а са даљим повећањем улазне струје (када светлина лампе са жарном нити почиње да расте) нагло опада.
Поред горе описаних, постоје и оптокаплери са такозваним отвореним оптичким каналом... Овде је осветљивач инфрацрвена ЛЕД, а фотодетектор може бити фоторезистор, фотодиода или фототранзистор. Разлика између овог оптокаплера је у томе што се његово зрачење гаси, одбија од неког спољашњег објекта и враћа се у оптокаплер, у фотодетектор. У таквом оптокаплеру, излазна струја се може контролисати не само улазном струјом већ и променом положаја спољашње рефлектујуће површине.
У оптокаплерима отвореног оптичког канала, оптичке осе емитера и пријемника су паралелне или под благим углом. Постоје дизајни таквих оптокаплера са коаксијалним оптичким осама. Такви уређаји се називају оптокаплери.
Примена отрона
Тренутно, оптокаплери се широко користе, посебно за комбиновање микроелектронских логичких блокова који садрже моћне дискретне елементе са актуаторима (релеји, електромотори, контактори итд.), као и за комуникацију између логичких блокова који захтевају галванску изолацију, модулацију константних и споро променљивих напони, конверзија правоугаони импулси у синусоидним осцилацијама, управљање моћним лампама и индикаторима високог напона.