Заманбап илим ишмердүүлүктүн бардык мүмкүн болуучу пайдалуу чөйрөлөрүн камтууга аракет кылып, ар кандай багытта активдүү өнүгүп жатат. Мунун ичинен оптоэлектрондук түзүлүштөрдү бөлүп көрсөтүү керек, алар маалыматтарды берүү процессинде да, аларды сактоодо же иштетүүдө да колдонулат. Алар аздыр-көптүр татаал технология колдонулган бардык жерде колдонулат.
Бул эмне?
Оптоэлектрондук түзүлүштөр, ошондой эле optocouplers катары белгилүү, нурланууну жөнөтүүгө жана кабыл алууга жөндөмдүү атайын жарым өткөргүч тибиндеги түзүлүштөр. Бул структуралык элементтер фотодетектор жана жарык чыгаруучу деп аталат. Алардын бири-бири менен баарлашуу үчүн ар кандай варианттары болушу мүмкүн. Мындай буюмдардын иштөө принциби электр энергиясын жарыкка айлантууга, ошондой эле бул реакциянын тескерисине негизделген. Натыйжада, бир аппарат белгилүү бир сигналды жөнөтө алат, ал эми экинчиси аны кабыл алып, "шифрди чечет". Оптоэлектрондук түзмөктөр колдонулат:
- жабдуулардын байланыш бирдиктери;
- өлчөө приборлорунун киргизүү схемалары;
- жогорку чыңалуу жана жогорку ток чынжырлары;
- күчтүү тиристорлор жана триактар;
- релелик түзмөктөр жана башкаларкийинки.
Мындай өнүмдөрдүн бардыгын жеке компоненттерине, дизайнына же башка факторлорго жараша бир нече негизги топторго классификациялоого болот. Бул тууралуу төмөндө.
Эмитер
Оптоэлектрондук приборлор жана приборлор сигнал берүү системалары менен жабдылган. Алар эмитенттер деп аталат жана түрүнө жараша продуктылар төмөнкүчө бөлүнөт:
- Лазер жана диоддор. Мындай элементтер абдан ар тараптуу болуп саналат. Алар жогорку эффективдүүлүк, өтө тар нур спектри (бул параметр квази-хроматтуулук деп да аталат), радиациянын так багытын жана өтө жогорку ылдамдыкты сактоо менен иштөөнүн кыйла кеңири диапазону менен мүнөздөлөт. Мындай эмитенттери бар түзмөктөр абдан узак убакыт бою иштейт жана өтө ишенимдүү, алар кичинекей өлчөмдө жана микроэлектрондук моделдер тармагында жакшы иштешет.
- Электролюминесценттик клеткалар. Мындай дизайн элементи конверсиянын сапаты өтө жогору эмес параметрди көрсөтөт жана өтө көп убакыт иштебейт. Ошол эле учурда аппараттарды башкаруу абдан кыйын. Бирок алар фоторезисторлор үчүн эң ылайыктуу жана көп элементтүү, көп функциялуу структураларды түзүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Ошого карабастан, алардын кемчиликтеринен улам, азыр мындай типтеги эмитенттер өтө сейрек колдонулат, бирок алардан чындап эле баш тартууга мүмкүн болбогондо гана колдонулат.
- Неон лампалары. Бул моделдердин жарык чыгаруу салыштырмалуу төмөн, алар ошондой эле зыянга туруштук бере албайт жана көпкө созулбайт. Чоң өлчөмдөрү менен айырмаланат. Алар түзмөктөрдүн айрым түрлөрүндө өтө сейрек колдонулат.
- ысытуу лампалары. Мындай эмиттер резистордук жабдууларда гана колдонулат жана башка эч жерде колдонулбайт.
Натыйжада, LED жана лазердик моделдер иш-аракеттин дээрлик бардык чөйрөлөрү үчүн оптималдуу түрдө ылайыктуу жана башка жол менен жасоо мүмкүн болбогон кээ бир аймактарда гана башка опциялар колдонулат.
Фотодетектор
Оптоэлектрондук приборлордун классификациясы да конструкциянын бул бөлүгүнүн түрүнө жараша жүргүзүлөт. Продукциянын ар кандай түрлөрүн кабыл алуучу элемент катары колдонсо болот.
- Фототиристорлор, транзисторлор жана диоддор. Алардын баары ачык типтеги өтүү менен иштөөгө жөндөмдүү универсалдуу түзүлүштөргө таандык. Көбүнчө дизайн кремнийге негизделген, ошондуктан өнүмдөр сезгичтиктин кыйла кеңири спектрин алышат.
- Фоторезисторлор. Бул өтө татаал жол менен касиеттерин өзгөртүү негизги артыкчылыгы бар жалгыз альтернатива болуп саналат. Бул ар кандай математикалык моделдерди ишке ашырууга жардам берет. Тилекке каршы, бул фоторезисторлор инерциялык болуп саналат, бул алардын колдонуу чөйрөсүн бир топ кыскартат.
Beam кабыл алуу - бул бардык түзмөктөрдүн эң негизги элементтеринин бири. Аны кабыл алгандан кийин гана андан ары кайра иштетүү башталат, ал эми байланыш сапаты жетишерлик деңгээлде болбосо, мүмкүн болбой калат. Натыйжада фотодетектордун конструкциясына чоң көңүл бурулат.
Оптикалык канал
Продукциянын конструкциялык өзгөчөлүктөрүн фотоэлектрондук жана оптоэлектрондук приборлор үчүн колдонулган белгилөө системасы жакшы көрсөтсө болот. Бул маалымат берүү каналына да тиешелүү. Үч негизги вариант бар:
- Узартылган канал. Мындай моделдеги фотодетектор оптикалык каналдан жетишерлик алыс болуп, атайын жарык берүүчү жолду түзөт. Дал ушул дизайн опциясы жигердүү маалымат алмашуу үчүн компьютердик тармактарда активдүү колдонулат.
- Жабык канал. курулуштун бул түрү өзгөчө коргоону колдонот. Ал тышкы таасирлерден каналды мыкты коргойт. Гальваникалык изоляция системасы үчүн моделдер колдонулат. Бул кыйла жаңы жана келечектүү технология, азыр тынымсыз өркүндөтүлүп, электромагниттик релелерди акырындык менен алмаштырып жатат.
- Канал ачуу. Бул дизайн фотодетектор менен эмитенттин ортосунда аба боштугунун болушун билдирет. Моделдер диагностикалык системаларда же ар кандай сенсорлордо колдонулат.
Спектралдык диапазон
Бул көрсөткүчтүн көз карашы боюнча оптоэлектрондук түзүлүштөрдүн бардык түрлөрүн эки түргө бөлүүгө болот:
- Жакын аралыгы. Бул учурда толкун узундугу 0,8-1,2 микрон. Көбүнчө мындай система ачык каналды колдонгон түзмөктөрдө колдонулат.
- Узак аралык. Бул жерде толкун узундугу 0,4-0,75 микрон болуп саналат. Ушул түрдөгү башка өнүмдөрдүн көпчүлүк түрлөрүндө колдонулат.
Дизайн
Бул көрсөткүч боюнча оптоэлектрондук түзүлүштөр үч топко бөлүнөт:
- Атайын. Буга бир нече эмиттер жана фотодетекторлор менен жабдылган түзмөктөр, адамдардын бар экенин, абалын, түтүн жана башкаларды аныктоочу сенсорлор кирет.
- Интегралдык. Мындай моделдерде атайын логикалык схемалар, компараторлор, күчөткүчтөр жана башка приборлор кошумча колдонулат. Башка нерселер менен катар, алардын чыгуулары жана кириштери гальваникалык изоляцияланган.
- Башталгыч. Бул кабыл алгыч жана эмитент бир гана нускада болгон буюмдардын эң жөнөкөй версиясы. Алар тиристор жана транзистор, диод, резистивдүү жана жалпысынан башкалардын баары болушу мүмкүн.
Бардык үч топту же ар бири өзүнчө түзмөктөрдө колдонулушу мүмкүн. Структуралык элементтер олуттуу роль ойнойт жана буюмдун иштешине түздөн-түз таасир этет. Ошол эле учурда татаал жабдуулар, эгерде ылайыктуу болсо, эң жөнөкөй, элементардык сортторду да колдоно алат. Бирок мунун тескериси да туура.
Оптоэлектрондук түзүлүштөр жана алардын колдонмолору
Түзмөктөрдү колдонуу көз карашынан алганда, алардын бардыгын 4 категорияга бөлүүгө болот:
- Интегралдык схемалар. Ар кандай аппараттарда колдонулат. принцип бири-биринен обочолонгон өзүнчө бөлүктөрүн пайдалануу менен ар кандай структуралык элементтердин ортосунда колдонулат. Бул компоненттердин башка жол менен өз ара аракеттенүүсүнө жол бербейтиштеп чыгуучу тарабынан берилген.
- Изоляция. Мында атайын оптикалык резистор жуптары, алардын диоддук, тиристордук же транзистордук сорттору жана башкалар колдонулат.
- Трансформация. Бул эң көп колдонулган учурлардын бири. Анда ток жарыкка айланат жана ушундай жол менен колдонулат. Жөнөкөй мисал - лампалардын бардык түрлөрү.
- Тескери трансформация. Бул толугу менен карама-каршы версия болуп саналат, анда ал ток болуп өзгөрөт жарык болуп саналат. Ар кандай кабыл алгычтарды түзүү үчүн колдонулат.
Чынында, электр энергиясы менен иштеген жана оптоэлектрондук компоненттери жок дээрлик бардык түзмөктөрдү элестетүү кыйын. Алар аз санда көрсөтүлүшү мүмкүн, бирок алар дагы эле бар.
Натыйжалар
Бардык оптоэлектрондук түзүлүштөр, тиристорлор, диоддор, жарым өткөргүч түзүлүштөр ар кандай типтеги жабдуулардын структуралык элементтери болуп саналат. Алар адамга жарыкты кабыл алууга, маалымат берүүгө, иштетүүгө, жада калса сактоого мүмкүндүк берет.
