Optoelektron cütləri

 Optoelektron cütləri

Optoelektron cütü (və ya optron) optik mühit vasitəsilə bir-biri ilə konstruktiv əlaqədə olan, lakin qalvanik (elektrik) cəhətcə ayrı olan şüalandırıcıdan və fotoqəbuledicidən ibarət cihaza deyilir.

Fotoelektron cütünün quruluşu şəkil 9.12a-da göstərilmişdir. İŞ-işıq şüalandırıcısı, FQ-fotoqəbuledici, OM-optik mühit, ME-metal elektrodlar, ŞE-şəffaf elektrodlardır. İşıq şüalandırıcısı yerinə işıq diodları, lazerlər və başqa şüalan- dırıcılar, fotoqəbuledici kimi isə fotodiodlar, fototranzis- torlar işlədilir. İstifadə edilən fotoqəbuledicinin növünə görə bu cihazlar diodlu, tranzistorlu, tiristorlu, və rezistorlu optocütlərə bölünür. Optocütün iş prinsipini ipmuls rejiminə görə araşdıraq (şəkil 9.12b). Optoelektron cütünün girişinə Jgir cərəyan im- pulsu daxil olur və işıq şüalandırıcısı onu işıq seli impulsuna çevirir. 

İşıq impulsu işçi dalğa uzunluğunda fotoqəbulediciyə tərəf yönəlir, az sönmə şərtilə optik mühiti keçir və fotoqəbulediciyə daxil olub orada elektrik siqnalına çevrilir. Çıxış impuls cərəyanının forması nisbi vahidlərdə (şəkil 9.12c- də) göstərilmişdir. Elektrik siqnalının işıq siqnalına çevrilməsi optik daşıyıcı siqnalın şüalandırıcı modulyasiyası ilə həyata keçirilir. Fotoqəbuledici bu optik siqnalı demodul- yasiya edib ilkin elektrik siqnalını bərpa edir. Bu zaman İŞ- OM-FQ kanalında siqnala müəyyən təhriflər verilə bilər. Şüalandırıcmm qəbuledici ilə əlaqəsi elektrik cəhətdən neytral olan fotonlar vasitəsilə, özü də yalnız bir istiqamətdə- fotoqəbulediciyə tərəf olur və fotoqəbuledicidə şüalanma enerjisi demək olar ki, tamamilə udulur. Giriş və çıxış dövrələri bir-birindən qalvanik (elektriki) cəhətdən fotoqəbuledici ilə şüalandırıcı arasında yerləşən optik cəhətdən şəffaf olan dielektrik mühitlə ayrılmış olur. 

Giriş və çıxış siqnallarının əlaqəsinin növünə görə bu

cihazlar dörd növ olur:

1) düzünə daxili optik əlaqəli cihazlar;

2) düzünə elektriki və əksinə mənfi optik əlaqəli cihazlar;

3) düzünə elektriki və əksinə müsbət optik əlaqəli cihazlar;

4) düzünə xarici optik və düzünə daxili elektriki əlaqəli cihazlar.

Fotoqəbuledicinin hər hansı bir çıxış parametrinin işıq şüalandırıcısının cərəyan və ya gərginliyindən asılılığına optronun ötürmə xarakteristikası deyilir. Şəkil 9.13-də bütün dörd növ optronun sxemləri göstərilmişdir. Düzünə daxili optik əlaqəli cihazlar (şəkil 9.13a) giriş və çıxış elektrik dövrələrinə malikdir və bu dövrələrin əlaqəsi optik xarakter daşıyır. Optroııu təşkil edən elementlərin

növündən asılı olaraq cütün ötürmə xarakteristikası (Jçıx=f(Ugir,Esür) xətti asılılığa yaxm (məsələn, közərmə lampası - fototranzistor) və ya açara bənzər (əgər fotoqəbuledici kimi S-tipli volt-amper xarakteristikası olan cihaz götürülsə) ola bilər. Ugir siqnalı Uş-dən axan Jgir cərəyanını yaradır və bu

onun şüalandırıcı işıq selini müəyyən edir. Fotoqəbuledici işıq selini Jçıx cərəyanına çevirir. Tənzim edilməyən E mənbəyi fotoqəbuledicinin elektrik rejimini müəyyən edir. İdarə edilən sürüşmə gərginliyinin (Е^) qiymətini dəyişməklə optronun volt-amper xarakteristikasında işçi nöqtəsinin yerini dəyişmək və cihazı idarə etmək mümkündür. Bu növ optronlar elektrik siqnallarının çevrilməsi və gücləndirilməsində, alçaq gərginlikli və yüksək gərginlikli elektrik dövrəsinin uzlaşdırılmasında və təmassız elektrik müqavimətləri kimi istifadə olunur.

Düzünə daxili optik əlaqə analoq və açar optronlarmm əksəriyyətində rezistorlu, diodlu, tranzistorlu və tiristorlu optronlarda istifadə edilir.

Düzünə elektriki və əksinə müsbət optik əlaqəli sxemdə şüalandırıcı və fotoqəbuledici ardıcıl birləşdirilir və bir gərginlik mənbəyinə qoşulur (şəkil 9.13 b). İlk halda fotoqəbuledicinin müqaviməti böyük olur və şüalandırıcı- dan yalnız qaranlıq cərəyanı axır. İdarəedici təsir olan halda (fotoqəbuledici əlavə şüalandırılanda, E gərginliyi artırılanda və ya şüalandırıcıdan keçən cərəyan impuls şəklində artanda) dövrədə cərəyan artır, şüalandırıcmm işıq seli çoxalır və fotoqəbuledicinin müqaviməti azalır. Cərəyan selvari şəkildə açıq optronun müqaviməti ilə məhdudlaşdırılan qiymətə qədər artır. Kənar təsir cərəyanı qaranlıq cərəyanının səviyyəsinə azaldana qədər bu vəziyyət dəyişmir. Belə qoşulmada (hər bir müsbət əks əlaqəli qurğuda olduğu kimi) optronun volt-amper xarakteristikası histerezis xarakterli olur.

Yuxarıda adları çəkilmiş optronlarm hamısı bu sxemlə qoşula bilər və bu halda çıxış və giriş dövrələri ardıcıl qoşulur.

Düzünə elektriki və əksinə mənfi optik əlaqəli sxemdə (şəkil 9.13c) şüalandırıcı və fotoqəbuledici elektriki cəhətdən paralel qoşulur və bu mənfi optik əks əlaqə təmin edir. Doğrudan da gərginlik (həm də cərəyan) artdıqca şüa- landırıcmm işıq seli çoxalır, bu fotoqəbuledicinin müqavimətini azaldır, bu müqavimətin şuntlayıcı təsiri azalır və nəticədə şüalandırıcıdan axan cərəyan azalır.

Belə optronun ötürmə xarakteristikası qeyri-xətti olur, xarakteristikanın bir hissəsində şüalandırıcmm cərəyanının geniş diapazonunda onun çıxışındakı işıq seli demək olar ki, sabit qalır. Bu hadisə optoelektron qurğularında işıq selinin sabitləşdirilməsində istifadə olunur. Xarici düzünə optik və düzünə daxili elektriki əlaqəli sxemdə (şəkil 9.13ç) giriş və çıxış siqnalları işıq seli olur, şüalandırıcı və qəbuledici isə elektriki əlaqədə olur. Girişdə işıq seli dəyişəndə fotoqəbuledicinin müqaviməti, şüalandı- rıcınm cərəyanı və onun çıxışında işıq seli dəyişir. Belə optronları gərginlik çeviriciləri kimi istifadə edirlər.

Optoelektron cütlərinin parametrləri dörd qrupa bölünür:

1) giriş parametrləri qrupu giriş dövrəsinin elektrik parametrlərinin toplusudur və onlar şüalandırıcmm növündən asılıdır;

2) çıxış parametrləri qrupu çıxış dövrəsinin parametrlərinin yığımıdır və fotoqəbuledicinin növündən asılıdır;

3) üçüncü qrupa ötürmə əmsalı, giriş siqnalının hüdud tezliyi, siqnalın maksimal ötürülmə sürəti, çıxış siqnalı im- pulsunun artma və azalma müddətləri, qoşulma müddəti, açılma müddəti daxildir;

4) dördüncü qrupa qalvanik ayırma parametrləri, giriş və çıxış arasında gərginliyin maksimal və pik buraxıla bilən qiymətləri, keçid tutumu, qalvanik ayırma müqaviməti və başqaları daxildir.

Tranzistorlu optronlar diodlu cihazlara nisbətən daha böyük həssaslığa malikdir. İki emitterli tranzistorlardan istifadə etdikdə (volt-amper xarakteristikası koordinat başlanğıcına

görə simmetrik olur) onlardan dəyişən cərəyan dövrəsində istifadə etmək mümkün olur. Onların iş sürəti bir qədər kiçikdir və 10üstü 5 Hs-dən yüksək olmur.

Tiristorlu optronlar ən çox 10-larla amper həddində böyük cərəyanlı və 1000 volta qədər böyük gərginlikli dövrələri açıb bağlamaq üçün istifadə edilir. Onların işçi tezlikləri bir neçə kilohers həddində olur.

Elektronika- R. Hümbətov