Транзисторні оптрони
4.10. Транзисторні оптрони
Оптрон конструктивно складається з двох елементів: випромінювача та фотоприймача, об'єднаних, як правило, у загальному герметичному корпусі.
Існує багато різновидів оптронів: резисторні, діодні, транзисторні, тиристорні. Ці назви вказують на тип фотоприймача. Як випромінювач зазвичай застосовують напівпровідниковий світлодіод інфрачервоного випромінювання з довжиною хвилі в межах 0,9. 1,2 мкм. Використовують також світлодіоди червоного свічення, електролюмінесцентні випромінювачі та надмініатюрні лампи розжарювання.
Основне призначення оптронів – забезпечення гальванічної розв'язки між сигнальними ланцюгами. Тому загальний принцип дії цих приладів, незважаючи на відмінність фотоприймачів, можна вважати однаковим: вхідний електричний сигнал, що надходить на випромінювач, перетворюється на світловий потік, який, впливаючи на фотоприймач, змінює його провідність.
У транзисторному оптроні опромінення його бази створює такий самий ефект, що і при подачі струму в базу звичайного транзистора, і він відкривається.
В результаті на виході оптрона формується сигнал, який у випадку може бути і не ідентичний вхідному формою, а вхідна і вихідна ланцюга виявляються гальванічно не пов'язаними. Між вхідний і вихідний ланцюгами оптрона вміщена прозора електроміцна діелектрична маса (зазвичай органічний полімер), опір якої досягає 10 9 . 10 12 Ом.
Випромінювач - безкорпусний світлодіод, - як правило, поміщають у верхній частині металевого корпусу, а в нижній - на кристалотримач - зміцнюють кристал кремнієвого фотоприймача, наприклад фототранзистора. Весь простір між світлодіодом і фототранзистором заливають прозорою масою, що твердіє. Цю заливку покривають відбиваючимвсередину світлові промені шаром, що перешкоджає розсіюванню світла межі робочої зони.
Отвори в корпусі для виводів оптрона залиті склом. Герметичне з'єднання кришки та основи корпусу забезпечене зварюванням.
Існують також оптрони із так званим відкритим оптичним каналом. Тут освітлювач служить світлодіод інфрачервоного випромінювання, а фотоприймачем можуть бути фоторезистор, фотодіод або фототранзистор. Відмінність цього оптрона в тому, що його випромінювання виходить назовні, відбивається від будь-якого зовнішнього предмета і повертається в оптрон до фотоприймача. У такому оптроні вихідним струмом може керувати не тільки вхідний струм, але також зміна положення зовнішньої поверхні, що відбиває.
У оптронів з відкритим оптичним каналом оптичні осі випромінювача і приймача розташовані паралельно або під невеликим кутом. Існує конструкції подібних оптронів із співвісним розташуванням оптичних осей. Такі прилади називають оптопереривачами.
В даний час оптрони отримали широке застосування, особливо з метою узгодження мікроелектронних логічних блоків, що містять потужні дискретні елементи, з виконавчими пристроями (реле, електродвигунами, контакторами та ін), а також для зв'язку між логічними блоками, що вимагають гальванічної розв'язки, постійних модуляції і напруг, що повільно змінюються, перетворення прямокутних імпульсів в синусоїдальні коливання, управління потужними лампами і високовольтними індикаторами (Повний А., 2008) .
Позначення транзисторного оптрона наведено на рис. 4.38.
