Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Список літератури. 1. Хоружний В.А. Функціональна мікроелектроніка, опто- та акустоелектроніка / В.А




Доверь свою работу кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

1. Хоружний В.А. Функціональна мікроелектроніка, опто- та акустоелектроніка / В.А. Хоружний, В.О. Письмецький. - Харків, 1995. - 186 с.

2. Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.: Энерго-атомиздат, 1989. - 242 с.

 

Лабораторна робота 3

ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТИРИСТОРНОЇ ОПТОПАРИ

Мета роботи –вивчити залежність форми вихідного сигналу від величини світлового потоку для тиристорної оптопари.

Елементи теорії. Оптоелектронні прилади - це прилади, принцип дії яких побудований на використанні електромагнітного випромінювання оптичного діапазону. За їх допомогою здійснюють генерацію, перетворення, передачу і збереження інформації. Носіями інформації в оптоелектроніці є нейтральні в електричному розумінні частинки - фотони, нечутливі до впливу електричних і електромагнітних полів, які не взаємодіють між собою і створюють односпрямовану передачу сигналу, що забезпечує високу перешкодозахищеність і гальванічну розв'язку вхідних і вихідних ланцюгів. Оптоелектронні прилади приймають, перетворюють і генерують випромінювання у видимій, інфрачервоній і ультрафіолетовій областях спектра. Принцип дії оптоелектронних приладів базується на використанні зовнішнього або внутрішнього фотоефекту.

Оптопари поділяють на декілька груп: фоторезисторні (фоторезистор - світлодіод); діодні (фотодіод - світлодіод); транзисторні (фототранзистор - світлодіод) і тиристорні (фототиристор - світлодіод).

Фототиристор- це напівпровідниковий прилад, який керується світловим потоком, поєднує у собі властивості тиристора і фотоприймача та перетворює світлову енергію в електричну. Фототиристори мають чотиришарову p-n-p-n-структуру. За відсутності світлового сигналу і керуючого струму фототиристор закритий, і через нього проходить тільки темновий струм. Відкривається фототиристор світловим потоком, що надходить на бази р2 і n1 через «вікно» у його корпусі (рис. 1). Світловий потік утворює у фототиристорі електронно-діркові пари, створює первинні фотоструми, у результаті чого утворюється загальний фотострум. З цього випливає, що при надходженні світлового потоку на бази р2 і n1 зростає емітерний струм і коефіцієнт передачі струму від емітера до колектора є функцією освітленості, яка змінює струм p-n-nepexoдів. Опір фототиристорів змінюється в межах від 0,1 Ом (у відкритому стані) до 108 Ом (у закритому). Час переключення знаходиться в межах від 10-5 - 10-6с.

Зі світлової характеристики Iпр = f(Ф) при Uпр=const (рис.2а) видно, що після ввімкнення фототиристора струм через нього зростає до Iпрпр/Rнагр і більше не змінюється, тобто має два стабільних стани (вимкнений, ввімкнений) та може бути використаний як елемент пам'яті. Із ВАХ Iпр = =f(Uпр) при Ф = const (Ф2 > Ф1 > Фо) (рис.2б) видно, що зі збільшенням світлового потоку напруга ввімкнення зменшується.

Переваги фототиристорів: висока навантажувальна здатність при малій потужності керуючого сигналу; можливість одержувати необхідний вихідний сигнал без

Рисунок 1 – Структура фототиристора

додаткових каскадів підсилення; наявність пам'яті, тобто підтримка відкритого стану після зняття керуючого сигналу; високі чутливість та швидкодія. Вищеназвані властивості фототиристорів дозволяють спростити схеми, вимкнувши з них підсилювачі і релейні елементи, що є дуже важливим у промисловій електроніці, наприклад у високовольтних перетворювачах.

Рисунок 2 – Характеристики фототиристора: а – світлова; б – вольт-амперна

Галузі використання тиристорних оптопар: схеми для формування потужних імпульсів, керування потужними тиристорами, керування та комутації різноманітних пристроїв з потужними навантаженнями.

Методичні вказівки. У тиристорних оптопарах як приймальний елемент використовується кремнієвий фототиристор. За відсутності вхідного сигналу, що відповідає неопроміненому стану базової n-області, через фототиристор проходить невеликий струм витоку (темновий струм). Значення темнового струму сильно залежить від температури. При підвищенні температури на 10 °С струм приблизно подвоюється.

Для дослідження робочих характеристик тиристорної оптопари використовується лабораторний стенд на основі схеми фазо-імпульсної комутації (рис.3) з використанням тиристорної оптопари АОУ103 (випромінювач - GaAs діод, приймач – Si фототиристор) у металоскляному корпусі. Електричними параметрами оптопари є: вхідний струм спрацьовування фототиристора при Uвих=10 В (не більше 10 мА); вхідний імпульсний струм спрацьовування при τи= =10 мкс (не більше 80 мА); вхідна напруга при Iвх=10 мА (не більше 2 В); вихідний струм (100 мкА); вихідна напруга у відкритому стані фототиристора при Iвих= 100 мА (не більше 2 В); вихідний затримувальний струм при Uвих=10 В (не більше 10 mA); вхідний максимальний струм перешкоди (0,25 мА); вихідний середній прямий струм при куті горіння 90° (15 мА) та вихідна зворотна стала напруга (400 В).

Схема лабораторного стенда включає 3 основні вузли: вузол живлення (діодний міст VD1-4, параметричний стабілізатор на КС156); вузол синхронізації та комутації (логічні елементи К155ЛА3) і вузол навантаження (оптопара АОД103, діодний міст, опір R5). Через опори R2,3 пульсуючий постійний струм (циклоїда) потрапляє на вхід першого логічного елемента К155ЛА3 з подальшим інвертуванням та перетворенням форми на прямокутну. Змінюючи опір резистора, можна підібрати швидкість циклу «заряд-розряд» конденсатора С2, що і обумовить зміну фази на виході відносно початкової. Вихід з четвертого елемента мікросхеми К155ЛА3 під’єднаний через баластний опір R4 до світлодіода тиристорної оптопари. Випромінюючи світло з певною часовою затримкою, фототиристор закорочує діодний міст D7-10, що приводить до «вирізання» частини синусоїди і тим самим змінює діючу напругу Ud.

Підключений до такого стенда осцилограф дасть можливість визначити амплітуду, Um, та «кут горіння» x тиристорної оптопари. Співвідношення встановлює залежність Ud від вищеназваних величин.

 

Рисунок 3 – Схема лабораторного стенда

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 574. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.018 сек.) русская версия | украинская версия