Mavzu: Optoelktronika Reja: Optoelektronika va uning rivojlanishi

Optoelektron asboblarni sinflarga bo’linishi va qo’llanilishi
Optron asboblar deb, u yoki boshqa ko’rinishda o’zaro aloqani oshiruvchi nurlanish manbai va qabul qilgichga (yorug’liknurlagich va fotoqabulqilgich) ega bo’lgan yarimo’tkazgichli asbobga aytiladi.
Har qanday optronlarni ishlash prinsipi quidagilarga asoslangan. Nurlagichda elektr signal energiyasi yorug’likka, fotoqbulqilgichda esa, uni teskarisi yorug’lik signali elektr signaliga o’zgaradi. Amalda tarqalgan optronlar bo’lib, qaysiki unda nurlagichdan fotoqabulqilgichga tomon to’g’ri optik aloqaga ega bo’lganlari bo’lib, bunda elementlar orasidagi hamma ko’rinishidagi elektr aloqalar bo’lmaydi. Optik aloqani mavjudligi kirish (nurlagich) va chiqish (fotoqabulqilgich) orasidagi elektr izolyasiyani ta’minlaydi.
Shunday qilib, bunday asbob elektron zanjirlarda aloqa elementi funksiyasini bajaradi, shu bilan bir vaqtda kirish va chiqish elektr (galvanik) yechimi amalga oshirilgan.
Optoelektron asboblarni qo’llanilishi yetarlicha turli: apparat bloklari aloqasi uchun, qaysiki ular orasida ancha katta potensiallar farqi bo’ladi; o’lchash qurilmalarini kirish zanjirlarini shumdan himoyalash uchun va yuqori kuchlanishli zanjirlarni sozlash, optik, kontaktsiz boshqarish,quvvatli tiristorlar, simistorlarni ishga tushirish, elektromexanik releli qurilmalarni boshqarishlar kiradi.
“Uzun” optronlarni (optik kanal sifatida uzun ingichka optik – tolali asboblar) yaratilishi optron texnika maxsulotlarini qo'llashni mutlaqo yangi yo’nalish – optik tola bo’yicha masofaviy aloqani ochdi.
Optoelektron asboblar sop radiotexnik sxemalar modulyasiyasi, kuchayishni avtomatik boshqarish va boshqalarda qollaniladi. Bu yerda optik kanalga ta’sir natijasida sxemani optimal rejimga o’tkazish uchun, kontaktsiz rejimni sozlash va shunga o’xshashlardan foydalaniladi.
Optronlarni asosiy turlarini shartli – grafik belgilashlar 1- rasmda berilgan

1-rasm.Optron elektron juftlar: а–diodli-diodli, б–diod- tranzistorli, в–diod –tranzistor asosli , г–diod juftli gibrid mikrosxemali

Optoelektron asboblar quyidagi belgilari bo’yicha siniflarga bo’linadi.
Foydalaniladigan nurlagichni turiga qarab optronlar:
Miniatyur qizdirgich lampochkakar asosidagi nurlagichlar. Bunday qiz dirgichli optronlar inerson, va hozirgi vaqtda amalda foydalanilmaydi, biroq rezistorli optronlarda qo’llanilmoqda.
Neon nurlagichvli lampochkalarda, qaysiki gaz neon – argon aralashma gazini elektr razryadini nurlanishidan foydalaniladi. Bunday nurlagichlar nurlanishnishini uncha yuqori emasligi, mexanik ta’sirga chidamsiz, o’lchami katta, integral texnologiyaga mos kelmasligi.Shunga qaramasdan,optronlarni alohida turlari qo’llanilmoqda.
Elektrolyuminesentli nurlagich yacheykalar. Elektrolyuminesentli yacheykalar elektr energiyasini yorug’likka aylantirish faolligi yuqori emasligi, ishlash mudati kichikligi, boshqarishni murakkabligiga ega.Bu nurlagichlarni asosiy afzalligi - fotorezistorlar bilan konstriktuv – texnologik mos kelishi, bunga asosan ko’pfuksiyali va ko’pelementli optron strukturalarni yaratish mumkinligidir. Hozirgi vaqtda qollanilishi chegaralangan holatda turibdi.
Yorug’likdiodli va lazer diodli nurlagichlar. Foydalanilayotgan optronlardan ancha asosiysi unversial nurlagichlardan yorug’likdiod – yarimo’tkazgichli injeksion yorug’liknurlovchi dioddir. Bu uni bir qancha afzalliklari:elektr energiyasini optokka aylantirishda FIK yuqori qiymatliligi,; nurlanish spektri qisqa, turli yorug’likdiodlarini spectral diapazoni kengligini yopilishi; nurlanishni yo’nalishligi; yuqori tezkorlik; ta’minot kuchlanish va toklarni qiymat kichik; tranzistorlar va integral sxemalar bilan bir – biriga mos kelishi; to’g’ri tokni o’zgartirish yo’li bilan nurlanish quvvatini modulyasiyalashni soddaligi; impuls va uzluksiz rejimda ishlash mumkinligi; kirish toklarini keng oralig’ida vat- amper xarakteristikasini chiziqliligi; yuqori mustaxkamliligi va uzoq mudat ishlashi; o’lchami kichikligi; mikroelektron maxsulotlar bilan texnologik mosligi kiradi.
Optronlar foydalaniladigan fotoqabulqilgichni turiga qarab:
Fotorezistorlar asoslangagi optronlar, qaysiki xususiyati yoritish natijasida berilgan murakab qonun bilan o’zgaradi, bu esa matematik modellashtirish va qadama - qadam funksional optoelektronikani yaratish imkonini beradi.Biroq, fotorezistorli optronlar inversion.
Fotodiod asosidagi optronlar;
Fototranzistorlar asosidagi optronlar;
Fototiristorlar asosidagi optronlar.
Oxirgi uchtasi eng ko’p universial fotoqabul qilgichlar bo’lib, ochiq p-n- o’tishli ishlovchi .Ko’pgina hollarda ularni kremniy asosida tayorlanadi, va ularni maksimal spectral sezgirligi λ = 0,7 … 0,9 mkm yaqinida bo’ladi.
Optronlar optik kanaldan foydalanish turi bo’yicha bo’linadi:
Ochiq optik kanalli optronlar. Bunday optronlarda nurlagich va fotoqabulqilgich havoli oraliq bilab ajratilgan. Ular aylanuvchi vallarni aylabish sonini, holat datchigi sifatida harakatlanuvchi mexanik sistemani sinxronlash boshqalarda uchun keng qo’llaniladi. Ochiq kanali optronlar o’z navbatida qaytarishda va o’tkazishda ishlovchi optronlarga bo’linadi
Yopiq optik kanali optronlar. Bunda optik kanal har qanday tashqi tasirlardan himoyalangan. Bunday optronlar elektr zanjirlarini kirish va chiqishlarni galvanik bog’lanish uchun qo’laniladi. Agarda chiqish zabjirlarida quvvatli kuch asboblar( tiristorlar, simistorlar, MOSFET maydon tranzistorlari ) foydalanilsa, bunday optronlar qattiq jismli relelar deyiladi. Hozirgi vaqtda bunday relelar elektromagnit relelarni alternative bo’lib, ularni texnologiyasi uzluksiz takomilashmoqda.
“Uzun” optik kanalli optronlar. Bunday optronlarda nurlagich va fotoqabulqilgich bir biridan ma’lum uzoq masofada joylashtirilishi mumkin. Bunda nurlagich va fotoqabulqilgichni bog’lovchi optik kanal yorug’lik tola hisoblanadi. Bunday optoelektron asboblar EHM ning uyali tarmoqlarida informatsiyani uzatish uchun keng qollanilmoqda.
Optik kanali spektral diapazoni bo’yicha optronlar quyidagilarga bo’linadi:
Optik nurlanishni to’lqin uzunligi 0,4 dan 0,75 mkm li ko’zga ko’rinadigan diapazonli optronlar.
Optik nurlanishni to’lqin uzunligi 0,8 dan 1,2 mkm li IQ – diafazonga yaqin optronlar. Bunday ko’rinishday nurlanishlar aniqsa ochiq kanali optoelektron asboblar uchun samarali.
Optronlar konstruktiv – texnologik belgisi bo’yicha quidagilarga bo’linadi:
Elementar optoparalar, qaysiki bita nurlagich va bitta elementar fotoqabulqilgichdan iborat. Foydaniladigan fotoqabulqilgichni turiga qarab, ular rezistivli, diodli, tiristorli, tranzistorli va boshqalar bo’lishi mumkin.
Optoelektron integral mikrosxemalar, qaysiki unda elementar optronda qo’shimcha elektron qurilmalar: kuchaytirgichlar, komparatorlar, matiqiy sxemalarva boshqalar bo’ladi.
Maxsus ko’rinishdagi optronlar: differensial optronlar, qaysiki birqancha nurlagichlar va fotoqabulqilgichlar bo’ladi; optoelektron datchiklar bo’ladi.