Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


Исследование оптоэлектронной интегральной микросхемы




6.1 Цель работы

 

Исследовать основные характеристики и применение оптоэлектронной интегральной микросхемы (ОЭ ИМС).

 

6.2 Подготовка к работе

 

6.2.1 Изучить следующие вопросы курса по конспекту лекций к рекомендуемой литературе:

 

-классификация оптоэлектронных ИМС по функционально­му назначению;

-ОЭ ИМС - коммутатор аналоговых сигналов: схема; принцип работы; основные характеристики и параметры; применение.

 

6.2.2 При подготовке к работе рекомендуется ответить на контрольные вопросы:

 

-назначение оптронов;

-структурная схема оптрона;

-принципиальные электрические схемы оптронов;

-оптоэлектронная ИМС;

-характеристики и параметры ОЭ ИМС - коммутатора ана­логовых сигналов.

 

Рекомендуемая литература

 

Ефимов И.Е., Козырь И.Р., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. -М.: Высшая школа, 1987. С. 376-383.

Ефимов И.Е., Козырь И.Я. Основы микроэлектроники. -М.: Высшая школа, 1983, с.351-361.

 

6.3 Основные данные ОЭ ИМС, исследуемой в работе

 

Тип ИМС - оптоэлектронный коммутатор аналоговых сигналов на основе диодных оптопар K249KHIA.

Принципиальная схема оптоэлектронного коммутатора приведе­на на рисунке 1.

Электронный ключ представляет собой инверсное включение двух р-n-р транзисторов с идентичными параметрами. Остаточ­ные напряжения транзисторов направлены встречно и взаимно ком­пенсируются. Это позволяет коммутировать с помощью такого струк­турно-компенсированного ключа весьма слабые сигналы.

 

Рисунок 1 - Принципиальная схема оптоэлектронного коммутатора

аналоговых сигналов К249KHIA

 

Управление ключом производится с помощью диодных оптронов. Для надежного открывания ключа используются два оптрона с последовательно включенными диодами. Открывающее ключ напряжение с фотодиодов приклады­вается между коллекторами и базами транзисторов.

Управляющее напряжение подается на светодиоды. Коммутируемая цепь подключается к эмиттерным выводам тран­зисторов.

 

Электрические параметры

 

Сопротивление ключа в открытом состоянии при

Iвх=20мА не более…………………………………..………………………....200 Ом

Ток утечки закрытого ключа между эмиттерами при

Iвх=0 и Uком=30 В не более………….…………………….…………………..100 нА

Остаточное напряжение на открытом ключе при

Iвх=20мА не более………………………..…………………………………...200 мкВ

Время включения…………………….………………………………………...10 мкс

Время выключения………………………………………………………….…10 мкс

Сопротивление изоляции………….………………………………………….109 Ом

Проходная емкость…………………….……………………..………………….5 пФ

 

 

6.4 Лабораторное задание

 

6.4.1 Исследование входной характеристики IВХ = f (UВХ).

 

-собрать схему, в соответствии с рисунком 2. Состояние тумблеров S1 и S2 произвольное;

Рисунок 2 - Схема для снятия входной характеристики

 

-плавно изменять напряжение UВХ от нуля до максимального значения. Максимальным считается значение, при котором IВХ = 8 мА. Отсчеты UВХ и IВХ занести в таблицу 1;

 

Таблица 1 - Результаты измерений.

UВХ, В  
IВХ, мА  

-построить график зависимости IВХ = f (UВХ).

 

6.4.2 Исследование зависимости сопротивления открытого ключа от входного тока RКЛ = f (IВХ).

 

-собрать схему, в соответствии с рисунком 3, которая получается дополнением предыдущей схемы, генератором G1 и вольтметром переменного тока Р3. В схеме сопротивление R1 = R2 =30 кОм. Тумблер S1 разомкнуть, S2 – замкнуть;

-с генератора G1 подать напряжение UГ = 3 В, с частотой 1 кГц;

Рисунок 3 - Схема для снятия зависимости сопротивления

открытого ключа от входного тока

 

-плавно изменять напряжение UВХ от нуля до максимального значения. Максимальным считается значение, при котором IВХ = 8 мА. С помощью вольтметра измерять падение напряжения на ключе UКЛ. Отсчеты IВХ и UКЛ занести в таблицу 2;

 

Таблица 2 - Результаты измерений и расчетов.

IВХ, мА  
UКЛ, В  
RКЛ, Ом  

 

-рассчитать значения сопротивления ключа по формуле:

(6.1)

 

Результаты занести в таблицу 2.;



 

-построить графическую зависимость Rкл = f (Iвх).

 

6.4.3 Измерение тока утечки закрытого ключа производится по схеме рисунка 3.

 

-тумблер S1 замкнуть, тумблер S2 разомкнуть. Вольтметр Р3 включить параллельно резистору R2. Установить значение входного тока Iвх = 0;

-с генератора G1 подать напряжение Uг = 4 В, с частотой f = 1 кГц;

-с помощью вольтметра Р3 измерить падение напряжения UR на резисторе R2;

-рассчитать значение тока утечки по формуле:

. (6.2)

 

6.4.4 Исследование ключа в режиме коммутации аналогового сигнала.

 

В данном эксперименте с помощью ключа К249КНIА периодически отключается переменное напряжение генератора G1, подаваемое на нагрузку R2. Управление ключом осуществляется от генератора импульсов G2.

 

-собрать схему, в соответствии с рисунком 4. Для этого достаточно изменить предыдущую схему следующим образом:

Рисунок 4 - Схема использования ключа К249KHIA

для коммутации аналоговых сигналов

 

-тумблер S1 замкнуть, S2 – разомкнуть;

-источник постоянного напряжения UВХ переключить на гнезда питания ЕПИТ генератора импульсов G2, который находится в макете;

-выход генератора импульсов подключить к управляющему входу ключа;

-вместо вольтметра Р3 параллельно резистору R2 включить осциллограф;

-на вход синхронизации осциллографа подать напряжение синхронизации («синхр») с генератора G2;

-с генератора G1 подать напряжение UГ = 4В с частотой 1 кГц;

-установить напряжение UВХ = 8 В;

-получить и зарисовать осциллограммы напряжений:

а) на выходе генератора G1;

б) на выходе генератора G2;

в) на резисторе R2.

 

6.5 Содержание отчета

-все необходимые схемы, формулы, расчеты, таблицы и графики;

-выводы.

 


Лабораторная работа ОЭ7





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:



Последнее изменение этой страницы: 2016-05-30; Просмотров: 470; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2021 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.008 с.) Главная | Обратная связь