Параметры и характеристики оптопар.

Первая группа параметров характеризует входную цепь оптопары ( входные параметры ), вторая - ее выходную цепь ( выходные параметры ), третья - объединяет параметры, характеризующие степень воздействия излучателя на фотоприемник и связанные с этим особенности прохождения сигнала через оптопару как элемент связи (параметры передаточной характеристики ), наконец, четвертая группа объединяет параметры гальванической развязки, значения которых показывают, насколько приближается оптопара к идеальному элементу развязки.

1. Входные параметры оптопар: входное напряжение и ток, входное сопротивление

2. Выходные параметры оптопар: выходное напряжение и ток, выходное сопротивление

3. Передаточные параметры : время включения, время переключения, время нарастания выходного сигнала

4. Параметры гальванической развязки оптопар: максимально допустимое пиковое напряжение между входом и выходом U_{разв п max}; максимально допустимое напряжение между входом и выходом U_{разв max}; сопротивление гальванической развязки R_разв; проходная емкость C_разв; максимально допустимая скорость изменения напряжения между входом в выходом (dU_разв/dt)_max. Важнейшим является параметр U_{разв п max}. Именно он определяет электрическую прочность оптопары и ее возможности как элемента гальванической развязки.

Характеристики:

- входная ВАХ;

- выходная ВАХ;

- передаточная (Iвых=f(Iвх))

Основные параметры и характеристики фотоприёмников

Рабочее напряжение Up – постоянное напряжение, приложенное к ФПМ,

при котором обеспечиваются его номинальные параметры при длительной работе.

Темновой ток Iт – ток, протекающий через ФПМ при указанном напряжении на нем в отсутствие потока излучения в диапазоне спектральной чувствительности.

Фототок Iф – ток, проходящий через ФПМ при указанном напряжении на нем, обусловленный только воздействием потока излучения с заданным спектральным распределением.

Общий ток Iобщ – ток ФПМ, состоящий из темнового тока и фототока.

Напряжение (ток) фотосигнала Uс (Iс) – изменение напряжения (тока) на ФПМ, вызванное действием на него потока излучения источника фотосигнала.

Темновое сопротивление R т – сопротивление ФПМ в отсутствие падающего на него излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.

Световое сопротивление Rс – сопротивление ФПМ при воздействии на него потока излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.

Чувствительность S – отношение изменения значения электрической величины на выходе ФПМ, вызванного падающим на него излучением, к количественной характеристике этого излучения, представленной любой энергетической или фотометрической величиной.

Интегральная чувствительность Sинт – чувствительность ФПМ к излучению данного спектрального состава.

Напряжение (ток) шума Uш (Iш) – среднеквадратичное значение флуктуации напряжения (общего тока) в цепи ФПМ в заданной полосе частот.

Энергетическая характеристика фототока Iф(Ф) – зависимость фототока от потока или плотности потока излучения, падающего на ФПМ.

Частотная характеристика чувствительности S(f) – зависимость чувствительности ФПМ от частоты модуляции потока излучения.

Спектральная характеристика чувствительности S(λ ) – зависимость монохроматической чувствительности ФПМ от длины волны регистрируемого потока излучения.

Вольт-амперная характеристика – зависимость фототока от напряжения.

Фотодиод.

Фотодиод — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.

При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n-перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей — дрейфовым током.

Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода Cp-n

Фотодиод может работать в двух режимах:

фотогальванический — без внешнего напряжения(а)

фотодиодный — с внешним обратным напряжением(б)

При этом выражение для тока фотодиода в случае a): I_ФД=U∙ R_Н ;

и в случае б): I_ФД=(E+U)/R_Н

Для фотодиода присущи следующие основные характеристики:

1. Вольт-амперная характеристика.

2. Энергетическая (световая) характеристика. По световой характеристике определяется интегральная чувствительность фотодиода: K=I_Ф/Ф

3. Спектральная характеристика

 

 

 

Фоторезистор

Фоторезистор – это полупроводниковый резистор сопротивление, которого изменяется под действием оптического излучения. Включается только с источником питания.

Обозначение

 

Основные параметры:

1) R_т темновое сопротивление фоторезистора без освещения;

2) I_т темновой ток I_т=E/R_т+R_н

3) R_с при облучении фоторезистора получается световое сопротивление

4) I_c световой ток I_c=E/R_c+R_н

5) I_ф фото ток I_ф=I_c+I_т

6) P_max рассеиваемая мощность

7) Интегральная чувствительность I_ф / Ф*U_ф

8) K_уд удельная чувствительность K_уд = I_ф /Ф*U_max

Основные характеристики

ВАХ Световая характеристика

Спектральная характеристика

Лазеры

Лазеры – генераторы когерентного излучения, основанные на использовании вынужденного излучения.

Классификация:

По материалу

1) твердотельные: высокая мощность излучения, КПД не более 30%, высокая потребляемая мощность, невысокая когерентность.

2 ) полупроводниковые: малые размеры, КПД 46%, высокая мощность излучения, большая потребляемая мощность.

3) Газовые (на основе инертных газов): высокая когерентность, большие размеры, невысокая мощность излучения, низкий КПД 12-20%

4) Жидкостные (активной средой является жидкость): возможность циркуляции жидкости с целью её охлаждения. Это позволяет получить большие энергии и мощности излучения в импульсном и непрерывном режимах. Генерируют излучение с узким спектром частот

По режиму работы:

1) Импульсные

2) Постоянные

3) Смешанные

Основные параметры:

1) Частота лазерного излучения

2) Ширина спектра лазерного излучения

3) Потребляемая мощность и мощность излучения

4) Эффективная температура

5) КПД

6) Расходимость лазерного луча

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: