Moderne vitenskap utvikler seg aktivt i ulike retninger og prøver å dekke alle mulige potensielt nyttige aktivitetsområder. Blant alt dette bør optoelektroniske enheter skilles ut, som brukes både i prosessen med dataoverføring og deres lagring eller behandling. De brukes nesten over alt der mer eller mindre sofistikert teknologi brukes.
Hva er dette?
Optoelektroniske enheter, også kjent som optokoblere, er spesielle halvlederenheter som er i stand til å sende og motta stråling. Disse strukturelle elementene kalles fotodetektor og lysemitter. De kan ha forskjellige alternativer for å kommunisere med hverandre. Prinsippet for drift av slike produkter er basert på konvertering av elektrisitet til lys, så vel som det motsatte av denne reaksjonen. Som et resultat kan en enhet sende et bestemt signal, mens den andre mottar det og "dekrypterer". Optoelektroniske enheter brukes i:
- utstyrskommunikasjonsenheter;
- inngangskretser for måleenheter;
- høyspennings- og høystrømkretser;
- kraftige tyristorer og triacs;
- reléenheter og såneste.
Alle slike produkter kan klassifiseres i flere grunnleggende grupper, avhengig av deres individuelle komponenter, design eller andre faktorer. Mer om det nedenfor.
Emitter
Optoelektroniske enheter og enheter er utstyrt med signaloverføringssystemer. De kalles emittere, og avhengig av type er produktene delt inn som følger:
- Laser og lysdioder. Slike elementer er blant de mest allsidige. De er preget av høy effektivitet, et veldig sm alt strålespektrum (denne parameteren er også kjent som kvasi-kromatisitet), et ganske bredt operasjonsområde, opprettholder en klar strålingsretning og svært høy hastighet. Enheter med slike emittere fungerer i svært lang tid og er ekstremt pålitelige, de er små i størrelse og yter godt innen mikroelektroniske modeller.
- Elektroluminescerende celler. Et slikt designelement viser en ikke veldig høy konverteringskvalitetsparameter og fungerer ikke for lenge. Samtidig er enheter svært vanskelige å administrere. Imidlertid er de best egnet for fotomotstander og kan brukes til å lage multi-element, multifunksjonelle strukturer. Ikke desto mindre, på grunn av deres mangler, brukes nå emittere av denne typen ganske sjelden, bare når de virkelig ikke kan unngås.
- Neonlamper. Lyseffekten til disse modellene er relativt lav, og de tåler heller ikke skader godt og varer ikke lenge. Forskjellig i store størrelser. De brukes ekstremt sjelden, i visse typer enheter.
- Glødelamper. Slike emittere brukes bare i motstandsutstyr og ingen andre steder.
Som et resultat er LED- og lasermodeller optim alt egnet for nesten alle aktivitetsområder, og kun i enkelte områder hvor det er umulig å gjøre annet, brukes andre alternativer.
Fotodetektor
Klassifisering av optoelektroniske enheter er også laget i henhold til typen av denne delen av designet. Ulike typer produkter kan brukes som mottakerelement.
- Fototyristorer, transistorer og dioder. Alle av dem tilhører universelle enheter som er i stand til å jobbe med en åpen type overgang. Oftest er designet basert på silisium, og på grunn av dette får produktene et ganske bredt spekter av følsomhet.
- Fotomotstander. Dette er det eneste alternativet som har den største fordelen av å endre eiendommer på en svært kompleks måte. Dette bidrar til å implementere alle slags matematiske modeller. Dessverre er det fotomotstander som er treghet, noe som begrenser omfanget av deres bruk betydelig.
Strålemottak er et av de mest grunnleggende elementene i en slik enhet. Først etter at den kan mottas, starter videre behandling, og det vil ikke være mulig dersom kommunikasjonskvaliteten ikke er høy nok. Som et resultat vies stor oppmerksomhet til utformingen av fotodetektoren.
Optisk kanal
Designegenskapene til produktene kan godt vises av det brukte betegnelsessystemet for fotoelektroniske og optoelektroniske enheter. Dette gjelder også for dataoverføringskanalen. Det er tre hoved alternativer:
- Forlenget kanal. Fotodetektoren i en slik modell er langt nok unna den optiske kanalen, og danner en spesiell lysleder. Det er dette design alternativet som brukes aktivt i datanettverk for aktiv dataoverføring.
- Lukket kanal. Denne typen konstruksjon bruker spesiell beskyttelse. Det beskytter perfekt kanalen mot ytre påvirkninger. Modeller for et galvanisk isolasjonssystem brukes. Dette er en ganske ny og lovende teknologi, som nå blir kontinuerlig forbedret og gradvis erstatter elektromagnetiske reléer.
- Åpen kanal. Denne utformingen innebærer tilstedeværelsen av et luftgap mellom fotodetektoren og emitteren. Modeller brukes i diagnosesystemer eller ulike sensorer.
Spektralområde
Fra denne indikatorens synspunkt kan alle typer optoelektroniske enheter deles inn i to typer:
- Nær rekkevidde. Bølgelengden i dette tilfellet varierer fra 0,8-1,2 mikron. Oftest brukes et slikt system i enheter som bruker en åpen kanal.
- Lang rekkevidde. Her er bølgelengden allerede 0,4-0,75 mikron. Brukes i de fleste typer andre produkter av denne typen.
Design
I henhold til denne indikatoren er optoelektroniske enheter delt inn i tre grupper:
- Spesial. Dette inkluderer enheter utstyrt med flere sendere og fotodetektorer, sensorer for tilstedeværelse, posisjon, røyk og så videre.
- Integral. I slike modeller brukes i tillegg spesielle logiske kretser, komparatorer, forsterkere og andre enheter. Blant annet er utgangene og inngangene deres galvanisk isolert.
- Elementær. Dette er den enkleste versjonen av produkter der mottakeren og senderen er til stede i bare ett eksemplar. De kan være både tyristor og transistor, diode, resistive og generelt andre.
Alle tre gruppene eller hver separat kan brukes i enheter. Strukturelle elementer spiller en betydelig rolle og påvirker direkte funksjonaliteten til produktet. Samtidig kan komplekst utstyr også bruke de enkleste, elementære variantene, hvis det er hensiktsmessig. Men det motsatte er også sant.
Optoelektroniske enheter og deres applikasjoner
Fra et synspunkt om bruk av enheter, kan alle deles inn i 4 kategorier:
- Integrerte kretser. Brukes i en rekke enheter. Prinsippet brukes mellom ulike konstruksjonselementer ved bruk av separate deler som er isolert fra hverandre. Dette hindrer komponentene i å samhandle på annen måte ennden levert av utvikleren.
- Isolasjon. I dette tilfellet brukes spesielle optiske motstandspar, deres diode-, tyristor- eller transistorvarianter, og så videre.
- Transformasjon. Dette er en av de vanligste brukstilfellene. I den omdannes strømmen til lys og påføres på denne måten. Et enkelt eksempel er alle typer lamper.
- Omvendt transformasjon. Dette er en helt motsatt versjon, der det er lys som omdannes til strøm. Brukes til å lage alle typer mottakere.
Faktisk er det vanskelig å forestille seg nesten hvilken som helst enhet som går på elektrisitet og mangler en eller annen form for optoelektroniske komponenter. De kan presenteres i et lite antall, men de vil fortsatt være til stede.
Resultater
Alle optoelektroniske enheter, tyristorer, dioder, halvlederenheter er strukturelle elementer i forskjellige typer utstyr. De lar en person motta lys, overføre informasjon, behandle eller til og med lagre det.
