Похожие презентации:
Элементы оптоэлектроники. Фоторезисторы. Фотодиоды. Фототранзисторы. (Лекция 13.1)
1.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Лекция 13
Элементы оптоэлектроники (часть 1)
1. Фоторезисторы
2. Фотодиоды
3. Фототранзисторы
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
1
2.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фоторезисторы
Монокристаллический фоторезистор
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
2
3.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фоторезисторы
Пленочный фоторезистор
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
3
4.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
темновой ток
Iт = E / (Rт + Rн),
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
4
5.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
световой ток
Iс = E / (Rс + Rн).
первичный фототок
проводимости
Iф = Iс – Iт.
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
5
6.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Вольт-амперная характеристика
фоторезистора
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
6
7.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Люкс-амперная характеристика
фоторезистора
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
7
8.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Спектральная характеристика
фоторезистора
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
8
9.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Частотная характеристика фоторезистора
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
9
10.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Пример внешнего вида фоторезистора
а) – для навесного монтажа, б) – для поверхностного монтажа
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
10
11.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Основные параметры фоторезисторов
Рабочее напряжение Uр – постоянное
напряжение, приложенное к фоторезистору, при
котором обеспечиваются номинальные
параметры при длительной его работе в
заданных эксплуатационных условиях.
Максимально допустимое напряжение
фоторезистора Umax – максимальное значение
постоянного напряжения, приложенного к
фоторезистору, при котором отклонение его
параметров от номинальных значений не
превышает указанных пределов при длительной
работе в заданных эксплуатационных условиях.
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
11
12.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Основные параметры фоторезисторов
Темновое сопротивление Rт – сопротивление
фоторезистора в отсутствие падающего на него
излучения в диапазоне его спектральной
чувствительности.
Световое сопротивление Rс – сопротивление
фоторезистора, измеренное через
определенный интервал времени после начала
воздействия излучения, создающего на нем
освещенность заданного значения.
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
12
13.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Основные параметры фоторезисторов
Кратность изменения сопротивления KR –
отношение темнового сопротивления
фоторезистора к сопротивлению при
определенном уровне освещенности (световому
сопротивлению).
Допустимая мощность рассеивания Р–
мощность, при которой не наступает
необратимых изменений параметров
фоторезистора в процессе его эксплуатации.
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
13
14.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Основные параметры фоторезисторов
Общий ток фоторезистора – ток, состоящий из
темнового тока и фототока.
Фототок – ток, протекающий через
фоторезистор при указанном напряжении на
нем, обусловленный только воздействием
потока излучения с заданным спектральным
распределением.
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
14
15.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Основные параметры фоторезисторов
Удельная чувствительность – отношение
фототока к произведению величины падающего
на фоторезистор светового потока на
приложенное к нему напряжение,
мкА / (лм · В)
К0 = Iф / (ФU),
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
15
16.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Основные параметры фоторезисторов
Интегральная чувствительность – произведение
удельной чувствительности на предельное
рабочее напряжение Sинт = К0Umax.
Постоянная времени ф – время, в течение
которого фототок изменяется на 63%.
Постоянная времени характеризует
инерционность прибора и влияет на вид его
частотной характеристики.
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
16
17.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
I=IФ-IS(eU/ т-1)
где
IФ=Si·Ф - фототок
IS – обратный ток
Si - интегральная чувствительность
Ф – световой поток
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
17
18.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Вольт-амперная характеристика
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
18
19.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Режим короткого замыкания
U=0
IОБЩ=IФ=SiФ
Режим холостого хода
I=0
Ux=EФ= Tln(1+SИНТФ/I0)
При интенсивном облучении 1<<SИНТ/I0
EФ Тln(IФ/I0)
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
19
20.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Схема включения фотодиода с нагрузкой и
построение нагрузочной характеристики
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
20
21.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
График напряжения на нагрузке
UН=E-UД
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
21
22.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Энергетические характеристики
IФ
U=40 B
U=10 B
Ф
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
22
23.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Частотные характеристики
SИНТ
0.75
fГР
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
f
23
24.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Спектральная характеристика S(λ)
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
24
25.
Элементы оптоэлектроникиФотодиодыВесна 2016
Спектральная характеристика S(λ)
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
25
26.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Зависимость чувствительности от угла падения
света
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
26
27.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Основные параметры
- Диапазон длин волн принимаемого
излучения;
- Интегральная чувствительность Si;
- Темновой ток Iт;
- Номинальное рабочее напряжение
UОБР.НОМ;
Максимально допустимое обратное
напряжение UОБР.MAX;
- Постоянная времени
нарастания фототока Н
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
27
28.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Пример внешнего вида фотодиода
а) – для навесного монтажа, б) – для поверхностного монтажа
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
28
29.
ФотодиодыВесна 2016Элементы оптоэлектроники
Примеры конструкции
p-i-n фотодиод
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
29
30.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фотодиоды
Примеры конструкции
Лавинный фотодиод
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
30
31.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фототранзисторы
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
31
32.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фототранзисторы
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
32
33.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фототранзисторы
Выходные характеристики
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
33
34.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Структура и схема включения полевого
фототранзистора с каналом n-типа
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
34
35.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Фототранзисторы
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
35
36.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Примеры внешнего вида фототранзисторов: а) - для
навесного монтажа, б) - для поверхностного монтажа
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
36
37.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Параметры фототранзисторов :
– интегральная чувствительность;
– рабочее напряжение (10-15 В);
– темновой ток (до сотен микроампер);
– рабочий ток (до десятков миллиампер);
– максимальная допустимая рассеиваемая мощность
(до десятков милливатт);
– граничная частота.
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
37
38.
Элементы оптоэлектроникиВесна 2016
Домашнее задание
Привести примеры схем устройств
с рассмотренными
оптоэлектронными приборами
ХНУРЭ Факультет КИУ
Кафедра ЭВМ тел. 70-21-354
38