Электрическая модель оптрона


 

Рассмотрим динамическую модель диодной оптопары: во-первых, диодная оптопара содержит в своем составе два оптоэлектронных прибора – излучаю­щий диод и фотоприемник (фотодиод); соответственно мо­дель оптопары состоит из моделей компонентов; во-вторых, диодная оптопара в классе оптоэлектронных приборов об­ладает наилучшими параметрами изоляции и быстродейст­вием, что определило ее широкое применение.

Динамическая модель излучающего дио­да состоит из источника тока Iд, динамического сопротив­ления диода rдин (определяется сопротивлениями базы ди­ода, омических контактов и выводов), сопротивления утеч­ки rут и емкости диода Сд (в соответствии с рис. 6.7, а.

Источник тока Iд, управляемый напряжением U для излучающего диода обычно описывается выражением, соответствующим кусоч­но-линейной аппроксимации ВАХ диода (в соответствии с рис. 6.7, б. Участок ВАХ ди­ода для напряжений 0<U<U0 необходимо учитывать в излучающем диоде, из-за сильного влияния барьерной ем­кости диода Сбар1 при этих значениях напряжения U иног­да для снижения значения Сбар1 вводят постоянное прямое напряжение смещения (в соответствии с рис. 6.7, б).

В качестве динамической модели излучающего диода обычно используют модель Эберса-Молла или зарядоуправляемую модель.

Для модели Эберса-Молла имеем соответственно схеме замещения на рисунке 6.6,а.

;

;

;

, (6.2)

где jт = 0,026 В (при Т = 25°С);

y = 0,7 ¸ 0,75 В.

rиз
I
Д
U
см
U
U
Д
а)
б)
A
K
K
A
I
Д
r
УТ
С
Д1
(C
Б1
)
r
ДИН
С
ПР
I
Ф
I
РП
С
Д
(C
Б2
)

Рис. 6.7. Динамическая модель диодной оптопары (а)

и аппроксимация ВАХ излучающего диода (б)

 

Параметры модели I0, m, jт можно вычислить из усло­вия аппроксимации статической ВАХ излучающего диода по выражению

, (6.3)

j = 1, 2, 3...,N.

где Ij, Uj – соответствующие j-й экспериментальной точке ВАХ диода значения тока и напряжения диода;

N – число экспериментальных точек.

Вычисления проводят, напри­мер, методом наименьших квадратов.

Модель фотоприемника для фотодиодного режима ра­боты состоит из источника фототока Iф = kIIд, источника тока p-n – перехода, управляемого напряжением, I = I0ехр[(U/mjт)-1] и барьерной емкости фотодиода СБ2. Следует подчеркнуть, что быстродействие оптопары за­метно ограничивается барьерными емкостями СБ1, СБ2. Даже у малоинерционных излучающих диодов СБ1 = (50 ¸ 200) пФ; значения емкости фотодиода СБ2 сущест­венно меньше (1 пФ ÷ 10 пФ), однако она заряжается малым током Iф, и ее влияние на скорость переключения оптопа­ры также оказывается значительным.

Параметры электрической изоляции оптопары описыва­ются проходной емкостью Спр и сопротивлением изоляции rиз. Особенно важную роль в динамике работы оптопар иг­рает емкость Спр. Емкостный ток в цепи изоляции оптопары зависит от скорости изменения напряжения как на входе оптопары, так и на выходе, т. е. возможна электриче­ская обратная связь через проходную емкость и соответст­венно ложное переключение или самовозбуждение устрой­ства.

Разновидностью оптронов является волстрон (в соответствии с рис. 6.8).

Это прибор, содержащий излучатель и фотоприемник, между которыми располагается волоконный световод (длина которого может составлять десятки-сотни метров), представляющий единую конструкцию.

Рис. 6.8. Устройство волстрона



Дата добавления: 2017-05-02; просмотров: 1140;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.