Узлы функциональной электроники (стр. 5 из 9)

- сверхминиатюрные лампы накаливания.

Для светодиодов справедливо следующее:

, где

h – постоянная Планка;

c – скорость света;

D E – ширина запрещенной зоны полупроводника.

Длина волны видимого света от 0,45мкм. до 0,68мкм., более 0,9мкм. инфракрасное излучение.

Передающая система – вспомогательная система. Должна быть высокопрозрачной, с хорошей адгезией к материалам свето- приемника и излучателя, а также равенство ТКЛР и хорошие диэлектрические свойства. Применяют прозрачные клеи и лаки.

Исполнительная система. По ней различают типы оптопар:

- диодные;

- резисторные;

- транзисторные;

- однопереходные транзисторы;

- тиристорные оптопары.

Резисторная оптопара.

Используется полупроводниковый фоторезистор – это селенид кадмия, сернистый кадмий. Их сопротивление падает при излучении на них света. Для диапазона ИК-лучей используют PbS или PbSe. Недостаток – это зависимость от температуры сопротивления. Достоинства – возможность работать на переменном токе.

Для излучателей используют сверхминиатюрные лампы накаливания ( оптопара ОЭП-1 ), электролюминисцентные конденсаторы ( оптопара ОЭП-8 ) и светодиоды ( оптопара ОЭП-7, ОЭП-6 ( с ИК диодом)).

t_вкл. »200 мс t_вкл. »600 мс t_вкл. »120 мс

Диодная оптопара.

Используются полупроводниковые диоды в фотодиодном режиме, либо фотогенераторном режиме. Наибольшим быстродействием обладают p-i-n диоды ( очень малое время включения ).

В качестве излучателя используется фотодиод.

АОД-101 ( t_вкл. =1мкс)

На p-i-n диоде t_вкл. »1мкс

Транзисторные оптопары.

В качестве излучателей используется ИК-диоды, но можно использовать и обычный свет.

АОТ-123 ( t_вкл. »2мкс)

Тиристорные оптопары.

Для выключения прибора приходится коммутировать выходную цепь, из-за лавинного образования электронов.

t_вкл. »10 мкс

АОУ-103

На основе однопереходных транзисторов ( двухбазовый диод )

Облучается эмиттер. И его можно использовать в различных режимах работы ( фотодиодный, однопереходный транзистор и пр. ).

АОТ-102 (t_вкл. »5мкс )

Оптопары с открытым каналом.

Бывают с прямым прохождением света или с отражением света.

Достоинства оптоэлектронных реле:

- полная гальваническая развязка между входом и выходом;

- высокая чувствительность;

- высокое быстродействие;

- «полная» совместимость с интегральными схемами.

Недостатки такие же, как и у электронных реле.

Гальваномагнитные реле.

Используют для коммутации либо эффект Холла, либо эффект Гаусса.

Достоинства:

- бесконтактного реле;

- малые габариты.

Недостатки:

- восприимчивость к спец. факторам;

- критичность к температурным воздействиям.

Электретные реле.

Здесь в качестве диэлектрика в конденсаторе используется тонкая пленка электрета ( пленка из фторопласта ). Величина тока в цепи будет зависеть от скорости перемещения подвижной обкладки.

Это бесконтактное реле, не потребляет тока, отсутствие дребезга контактов. Недостатки: восприимчивость к воздействию спец. факторов. Эти устройства имеют механическое управление ( или дистанционное ).

Магнитные реле - в простейшем случае это двух обмоточный трансформатор (сердечник может быть выполнен из ферромагнитного материала).

При подаче напряжения на вход появляется напряжение на выходе .Обычно работает на переменном токе.

Достоинства:

Полная гальваническая развязка.

Неограниченное число коммутаций.

Недостаток:

Большие габариты.

Пьезоэлектрические реле – работа основана на том, что при деформации некоторых материалов возникает ЭДС, она и будет выходным сигналом.

Недостаток:

Необходимость приложения больших усилий, для вызова ЭДС. Для появления ЭДС = 1В необходимо приложить усилие равную 100 Н.

Криотронные реле – используют свойство некоторых материалов при низкой температуре переходить в состояние сверх проводимости и выходить из этого состояния под действием магнитного поля, при этом не изменяя температуры.

Достоинства:

Очень низкое сопротивление в замкнутом состоянии.

Недостаток:

Не очень высокое сопротивление в разомкнутом состоянии.

Необходимость наличия охлаждающей жидкости.

Халькогенидные реле – в таких реле используются халькогенидные стекла.

Эти материалы резко изменяют свои свойства под действием электрического и магнитного поля.

Оптические реле – такие коммутационные устройства используются для коммутации световых сигналов. Все такие устройства можно разделить на:

- устройства оптоэлектронного типа (в процессе коммутации используется преобразование электрического сигнала в оптический сигнал, а затем обратное преобразование);

- оптические устройства (прямая коммутация оптического сигнала);

Резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.

Резисторы.

1. Резистор – элемент электронной аппаратуры, предназначенный для создания в электрической цепи заданной величины активного сопротивления.

(в нем электрическая энергия преобразуется в тепловую и рассеивается).

Классификация резисторов.

1. По постоянству значения сопротивления.

а). Постоянные (сопротивление не меняется);

В свою очередь постоянные делятся на:

- Общего применения:

- Прецизионные;

- Высокочастотные;

- Высоковольтные;

- Высокоомные;

б). Переменные (сопротивление меняется при эксплуатации);

- Подстроечные;

- Регулировочные;

- Линейные;

- Нелинейные;

в). Специальные резисторы;

- Варисторы;

- Терморезисторы;

- Фоторезисторы;

- Магниторезисторы;

2. По принципу создания резистивного элемента.

а). Проволочные;

б). Непроволочные;

- Пленочные;

- Объемного типа;

Система обозначения резисторов.

Различают две системы обозначения до и после 80-го года.

1. Система до 80-го года.

А) Буква С – сопротивление;

СП – переменный резистор;

СТ – терморезистор;

СН – варистор;

СР – фоторезистор;

Б) Материал резистивного элемента.

1- углеродистый (пиролитический углерод);

2- металлоокисные или металлопленочные;

3- пленочные композиционные;

4- объемные композиционные;

5- проволочные резисторы;

В) Номер разработки.

Пример обозначения: С2-1.

2. Система после 80-го года.

А) Буква Р – резистор постоянный;

РП – переменный;

ТР – терморезистор;

ТРП – позистор;

ВР – варистор;

Б) Цифра 1- непроволочный;

2- проволочный;

(эти цифры указываются для Р и РП.)

В) Порядковый номер разработки.

Пример обозначения: Р1-26

ТР- 7

Условно графические обозначения.

R- позиционное обозначение резисторов.

1.Резистор постоянный.

В схеме можно указывать номинальную мощность.

2.Резистор с отводом.

3. Реостат (резистор переменный)

а) регулировочный б) подстроечный

4.Потенциометр

5.Специальные резисторы (в место буквы t указывается параметр который влияет на сопротивление).

Основные параметры резисторов.

1. Номинальное сопротивление R_ном .

Различают шесть рядов сопротивлений:

Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192.Число указывает на число номиналов в ряде.

2. Допуск на номинальное сопротивление - это разница между номинальным и действительным значением. Выражается в процентах. Всего существует 11 допусков:

±0,01 % ............. ±5%, ±10%, ±30%.

3. Номинальная мощность рассеяния- это мощность которую может рассеивать резистор в течении длительного времени.