Dispozitive optoelectronice: descriere, clasificare, aplicare și tipuri

Știința modernă se dezvoltă în mod activ în diferite direcții, încercând să acopere toate domeniile posibile de activitate posibile. Dintre acestea, este necesar să se izoleze dispozitivele optoelectronice, care sunt utilizate atât în ​​procesul de transmisie a datelor, cât și în stocarea sau prelucrarea lor. Ele sunt folosite aproape oriunde, unde se utilizează tehnologii mai mult sau mai puțin sofisticate.

Ce este?

Dispozitivele optoelectronice, cunoscute și ca optocuploare, înțeleg dispozitivele semiconductoare speciale capabile să transmită și să primească radiații. Aceste elemente ale construcției sunt numite fotodetector și emițător de lumină. Ei pot avea diferite opțiuni de comunicare între ele. Principiul funcționării acestor produse se bazează pe transformarea electricității în lumină, precum și pe inversarea acestei reacții. În consecință, un dispozitiv poate trimite un anumit semnal, iar celălalt acceptă și "decriptează". Dispozitivele optoelectronice sunt utilizate în:

• unități de comunicații de echipamente;
• circuite de intrare ale dispozitivelor de măsurare;
• circuite de înaltă tensiune și de curent înalt;
• tiristoare puternice și triace;
• relee și așa mai departe.

Toate aceste produse pot fi clasificate în mai multe grupuri de bază, în funcție de componentele lor individuale, design sau alți factori. Despre aceasta mai jos.

emițător

Dispozitivele și dispozitivele optoelectronice sunt echipate cu sisteme de transmisie a semnalelor. Acestea se numesc radiatoare și, în funcție de tip, produsele sunt împărțite după cum urmează:

• Dioduri cu laser și diode de lumină. Astfel de elemente sunt printre cele mai universale. Ele sunt caracterizate de un nivel ridicat de eficiență, spectru foarte îngust al fasciculului (acest parametru este, de asemenea, cunoscut sub numele de kvazihromatichnost) Domeniu de lucru suficient de larg, direcția de radiație menținerea unei funcționări mai clare și foarte mare viteză. Dispozitivele cu radiatoare similare funcționează foarte mult și extrem de fiabil, diferă în dimensiuni mici și se arată perfect în domeniul modelelor microelectronice.
• Celule electroluminiscente. Un astfel de element de construcție nu prezintă un parametru de calitate a conversiei deosebit de ridicat și nu funcționează prea mult. În acest caz, dispozitivele sunt foarte greu de gestionat. Cu toate acestea, ele sunt cele mai potrivite pentru fotorezistoare și pot fi utilizate pentru a crea structuri multi-elementale, multifuncționale. Cu toate acestea, datorită deficiențelor lor, acum radiatoarele de acest tip sunt folosite destul de rar, doar atunci când nu pot fi cu adevărat eliminate.
• Lămpi de neon. Lumina de revenire a acestor modele este relativ scăzută și nu rezistă deteriorărilor și nu funcționează mult. Diferă în dimensiuni mari. Ele sunt folosite extrem de rar, în anumite tipuri de instrumente.
• Becuri incandescente. Astfel de radiatoare sunt utilizate numai în echipamente de rezistor și nicăieri altundeva.

Ca rezultat, modelele cu LED și cu laser sunt potrivite în mod optim pentru aproape toate domeniile de activitate și numai în unele zone unde nu este posibil altfel, se utilizează și alte opțiuni.

fotodetector

Clasificarea dispozitivelor optoelectronice se face, de asemenea, în funcție de tipul acestei părți a proiectului. Diferite tipuri de produse pot fi folosite ca element de primire.

• Toate acestea se referă la dispozitive universale care pot funcționa cu o tranziție de tip deschis. Cel mai adesea, siliciul este baza designului și din acest motiv produsele primesc o gamă destul de largă de sensibilitate.
• Aceasta este singura alternativă, al cărei avantaj principal este schimbarea proprietăților într-o manieră foarte complicată. Acest lucru ajută la realizarea tuturor modelelor matematice posibile. Din nefericire, fotorezistoarele sunt inerțiale, ceea ce reduce semnificativ domeniul de aplicare al aplicației.

Recepția prin fascicul este unul dintre elementele cele mai de bază ale unui astfel de dispozitiv. Numai după ce pot fi primite, începe o prelucrare ulterioară și nu va fi posibilă dacă calitatea conexiunii nu este suficient de mare. Ca o consecință, se acordă o mare atenție proiectării fotodetectorului.

Canal optic

Caracteristicile designului produselor pot fi arătate cu ajutorul sistemului de desemnări pentru dispozitive fotoelectronice și optoelectronice. Inclusiv acest lucru se aplică canalului de transmisie de date. Există trei opțiuni principale:

• Canalul alungit. Fotodetectorul într-un astfel de model este îndepărtat la o distanță suficient de gravă de canalul optic, formând un ghid special de lumină. Această versiune a designului este utilizată în mod activ în rețelele de calculatoare pentru transmiterea activă a datelor.
• Canalul închis. Acest tip de construcție folosește o protecție specială. Protejează perfect canalul de influențele externe. Modelele sunt utilizate pentru sistemul de izolare galvanică. Aceasta este o tehnologie destul de nouă și promițătoare, care acum îmbunătățește continuu și înlocuiește treptat releele electromagnetice.
• Canalul deschis. Acest design implică un spațiu de aer între fotodetector și radiator. Modelele sunt utilizate în sistemele de diagnosticare sau în diverse senzori.

Intervalul spectral

Din punct de vedere al acestui indicator, toate tipurile de dispozitive optoelectronice pot fi împărțite în două tipuri:

• Intervalul mijlociu. Lungimea de undă în acest caz este cuprinsă între 0,8 și 1,2 μm. Cel mai adesea acest sistem este utilizat în dispozitive care folosesc un canal deschis.
• Gama îndepărtată. Aici lungimea de undă este deja de 0,4-0,75 μm. Este utilizat în cele mai multe tipuri de alte produse de acest tip.

desen

Conform acestui indicator, dispozitivele optoelectronice sunt împărțite în trei grupe:

• Special. Acestea includ dispozitive echipate cu mai multe radiatoare și fotodetectoare, senzori de prezență, poziție, fum și așa mai departe.
• Integral. În astfel de modele, se utilizează în plus circuite logice speciale, comparatoare, amplificatoare și alte dispozitive. Printre altele, ieșirile și intrările sunt izolate galvanic de ele.
• Elementar. Aceasta este cea mai simplă versiune a produselor în care receptorul și radiatorul sunt prezente numai într-o singură copie. Ele pot fi atât tiristor, cât și tranzistor, diode, rezistive și, în general, orice altul.

Instrumentele pot fi utilizate de toate cele trei grupuri sau individual. Elementele constructive joacă un rol semnificativ și afectează în mod direct funcționalitatea produsului. În același timp, echipamentul complex poate folosi cele mai simple soiuri elementare, dacă este cazul. Dar și contrariul este adevărat.

Dispozitive optoelectronice și aplicarea lor

Din punct de vedere al utilizării dispozitivelor, acestea pot fi împărțite în 4 categorii:

• Circuite integrate. Aplicată într-o varietate de dispozitive. Principiul este utilizat între diferitele elemente ale construcției prin intermediul unor părți separate care sunt izolate una de cealaltă. Acest lucru împiedică componentele să interacționeze în orice mod, altul decât cel oferit de dezvoltator.
• Izolație. În acest caz, se folosesc perechi de rezistoare optice speciale, diode, tiristoare sau varietăți tranzistorice și așa mai departe.
• Conversie. Aceasta este una dintre cele mai frecvente utilizări. În el, curentul este transformat în lumină și este aplicat în acest fel. Un exemplu simplu este tot felul de lămpi.
• Transformare inversă. Aceasta este versiunea complet opusă, în care lumina este transformată într-un curent. Folosit pentru a crea tot felul de receptoare.

De fapt, este dificil să ne imaginăm aproape orice dispozitiv care funcționează cu energie electrică și este lipsit de variante de componente optoelectronice. Ele pot fi prezentate în număr mic, dar ele vor fi prezente în continuare.

rezultate

Toate dispozitivele optoelectronice, tiristoarele, diodele, dispozitivele semiconductoare sunt elemente structurale ale diferitelor tipuri de echipamente. Ele permit unei persoane să primească lumină, să transmită informații, să proceseze sau chiar să o stocheze.