15- laboratoriya jumíSÍ ims optronlardi izertlew Jumıstıń maqseti

15- LABORATORIYA JUMÍSÍ
IMS optronlardi izertlew


Jumıstıń maqseti: Optronlar islewin hám parametrlerin ólshew usılların úyreniw.

1. Laboratoriya jumısın orınlawǵa tayarlanıw :

Optronlar - funktsional elektronikaniń zamanagóy baǵdarlarınan biri - optoelektronikaniń tiykarǵı struktura elementi esaplanadı.
Eń ápiwayı diodli optron (15. 1. a - súwret) ush elementten shólkemlesken: fotonurlatgich 1, nur ótkeriwshi 2 hám foto qabıllaǵısh 3 bolıp, jaqtılıq nurı tushmaydigan germetik korpusqa jaylastırılǵan. Kiriwge elektr signalı berilsa fotonurlatgich qo'zg'otiladi. Jaqtılıq nurı nur ótkeriwshi arqalı foto qabıllaǵıshqa túsedi hám ol jaǵdayda shıǵıw elektr signalı júzege keledi. Optronniń tiykarǵı ózgesheligi sonda, odaǵı elementler óz-ara nur arqalı baylanısqan bolıp, kirisiw menen shıǵıwlar bolsa elektr tárepten bir- birinen ajıratılǵan. Sol ózgeshelikinen kelip shıqqan halda, joqarı kernewli hám tómen kernewli shınjırlar bir- biri menen ańsat muwapıqlastırıladı. Diodli optronniń shártli belgisi 15. 1. b - suwretde, onıń konstruktsiyasi bolsa 15. 1. v - suwretde keltirilgen.

a)	b) v)
15.1-súwret. Diodlı optron (a), onıń shártli belgisi (b) hám konstruktsiyası (v).

Bul jerde 1, 2 - fotodiodtıń r hám n tarawları ; 3, 4 - jaqtılıq diodtıń n hám r tarawları ; 5 - selen shıyshe tiykarındaǵı nur ótkeriwshi; 6, 7 - jaqtılıq diodi kontaktlari; 8, 9 - fotodiod kontaktlari.
Jaqtılıq signalların elektr signalına aylandırıwda tiykarınan fotodiodlar qollanıladı (tap sonday fotorezistorlar, fototranzistorlar hám fototiristorlar da).
Fotodiod ápiwayı n-r ótiw bolıp, kóp qallarda kremniy yamasa germaniydan yasaladi. Odaǵı teris tok jaqtılıq nurı túsiwi nátiyjesinde júzege kiyatırǵan zaryad tasıwshılar generatsiyasi tezligi menen anıqlanadı. Bul hádiyse ishki fotoeffekt dep júritiledi.
Fotodiodni qóllaw boyınsha eki rejim ámeldegi: sırtqı deregiz - ventilli yamasa fotovol'taik hám sırtqı derekli - fotodiodili rejim. Sırtqı deregiz jaqtılıq nurın elektr energiyasına aylantıriwshı fotodiodlar ventilli fotoelementlar dep ataladı. Foto elektr jurgiziwshi kúsh U_f dıń júzege keliwi jaqtılıq menen generatsiyalanǵan elektron - gewek jubımıń n-r ótiw arqalı ajratılıwı menen baylanıslı. Foto EJuK U_f úlkenligi optikalıq signal dárejesi R_F hám júkleme qarsılıgı ma`nisine baylanıslı boladı. Ventilli fotoelementniń shıǵıw xarakteristikası 9.2 - suwretde keltirilgen.

15.2-súwret. Fotoelement júkleme VAXi.

15.3-súwret. Berilgen júkleme qarsılıǵı mánisinde signal kernewi UF nıń fotodiod (1) hám ventil element (2) ushın optik nurlanıw quwwati РF ge baylanıslılıǵı.

Fotodiod rejiminde sırtqı kernew dáregi esabına fototok if ventil' elementtiń qısqa tutasıw tokına shama menen teń boladı, fototok esabına qandayda bir júkleme qarsılıgında júz bolatuǵın kernew tómenlewi U_f bolsa úlken boladı. Birdey júkleme qarsılıgı ma`nisinde signal kernewi U_f dıń fotodiod (1) hám ventil' element (2) ushın optikalıq nurlanıw quwatı Rf ga baylanıslılıqları 15. 3 - suwretde keltirilgen. Fotoelektr ózgerisler natiyjeliligi volt - vatt S_U=U_f/R_f hám de amper - vatt S_i=I_f/R_f (bayqaǵıshlıq ) menen ańlatpalanadı.
Fotodiodlardıń abzallıǵı taǵı sonda, jaqtılıq xarakteristikaları If, Uf=f (Rf) sızıqlı kóriniske iye, bul bolsa olardı optikalıq baylanıs liniyalarida qóllaw múmkinshiligin jaratadı. Ventil elementler tiykarınan energiya ózgertgichlar (quyash batareyaları ) retinde isletiledi.
Jaqtılıq nurı arqalı júzimdi basqarıwdı bipolyar tranzistorlar járdeminde de ámelge asırıw múmkin. Olarda baza tokınıń kusheytiwi sebepli, fotodiodlarga salıstırǵanda bayqaǵıshlıq joqarı boladı. Fototranzistor bazasındaǵı zaryad tasıwshılardıń optikalıq generatsiyasi bazaǵa sırtqı derekten zaryad tasıwshılar kiritiliwine ekvivalent bolıp tabıladı. Nátiyjede, tranzistor fototoki fotodiodga salıstırǵanda  retke kúshaytırıladı. Bul jerde  -fotortranzistor baza tokınıń statikalıq kúsheytiw koefficiyenti.

15. 4-súwret. Shiqish signalı waqıt diagramması.

Optron inertsionligi jaqtılıq diodi hám nur qabıllaǵısh daǵı processler menen baylanıslı bolıp, járdeminde anıqlanadı (15. 4 - súwret).

Diodli optronniń tómendegi tiykarǵı parametrlerin kórsetiw múmkin:
maksimal kirisiw tokı I_{KIR max};
maksimal kirisiw kernewi U_{kir max};
maksimal shıǵıw teris kernew U_{ShIK. keri. max};
berilgen júzimka uyqas keliwshi ózgermeytuǵın kirisiw kernewi U_KIR;
shıǵıw daǵı teris qaranǵilıq tokı I_{ShIK keri. k};
shıǵıw signalınıń artıp barıw tart hám azayıp barıw tkam. waqıtları (berilgen diodli optron shıǵıwı daǵı signal óziniń maksimal ma`nisinen 0. 1-0. 9 hám 0. 9 -0. 1 aralıqlarda ózgeredi) (15.4 - súwret);
tok boyınsha uzatıw koefficiyenti K_I - shıǵıw tokı ózgeriwiniń kirisiw tokına qatnası K_I = (I_ShIK-I_ShIK._keri.q.) /I_KIR.
Laboratoriyada ólshenerlik diodli optron shegaralıq bahaları hám shıǵıwlarınıń jaylasıwı qosımshada keltirilgen.
2. Laboratoriya jumısın orınlaw ushın tapsırma :
Izertlew atırǵan optron principial sxemasın hám shegaralıq bahaların jazıp alın.
2. 1. Diodli optron xarakteristikasın izertlew.
2. 1. 1. 15. 5 - suwretde keltirilgen sxemanı jıynań. Derekten berilip atırǵan shegaralıq tok ma`nisin optron shegaralıq bahalarına uyqas túrde ornatıń.
2. 1. 2. E₁ ni ózgertirip barıp, optronniń kirisiw xarakteristikası I_KIR=f (U_KIR) ni ólsheń. Jaqtılıq diodi kiriwindegi qarsılıq R₁ den talay kishi bolǵanlıǵı sebepli, kirisiw qarsılıgın I_KIR= E₁/R₁ deb alın.

15. 5-súwret. Diodli optron statikalıq xarakteristikasın ólshew sxeması.

Ólshew nátiyjelerin 15. 1 - kestege kiritiń.

15.1-keste