Elektronika va avtomatika

Optoelektron mikrosxemalar (OM). Optoelektronika asosida ko’plab mikrosxemalar ishlab chiqilgan. Mamlakatimizda ishlab chiqiladigan bazi OM larni ko’rib chiqamiz. Mikroelektronikada eng ko’p tarqalishiga galvanik ajratishli OM lar erishdilar ularga tez ishlovchi uzib ulagichlar analog signallarni kommutatorlari kalitlar va analog optoelektron qurilmalar kiradi, ular analog signallarga funksional ishlov beruvchi tizimlarda ishlatishga mo’ljallangan.
Har qanday OM ni asosiy elementi bo’lib optron juftligi (rasm 8, a, b) hisoblanadi va u yorug’lik manbayi 1, kirish signali bilan boshqariladigan, inversion muhit 2, yorug’lik manbayi va foto qabul qilgich 3 optik bog’langan. Optoparalarni parametlar bo’lib o’zgarmas tok bo’yicha ajratiladigan qarshilik, tokni uzatish koeffitsienti (qabul qilgichni foto tokini nurlatgich tokiga nisbati), uzib ulanish vaqti va o’tish sig’imi hisoblanadi.
Optoparalarni asosida turli maqsadga mo’ljallangan OM lar yaratilmoqda.



Rasm 8. Optoparalarni texnologik ishlanishi va sxemasi: 1 – yorug’lik manbayi; 2 – inversion muhit; 3 – foto qabul qilgich.
1.Optoelektron uzib ulagichi gibrit mikrosxemadan iborat bo'lib uni tarkibida optopara va kuchaytirgich bo’ladi. Uzib ulagichda kremniy bilan ligerlangan galliy orsenidi asosidagi yuqori effektivlikga ega bo’lgan svetodiodlar va tez ishlovchi kremniyli p – i – n fotodiodlardan foydalaniladi. Inversion muhit bo’lib xalkogenit shisha hisoblanadi uni sindirish ko’rsatgichi 2,7. Tok uzatish koeffitsenti optoparalarda normal haroratda 3 – 5 tashkil qiladi, ulanish vaqti (kechikish va frontni o’sish vaqtini yig’indisi) 100 – 250 ps svetdiod va FQQ ni galvanik ajralish zanjiri o’zgarmas tok bo’yicha 10⁹ Оm. Mikrosxema doira shaklidagi metall shisha korpusni TO – 5 hilida yig’ilgan.
2.Optoelektron kalit o'zgaruvchan va o'zgarmas tokni yuqori voltli zanjirlarini uzib ulashga mo'ljallangan. U to’rtta mustaqil kanalga ega, ularni har biri ikkitadan optoparaga ega va ular svetodiod va yuqori voltli p – i – n fotodiodan iborat. Fotodiodlar qarama qarshi – ketma ket ulangan, shuning uchun kalitni qarshiligi yopiq holatda (svetdiodlar orqali tok bo’lmaganida qo’yilgan kuchlanishni qutblariga bog’liq bo’lmagan holda p – i – n fotodiodni teskari yo’nalishga siljigan qorong’ulik qarshiligi bilan aniqlanadi; uni qiymati tahminan 10⁹ ОM tashkil qiladi.
3.Tranzistorli kalit 50 voltgacha bo'lgan doimiy kuchlanishni uzib ulash uchun mo'ljalangan. Asbob ikkita mustaqil kanalga ega ularni har biri optoparaga ega galliy orsinidili svetodiod va kremniyli n – p – i – n fototranzistordan iborat bo’lgan optoparalarga tok bo’yicha 2 uzatish koeffitsientiga ega, nominal ishchi tok 10 mA, kuchaytirish rejimida tez ishlashi 100 – 300 ns.
4.Analog signallarni uzib ulagichi analog signallarga ishlov beruvchi selektiv tizimda qo'llanish uchun mo'ljallangan. Bu uzib ulagichni bitta kanalini elektr sxemasi rasm 9, da keltirilgan. Kanal galliy orsenidili svetodiod va ikkita qarama qarshi ulanagan n – i – n fotodiodlardan iborat bo’lgan va bitta monokristallda ishlangan optoparadan iborat.



Rasm 9. Analog signallarni optoelektron uzib ulagichini elektr sxemasi.
Rasm 10, da OM larni boshqa ba`zi hillarini elektr sxemasi keltirilgan. Kalitli mikrosxema (rasm 10, a) tez ishlaydigan diodli optoparadan iborat u monolit kremniy kuchaytirgichi bilan muvofiqlashtirilgan ular diskret avtomatika va EHM larni mantiqiy qurilmalardagi releli va transformatorli aloqalarni almashtirish uchun mo’ljallangan. Analogli kalit (rasm 10, b) optoelektron boshqaruvga ega bo’lgan chiziqli sxemaga kiradi boshqaruvchi signalni quvvati 60 – 80 mVt bo’lganida uzuvchining parametrlari standart yarimo’tgazgichli mikrosxemalar uchun kerakli qiymatga erishadi optoelektron o’zgarmas tokni kichik quvvatli relelari (rasm 10, v) millisekund diapozondagi tez ishlashga ega bo’lgan analog elektromexanik relelarini alamashtirish uchun mo’ljallangan va 10⁴—10⁷ ishlashlar sonini kafolatlaydi.

Rasm 10. OM larni ayrim hillarini elektr sxemalari: a – kalitli mikrosxema; b – analog kalit; v – o’zgarmas tok relesi.



Rasm 11. 249 seriyali OM ni elektr sxemasi.
249 seriyali OM ga qiziqish bildiriladi, unga asboblarni to’rtta guruhi kiradi, ular elektrolyuminissent diodlar va tranzistorlar asosidagi elektron kalitlardan iborat. Asboblarni barcha guruhini elektr sxemasi bir xil (rasm 11,). Mikrosxema tuzilishi jihatidan to’g’ri burchakli silliq korpusga shakllangan integrall mikrosxema bo’lib o’n to’g’ri chiqishga va ikkita izolatsion kanlda ega bu esa apparatni massasi va gabarirlarni shuningdek mikrosxemani funksional imkoniyatlarini ham kengaytiradi. Svetodiodlar kremniy asosida tayyorlangan bo’lib п⁺-p-n_i-n⁺-strukturaga ega. Ikkita kanalni mavjudligi kalitda uni analog signallarni integrall uzgichi sifatida foydalanish imkonini beradi tarkibiy tranzistorni sxemasidagi fototranzistorni ulanishida signalni uzatish koeffisentini yuqori bo’lishini (10 – 100) taminlaydi.