Teema 4. Optoelektroonika elemendid ja
infoesitusseadmed
Käesolev tekst on osa abistavast j a täiendavast loengumaterj alist dots .
Mihhail Pikkovi loengukonspekti j uurde õppeaines " Elektroonika alused".
M.Pikkovi ainekava ja konspekti järgsed allteemad
( http://www.ttykk.edu.ee/aprogrammid/elektroonika_alused_MP.pdf ; lk. 8...10 ja
42...51):
- Valgusdiood - Fotodiood - Fototakisti
- Fototransistor
- Fototüristor
- Optronid
- Infoesitusseadmed: elektronkiiretoru , vedelkristallpaneel, plasmapaneel,
elektroluminestsentspaneel
Käesoleva teksti sisujaotus:
4.1 Optoelektroonika mõiste ja sinna kuuluvate seadiste liigitus
4.2 Valgustundlikud seadised 4.2.1 Fotoefekti liigid 4.2.2 Sisefotoefektil põhinevad seadised 4.2.2.1 Fototakisti 4.2.2.2 Fotodiood 4.2.2.3 Fototransistor 4.2.2.4 Fototüristor 4.2.3 Välisfotoefektil põhinevad seadised 4.2.3.1 Vaakuumfotoelement e. fotorakk 4.2.3.2 Fotokordisti 4.3 Valgust emiteerivad seadised 4.3.1 Hõõglamp ja sellel põhinevad indikaatorseadised 4.3.2 Huumlamp ja sellel põhinevad indikaatorseadised 4.3.3 Vaakuumluminestsentsindikaator 4.3.4 Valgusdiood ja sellel põhinevad indikaatorseadised 4.3.5 Laserdiood 4.3.6 Plasmapaneel 4.3.7 Elektroluminestsentspaneel 4.3.8 Elektronkiiretoru
4.4 Optronid
4.5 Valguskiirgust mõjutavad seadised 4.5.1 Vedelkristallid ja LCD- paneel
Kasulik meelde jätta:
- Valgusdioodid - Optronid, kõige kiiretoimelisem optron - Elektronkiiretoru
- Vedelkristallpaneel. Eelised, puudused.
Elektroonika alused. Teema 4 Optoelektroonika elemendid ja infoesitusseadmed
1 (43) 4.1 Optoelektroonika mõiste ja optoelektroonsete seadiste liigitus
Optoelektroonika on elektroonika haru, mis tegeleb valgussignaalide elektrilisteks
(ja vastupidi) muundamise teooriaga ning selle rakendamisega infotöötlus-,
infosäilitus- ja infoedastussüsteemides.
Valgus on laiemas tähenduses sama mis optiline kiirgus. Kitsamas tähenduses
mõeldakse valguse all nähtavat valgust.
Optiline kiirgus on elektromagnetkiirgus lainepikkuste vahemikus 10 nm...1 mm,
hõlmates infrapunase, nähtava ja ultraviolettkiirguse.
Infrapunane kiirgus on silmale nähtamatu elektromagnetkiirgus lainepikkuste vahemikus 0,77 mm...1 mm. Sellest pikema lainepikkusega elektromagnetlained kuuluvad raadiolainete hulka.
Nähtav valgus on optiline kiirgus (elektromagnetkiirgus) lainepikkuste vahemikus 380...770 nm, mis vahetult tekitab inimsilmas nägemisaistingu. Inimese silma valgustundlikkus on maksimaalne lainepikkusel umbes 550 nm (roheline valgus); tundlikkus langeb nullini lainepikkustel 770 nm (infrapunane piir) ja 380 nm (ultraviolettpiir).
Ultraviolettkiirgus on silmale nähtamatu elektromagnetkiirgus lainepikkuste vahemikus u. 10...380 nm. Sellest lühema lainepikkusega on röntgenkiirgus ja gammakiirgus .
Optoelektroonsed seadised võib liigitada järgmiselt:
- valgustundlikud seadised;
- valgust emiteerivad seadised;
- optronid, milles on ühendatud valgust emiteeriv seadis ja valgustundlik seadis;
- valguskiirgust mõjutavad seadised (LCD- paneelid ).
Optoelektroonika teemal sõna võttes kasutatakse sageli mõistet `fotoelement', mille
3.4.5 Liittransistor 3.5 Väljatransistorid e. unipolaartransistorid 3.5.1 pn-väljatransistor 3.5.2 MOP-transistorid 3.5.3 Väljatransistoriga võimendusastmed 3.6 Türistorid 3.6.1 Lihttüristor (üheoperatsiooniline türistor) 3.6.2 Dioodtüristor 3.6.3 Sümistor e. sümmeetriline türistor 3.6.4 Suletav türistor 3.6.5 Türistoride kasutamine jõuelektroonikas Elektroonika alused. Teema 3 Pooljuhtseadised 1 3.1. Pooljuhtmaterjalid Pooljuhtseadised on elektroonikas kasutatavad seadised, mille töö põhineb pooljuhtide omaduste ärakasutamisel. Pooljuhtseadiste hulka kuuluvad näiteks pooljuhtdioodid, türistorid, transistorid, integraalskeemid jm elektroonikakomponendid. Pooljuhid on ained, mille erijuhtivus on väiksem kui elektrijuhtidel (metallidel) ja suurem kui dielektrikutel. Joonis 3.1
kataloogist. Suuremagabariidilistel kondensaatoritel kantakse põhiparameetrid kondensaatorile. Näiteks 100UF/100V. Kui ühiku märk puudub, on mahtuvuse ühikuks mikrofarad ja pinge ühikuks volt. Näiteks 2,2/100=2,2uF/100V. Väikesegabariidilistel kondensaatoritel ühiku puudumine annab mahtuvuse pikofaradites. Kasutatakse ka lühendatud tähistust, näiteks u22=0,22uF või 2n2=2,2nF. ELEKTROONIKA KOMPONENDID lk. 11 Kasutatakse samuti ka kolmenumbrilist tähistust, kus kaks esimest numbrit on mahtuvus pikofaradites, kolmas number kordaja aste ja lisatav täht määrab tolerantsi allpooltoodud süsteemi kohaselt: F G J K M Q T Y S X ± ± ± ± ± +30 +50 +100 +50 +80 1,0 2,0 5 10 20 -10 -10 -10 -20 -20 Näiteks 473K=47*1000=47000 pF ±10%
...........................8 1.22.Passiivne (RC) diferentseeriv ahel..................................................................... 9 1.23.Passiivne (RC) integreeriv ahel........................................................................10 1.24.Koormussirge transistoriga ahelale.................................................................. 10 1.25.Tänapäevase elektroonse süsteemi struktuur................................................... 11 1. ÜLDOSA 1.1. Elektroonika ajaloo põhietapid Algul XIX sajandil tekkisid ja esimesteks seadmeteks olid alaldid (Cu 2O, jmt) Tõeline elektroonika algas raadio leiutamisest 1896 (umbes). Esimene raadio ei olnud elektrooniline. Raadio leiutasid Popov, Marconi. Marconi hakkas raadiot ka edasi arendama, läks Itaaliast Londonisse, kus hakati tootma. Esimeses raadios oli saatjaks säde. Vastuvõtjad olid metallipuru ja nim. Kohereer. Sellega anti morsetehnikat. Diood leiutati 1904 aastal ja selleks oli elektronvaakumdiood.
tõkkekihi paksus suureneb vastupinge suurenemisel. Põhiliselt kasutatakse mahtuvusdioodi raadiotehnikas võnkeringide häälestamiseks soovitud sagedusele, kus nad on välja tõrjunud varem laialdaselt kasutatud pöördkondensaatorid. 30. Optron ja tema kasutamine. optroni tingmärk Optronid ehk optopaarid (optrons, optocouplers) on pooljuhtseadised, kus ühisesse kesta on paigutatud üks kiirguselement ja üks kiirgustundlik element. Need elemendid on sidestatud ainult valguskiire abil ja seepärast kasutatakse neid erinevate ahelate elektrilise sidestuse vältimiseks. Vastuvõtu poolel olevaks kiirgusallikaks on reeglina infrapunases piirkonnas töötav valgusdiood. Väljundi poolel on kiirguse vastuvõtjaks fotodiood, fototransistor, türistor või takisti. Vastavalt sellele on olemas dioodoptronid, transistoroptronid, türistoroptronid ja takistioptronid. 31. Valgusdioodid ja nende kasutamine.
Elektroonika Loengute materjalid: skeemid, diagrammid, teesid. 1 Sisukord 1. Elektroonika ajaloost (arengu etapid, elektroonika osad, elektronlambid, elektronkiiretoru, elektronseadmete montaazi tüübid)............................................................................................... 3 2. Elektroonika passiivsed komponendid.......................................................................................... 14 3. Pooljuhtseadised (dioodid, bipolaartransistorid, väljatransistorid, türistorid)............................... 23 4. Optoelektroonika elemendid, infoesitusseadmed.......................................................................... 42 5. Analoogelektroonika lülitused......................
joonis. Kokkuvõtvalt: magnetvälja andur reageerib ainult magnetväljale, terasest materjaliga on võimalik magnetvälja varjata anduri eest, anduri hüsterees sõltub otseselt magneti magnetvälja tugevusest. Magnetvälja andur tajub magnetvälja ka läbi teiste materja-lide, mis ei ole ferromagneetilised. Kuvatõmmis kokkuvõtvast testist on esitatud järgmisel leheküljel. 12 1.3. Optoelektroonilised andurid Optoelektroonika (kreeka keeles optos 'nähtav') on elektroonika haru, mis hõlmab valguskiirguse ja elektrivoolu vastastikuse muundamisega seotud nähtusi ning nen-del nähtustel põhinevaid optoelektronseadiseid. Niisuguste seadiste talitluses osale-vad peale elektronide ka optilise kiirguse, sealhulgas nähtava valguse kvandid – footonid. Informatsiooni töötlemiseks, edastamiseks ja kuvamiseks ning energia muun-damiseks kasutatavate optoelektronseadiste põhiliigid on järgmised:
3.4 Neliklemmi mõiste Elektriahelate omaduste selgitamiseks, vaadeldakse keerukaid ahelaid väga sageli lihtsustatult. Neliklemmi all mõistetakse mingit seadet või selle osa, millel on kaks sisend ja kaks väljund klemmi. Tema sisemine täpne ehitus ei pruugi olla meil teada ja ei pruugi meid huvitadagi. Me saame otsustada tema omaduste järgi, kui on teada sisend ja väljund parameetrite omavahelised sõltuvused. Elektroonika seisukohalt on tüüpiliseks neliklemmiks võimendi, mille sisemine ehitus sõltuvalt otstarbest võib olla vägagi erinev. Tema omadusi saab, aga küllalt hästi selgitada sisend ja väljund parameetrite vaheliste seostega, mis osalised küllalt hästi füüsiliselt ette kujutatavad. Kõige lihtsamini kujutatav parameeter on sisend takistus, mis on kujuteldav sisend klemmide vahelise takistusena, mis koormab signaali allikat (Rsis=U1/I1)
5.2 Vastuside mõju võimendi parameetritele 6.5.3 Tagasisidelülituste praktilisi näiteid 6.5.4 Parasiitne tagasiside 6.6 Transistori töö lülitireziimis 6.6.1 Impulsside liigid ja parameetrid 6.6.2 Bipolaartransistori töö lülitireziimis 6.6.3 Väljatransistori töö lülitireziimis 6.7 Stabiilse voolu generaatorid 6.7.1 Bipolaartransistoridega püsivooluallikad 6.7.2 Väljatransistoridega püsivooluallikad 6.7.3 Voolupeegel Elektroonika alused. Teema 3 Pooljuhtseadised 1 Märkus: bipolaartransistori kollektorit võidakse allpool tähistada nii tähega K kui tähega C. Mõlemad tähistused on võrdväärsed. 6.1 Võimendid: mõiste, liigitus ja põhiparameetrid Pikkov lk 60 Joonisel vasakult paremale: alalisvooluvõimendid, helisagedusvõimendid, kõrgsagedus-võimendid, lairibavõimendid, kitsasribavõimendid. Iga
Kõik kommentaarid