На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Фотоприемники с внутренним усилением

Категория: Технологии

версия для печати

Страница: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

Рис.3.1. Первый каскад усилителя ведущей и кодовой дорожек.

Первый каскад на транзисторе Т работает в ключевом режиме. При отсутствии сигнала с ФЭУ ключ находится в режиме отсечки. При освещении ФЭП ключ переходит в режим насыщения и напряжение на коллекторе Т уменьшается до 0,1 В.

Потому что используемая в фотозчитувачи перфолентаможет иметь достаточно большой коэффициент прозрачности (до 70%), то и при отсутствии пробивки на ней напряжение ФЭУ может превышать напряжение отсечки ключа и последний будет находиться в режиме насыщения. Для согласования ФЭП с усилителем при использовании перфоленты разнообразной прозрачности на базу транзистора Т через резисторы R2 и R3 подается смещениеиз общего для усилителя главных и кодовых дорожек потенциометра R4.

Фотозчитувачи с лампами накаливания достаточно громоздки и потребляют много электроэнергии, нуждаются сборной оптики (линзы, световоды). Кроме того, вольфрамовые спирали ламп имеют малый срок службы (5000 г) и очень чувствительны к вибрациям.

Дальнейшем все большее применениенаходили устройства ввода, которые использовали в качестве источника излучения светодиоды (СД) с GaAs и в качестве детекторов излучения — кремниевые ФП. Потребляемая источниками головки считывания мощность уменьшается при этом на два-три порядка, отпадает необходимость в оптических системах линз и призм. Подобные головки компактны, надежны в работеи нечувствительны к вибрациям.

В головке могут устанавливаться излучатели мощностью 3-6 мВт при токе 100 мА и диаметром полусферы около 1,5 мм. Кремниевые ФП имеют размеры фоточувствительной площадки (2×3) и крепятся к подложке гибридной схемы усилителя. Чувствительность ФП достигает 500 мк / мВт при (= 0,91 мкм, что соответствует максимуму излученияузкого спектра используемых излучателей. Благодаря такой характеристике излучателей уровень шумов на выходе чувствительных элементов уменьшается.

При работе ФП в режиме ФПВ устройство работает в диапазоне от сигналов на постоянном токе, до частоты 1,5 — 2,0 МГц при температуре 80 ° С. Фотодиодных режим работы позволяет расширить частотныйдиапазон до нескольких десятков мегагерц.

Фотоприемники были использованы и в клавишных пультах ввода и вывода информации. В подобных устройствах для считывания с перфокарт с одной стороны рычагов клавиш установлен ряд миниатюрных лампочек, с другой — ряд ФПВ. В клавишных рычагах снизу есть кодирующие проемы, определяющих число световыхлучей, попадающих на ФПВ при нажатии

определенной клавиши. Выходной сигнал подается непосредственно на операционный усилитель логической схемы.

Считывание в дисководе CD-ROM.

При попадании луча лазерного луча на выступление (на поверхности CD), он отражается на детектор и проходит через призму , что отклоняет его насвитлочутливийдиод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое в единице. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические единицы, а гладкая поверхность каклогические нули.

Цифровые фотоаппараты.

«Сердцем» любого цифрового фотоаппарата является светочувствительная матрица CCD (Charge Coupled Device, то есть ПЗС — прибор с зарядовой связью). Обычно в камерах используется 1/3-дюймова CCD, состоящая из элементов, преобразующих световые волны в электрические импульсы (Аналогово-цифровой преобразовательзаменяет электрические заряды цифровой информацией). Количество таких элементов колеблется от 350000 в камерах с разрешением 640×480 до 810000 и более в камерах 1024×768. Сами матрицы не являются новым изобретением — они зародились как оборудование для физических экспериментов (в частности в физике высоких энергий), они уже давно используются в видеокамерах.

Оптическоеобработки информации.

Сенсоризация производственной деятельности, то есть замена органов чувств человека на датчики, должна рассматриваться в качестве третьей промышленной революции вслед за первыми двумя — машинно-энергетической и информационно-компьютерной. Потребность в датчиках стремительно растет в связи с бурным развитием автоматизированных систем контроля и управления,внедрением новых технологических процессов, переходом к гибких автоматизированных производств. Помимо высоких метрологических характеристик датчики должны обладать высокой надежностью, долговечностью, стабильность, малые габариты, массу и энергоемкость, совместимость с микроэлектронных устройств обработки информации при низкой трудоемкости изготовления и небольшойстоимости. Этим требованиям в максимальной степени удовлетворяют волоконно-оптические датчики.

Волоконно-оптические датчики. Первые попытки создания датчиков на основе оптических волокон можно отнести к середине 1970-х годов. Публикации о более или менее приемлемые разработки и экспериментальные образцы подобных датчиков появились во второй половине 1970-х годов.Однако считается, что этот тип датчиков сформировался как одно из направлений техники только в начале 1980-х годов. Тогда же появился и термин «волоконно-оптические датчики» (optical fiber sensors). Таким образом, волоконно-оптические датчики — очень молодая область техники.

Фотоэлектрические преобразователи энергии (ФЭП).

Для питания магистральных системэлектроснабжения и различного оборудования широко используются ФЭП; они предназначены также для подзарядки бортовых химических АБ (акум. батарей). Кроме того, ФЭП находят применение на наземных стационарных и передвижных объектах, например, в ФЭП Электромобиль. С помощью ФЭП, размещенных на верхней поверхности крыльев, осуществлено питание приводногоэлектродвигателя винта одноместного экспериментального самолета (США), перелетел через пролив Ла-Манш.

В настоящее время лучшая область применения ФЭП — искусственные спутники Земли, орбитальные космические станции, межпланетные зонды. Преимущества ФЭП: большой срок службы; достаточная аппаратная надежность, отсутствие затрат активного вещества или топлива. НедостаткиФЭП: необходимость устройств для ориентации на Солнце; сложность механизмов, разворачивают панели ФЭП после выхода спутника на орбиту; нетрудоспособность в отсутствие освещения; большие площади облучаемых поверхностей. Для современных ФЭП характерна удельная масса 20 — 60 кг / кВт (без учета механизмов развертывания и автоматов наблюдения). К перспективнымпринадлежат ФЭП, сочетающих солнечные концентраторы (параболические зеркала) и ФЭП на основе гетероструктуры двух различных полупроводников — арсенидов галлия и алюминия.

ФЭП монтируются на панелях, конструкция которых содержит механизмы развертывания и ориентации. Для повышения эффективности примерно до 0,3 применяются каскадные двo-и трехслойныевыполнения ФЭП с прозрачными верхним слоем. ФЭП существенно зависит от оптических свойств материалов и их терморегулирующих защитных покрытий. Коэффициенты отражения уменьшают технологическим средством просветления поверхности освещаемого (для рабочей части спектра).

О применении фотоприемников можно говорить еще долго и много. Разумеется,что фотоприемники очень перспективные приборы. Об этом свидетельствует и тот факт, что в настоящее время трудно найти область науки, техники или быта, где бы не применялись фотоприемники ...

Литература:

Анисимова И . Д., Викулин И. М., Заитов Ф. А., Курмашев Ш. Д. «Полупроводниковые фотоприемники: ультрафиолетовый, видимый и ближнийинфракрасный диапазон спектра ». Москва 1984

Бузанова Л. К., Глиберман А. Я." Полупроводниковые фотоприемники «. Москва 1976

Извозчиков В. А.» Физические основы полупроводниковой оптоэлектроники «. Ленинград 1981

Иванов В. И., Аксенов А. И., Юшин А. М. «Полупроводниковые оптоэлектронные приборы». Москва 1986

PAGE1

PAGE 1

Страница: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

версия для печати