ऑप्टिकल कनेक्टर आणि त्यांचे अनुप्रयोग

ऑप्टोकपलरची संकल्पना, ऑप्टोकपलरचे प्रकार.

ऑप्टोकपलर (किंवा ऑप्टोकपलर, ज्याला अलीकडेच म्हटले जाऊ लागले आहे) संरचनात्मकदृष्ट्या दोन घटक असतात: एक उत्सर्जक आणि एक फोटोडिटेक्टर, एक नियम म्हणून, एक सामान्य सीलबंद गृहनिर्माण मध्ये.

ऑप्टोकपलरचे अनेक प्रकार आहेत: रेझिस्टर, डायोड, ट्रान्झिस्टर, थायरिस्टर. ही नावे फोटोडिटेक्टरचा प्रकार दर्शवतात. उत्सर्जक म्हणून, ०.९ … १.२ मायक्रॉनच्या तरंगलांबीसह अर्धसंवाहक इन्फ्रारेड एलईडी वापरला जातो. लाल LEDs, electroluminescent emitters आणि miniature incandescent दिवे देखील वापरले जातात.

ऑप्टोकपलरचा मुख्य उद्देश सिग्नल सर्किट्स दरम्यान गॅल्व्हॅनिक अलगाव प्रदान करणे आहे. यावर आधारित, फोटोडिटेक्टरमध्ये फरक असूनही, या उपकरणांच्या ऑपरेशनचे सामान्य तत्त्व समान मानले जाऊ शकते: एमिटरवर येणारे इनपुट इलेक्ट्रिकल सिग्नल लाइट फ्लक्समध्ये रूपांतरित केले जाते, जे फोटोडेटेक्टरवर कार्य करून, त्याची चालकता बदलते. .

फोटोडिटेक्टर असल्यास फोटोरेझिस्टर, नंतर त्याचा प्रकाश प्रतिकार मूळ (गडद) प्रतिकारापेक्षा हजारो पट कमी होतो जर फोटोट्रांझिस्टर — त्याच्या बेसच्या विकिरणाने बेसवर विद्युत प्रवाह लागू केल्यावर समान परिणाम होतो. पारंपारिक ट्रान्झिस्टरआणि उघडते.

परिणामी, ऑप्टोकपलरच्या आउटपुटवर एक सिग्नल तयार होतो, जो सर्वसाधारणपणे इनपुटच्या आकारासारखा नसतो आणि इनपुट आणि आउटपुट सर्किट गॅल्व्हॅनिकली कनेक्ट केलेले नसतात. ऑप्टोक्युलरच्या इनपुट आणि आउटपुट सर्किट्समध्ये विद्युतदृष्ट्या मजबूत पारदर्शक डायलेक्ट्रिक वस्तुमान (सामान्यतः एक सेंद्रिय पॉलिमर) ठेवलेला असतो, ज्याचा प्रतिकार 10 ^ 9 ... 10 ^ 12 ओहमपर्यंत पोहोचतो.

उद्योग-उत्पादित ऑप्टोकपलरची नावे सध्याच्या सेमीकंडक्टर उपकरण पदनाम प्रणालीवर आधारित आहेत.

ऑप्टोकपलर (A) च्या पदनामाचे पहिले अक्षर उत्सर्जक - गॅलियम आर्सेनाइड किंवा गॅलियम-अॅल्युमिनियम-आरसेनिकचे घन द्रावण दर्शवते, दुसरे (O) म्हणजे उपवर्ग — ऑप्टोकपलर; तिसरे डिव्हाइस कोणत्या प्रकारचे आहे ते दर्शविते: P — रेझिस्टर, D — डायोड, T — ट्रान्झिस्टर, Y — थायरिस्टर. पुढे संख्या आहेत, ज्याचा अर्थ विकासाची संख्या आणि एक अक्षर - हा किंवा तो प्रकार गट.

ऑप्टोकपलर डिव्हाइस

एमिटर - एक न गुंडाळलेला LED - सामान्यतः मेटल केसच्या वरच्या भागात ठेवला जातो आणि खालच्या भागात, क्रिस्टल होल्डरवर, एक प्रबलित सिलिकॉन फोटोडेटेक्टर असतो, उदाहरणार्थ, फोटोथायरिस्टर. एलईडी आणि फोटोथायरिस्टरमधील संपूर्ण जागा घनरूप पारदर्शक वस्तुमानाने भरलेली आहे. हे भरणे एका थराने झाकलेले असते जे प्रकाश किरणांना आतील बाजूस परावर्तित करते, जे कार्यक्षेत्राच्या बाहेर प्रकाश पसरण्यापासून प्रतिबंधित करते.

वर्णन केलेल्या रेझिस्टर ऑप्टिकल कपलरपेक्षा थोडी वेगळी रचना... येथे मेटल बॉडीच्या वरच्या भागात इनॅन्डेन्सेंट फिलामेंटसह एक लघु दिवा स्थापित केला आहे आणि खालच्या भागात कॅडमियम सेलेनियमवर आधारित फोटोरेझिस्टर स्थापित केला आहे.

फोटोरेसिस्टर पातळ सिटल बेसवर स्वतंत्रपणे तयार केले जाते. अर्धसंवाहक सामग्रीची एक फिल्म, कॅडमियम सेलेनाइड, त्यावर फवारणी केली जाते, त्यानंतर प्रवाहकीय सामग्रीचे इलेक्ट्रोड (उदा. अॅल्युमिनियम) तयार होतात. आउटपुट वायर्स इलेक्ट्रोडला वेल्डेड केल्या जातात. दिवा आणि पाया यांच्यातील कठोर कनेक्शन कठोर पारदर्शक वस्तुमानाद्वारे प्रदान केले जाते.

ऑप्टोकपलर वायर्ससाठी घरातील छिद्र काचेने भरलेले आहेत. कव्हर आणि शरीराच्या पायाचे घट्ट कनेक्शन वेल्डिंगद्वारे सुनिश्चित केले जाते.

थायरिस्टर ऑप्टोकपलरचे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य (CVC) अंदाजे सिंगल सारखेच असते. थायरिस्टर… इनपुट करंटच्या अनुपस्थितीत (I = 0 — गडद वैशिष्ट्य), फोटोथायरिस्टर केवळ त्यावर लागू केलेल्या व्होल्टेजच्या उच्च मूल्यावर चालू करू शकतो (800 … 1000 V). अशा उच्च व्होल्टेजचा वापर व्यावहारिकदृष्ट्या अस्वीकार्य असल्याने, हा वक्र पूर्णपणे सैद्धांतिक अर्थ प्राप्त होतो.

फोटोथायरिस्टरवर डायरेक्ट ऑपरेटिंग व्होल्टेज (50 ते 400 व्ही पर्यंत, ऑप्टोकपलरच्या प्रकारानुसार) लागू केले असल्यास, डिव्हाइस फक्त तेव्हाच चालू केले जाऊ शकते जेव्हा इनपुट करंट पुरवठा केला जातो, जो आता ड्रायव्हिंग आहे.

ऑप्टोकपलरची स्विचिंग गती इनपुट करंटच्या मूल्यावर अवलंबून असते. सामान्य स्विचिंग वेळा t = 5 … 10 μs आहेत. ऑप्टोकपलरचा टर्न-ऑफ वेळ फोटोथायरिस्टरच्या जंक्शनमध्ये अल्पसंख्याक वर्तमान वाहकांच्या रिसॉर्प्शन प्रक्रियेशी संबंधित आहे आणि केवळ प्रवाहित आउटपुट करंटच्या मूल्यावर अवलंबून आहे.ट्रिपिंग वेळेचे वास्तविक मूल्य 10 … 50 μs च्या श्रेणीत आहे.

जेव्हा सभोवतालचे तापमान 40 अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त वाढते तेव्हा फोटोरेसिस्टर ऑप्टोक्युलरचे कमाल आणि ऑपरेटिंग आउटपुट प्रवाह झपाट्याने कमी होते. या ऑप्टोकपलरचा आउटपुट प्रतिरोध 4 mA च्या इनपुट करंटच्या मूल्यापर्यंत स्थिर राहतो आणि इनपुट करंटमध्ये आणखी वाढ झाल्याने (जेव्हा इनॅन्डेन्सेंट दिव्याची चमक वाढू लागते) ती झपाट्याने कमी होते.

वर वर्णन केलेल्या व्यतिरिक्त, तथाकथित ओपन ऑप्टिकल चॅनेलसह ऑप्टोकपलर आहेत... येथे, इल्युमिनेटर एक इन्फ्रारेड एलईडी आहे, आणि फोटोडिटेक्टर फोटोरेझिस्टर, फोटोडिओड किंवा फोटोट्रांझिस्टर असू शकतो. या ऑप्टोकपलरमधील फरक असा आहे की त्याचे रेडिएशन बाहेर जाते, काही बाह्य वस्तूंद्वारे परावर्तित होते आणि ऑप्टोकपलरकडे, फोटोडिटेक्टरकडे परत येते. अशा ऑप्टोकपलरमध्ये, आउटपुट करंट केवळ इनपुट करंटद्वारेच नव्हे तर बाह्य प्रतिबिंबित पृष्ठभागाची स्थिती बदलून देखील नियंत्रित केला जाऊ शकतो.

ओपन ऑप्टिकल चॅनेल ऑप्टोकपलरमध्ये, एमिटर आणि रिसीव्हरचे ऑप्टिकल अक्ष समांतर किंवा थोड्या कोनात असतात. कोएक्सियल ऑप्टिकल अक्षांसह अशा ऑप्टोकपलरचे डिझाइन आहेत. अशा उपकरणांना ऑप्टोकपलर म्हणतात.

ओट्रॉनचा वापर

सध्या, ऑप्टोकपलर मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, विशेषत: अॅक्ट्युएटर (रिले, इलेक्ट्रिक मोटर्स, कॉन्टॅक्टर्स इ.) सह शक्तिशाली स्वतंत्र घटक असलेले मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक लॉजिक ब्लॉक्स एकत्र करण्यासाठी, तसेच गॅल्व्हॅनिक अलगाव आवश्यक असलेल्या लॉजिक ब्लॉक्समधील संप्रेषणासाठी, स्थिरतेचे मॉड्यूलेशन आणि हळू हळू बदलण्यासाठी. व्होल्टेज, रूपांतरण आयताकृती डाळी साइनसॉइडल दोलनांमध्ये, शक्तिशाली दिवे आणि उच्च व्होल्टेजचे संकेतकांचे नियंत्रण.