Dispositivi optoelettronici: descrizione, classificazione, applicazione e tipologie

La scienza moderna si sta attivamente sviluppando in piùdirezioni diverse, cercando di coprire tutte le possibili aree di attività potenzialmente utili. Tra tutto ciò, vanno evidenziati i dispositivi optoelettronici, che vengono utilizzati sia nel processo di trasmissione dei dati che nella loro memorizzazione o elaborazione. Sono utilizzati quasi ovunque dove viene utilizzata una tecnica più o meno complessa.

Cos'è?

Sotto dispositivi optoelettronici, che anchenoti come fotoaccoppiatori, intendono dispositivi speciali di tipo semiconduttore in grado di inviare e ricevere radiazioni. Questi elementi strutturali sono chiamati fotorilevatore ed emettitore di luce. Possono avere diverse opzioni per la comunicazione tra loro. Il principio di funzionamento di tali prodotti si basa sulla conversione dell'elettricità in luce, nonché sul contrario di questa reazione. Di conseguenza, un dispositivo può inviare un certo segnale, mentre l'altro lo riceve e lo "decripta". I dispositivi optoelettronici sono utilizzati in:

• unità di comunicazione di apparecchiature;
• circuiti di ingresso di dispositivi di misurazione;
• circuiti ad alta tensione e alta corrente;
• potenti tiristori e triac;
• dispositivi di relè e così via.

Tutti questi prodotti possono essere classificati in diversi gruppi di base, a seconda dei singoli componenti, del design o di altri fattori. Maggiori informazioni su questo di seguito.

Emettitore

I dispositivi e dispositivi optoelettronici sono dotati di sistemi di trasmissione del segnale. Si chiamano emettitori e, a seconda della tipologia, i prodotti sono così suddivisi:

• Laser e LED. Tali elementi sono tra i più versatili.Sono caratterizzati da alti tassi di efficienza, uno spettro del fascio molto ristretto (questo parametro è anche noto come quasi-cromaticità), una gamma di lavoro abbastanza ampia, mantenendo una chiara direzione della radiazione e una velocità di lavoro molto elevata. I dispositivi con tali emettitori funzionano per un tempo molto lungo ed estremamente affidabile, differiscono per le loro piccole dimensioni e si mostrano bene nel campo dei modelli microelettronici.
• Celle elettroluminescenti. Un tale elemento strutturale non si vede davveroalta qualità di conversione e non funziona troppo a lungo. Allo stesso tempo, i dispositivi sono molto difficili da gestire. Tuttavia, sono più adatti per i fotoresistori e possono essere utilizzati per creare strutture multifunzionali multielemento. Tuttavia, a causa dei loro difetti, ora gli emettitori di questo tipo vengono utilizzati abbastanza raramente, solo quando non se ne possono fare a meno.
• Lampade al neon. L'emissione luminosa di questi modelli è relativamente bassa, non sopportano bene i danni e non durano a lungo. Sono di grandi dimensioni. Sono usati estremamente raramente, in alcuni tipi di dispositivi.
• Lampade ad incandescenza. Tali emettitori vengono utilizzati solo in apparecchiature di resistenza e da nessun'altra parte.

Di conseguenza, i modelli LED e laser sono ottimali per quasi tutte le aree di attività e solo in alcune aree in cui è impossibile fare altrimenti, vengono utilizzate altre opzioni.

Fotorilevatore

Anche i dispositivi optoelettronici sono classificati in base al tipo di questa parte della struttura. Diversi tipi di prodotti possono essere utilizzati come elemento ricevente.

• Foto tiristori, transistor e diodi. Tutti appartengono a dispositivi universali,in grado di lavorare con una transizione di tipo aperto. Molto spesso, il design è basato sul silicio e per questo motivo i prodotti ottengono una gamma di sensibilità abbastanza ampia.
• Fotoresistenze. Questa è l'unica alternativa, la principaleil cui vantaggio è modificare le proprietà in modo molto complesso. Questo aiuta a implementare tutti i tipi di modelli matematici. Sfortunatamente, sono le fotoresistenze ad essere inerziali, il che restringe notevolmente l'ambito della loro applicazione.

La ricezione del raggio è uno degli elementi più basilariqualsiasi dispositivo di questo tipo. Solo dopo che può essere ricevuto, inizia l'ulteriore elaborazione e sarà impossibile se la qualità della connessione non è abbastanza alta. Di conseguenza, viene prestata grande attenzione al design del fotorilevatore.

Canale ottico

Le caratteristiche del design dei prodotti possono essere buonemostra il sistema di notazione utilizzato per i dispositivi fotoelettronici e optoelettronici. Ciò vale anche per il canale di trasmissione dati. Ci sono tre opzioni principali:

• Canale allungato. Il fotorilevatore in questo modello è abbastanza remotouna distanza considerevole dal canale ottico, formando una speciale guida di luce. È questa opzione di progettazione che viene utilizzata attivamente nelle reti di computer per la trasmissione attiva dei dati.
• Canale chiuso. Questo tipo di costruzione utilizza uno specialeprotezione. Protegge perfettamente il canale da influenze esterne. Vengono utilizzati modelli per il sistema di isolamento galvanico. Questa è una tecnologia abbastanza nuova e promettente, che ora viene continuamente migliorata e sta gradualmente sostituendo i relè elettromagnetici.
• Canale aperto. Questo design implica la presenza di un traferro tra il fotorilevatore e l'emettitore. I modelli sono utilizzati in sistemi diagnostici o vari sensori.

Gamma spettrale

In termini di questo indicatore, tutti i tipi di dispositivi optoelettronici possono essere suddivisi in due tipi:

• Gamma vicina. La lunghezza d'onda in questo caso varia da 0,8 a 1,2 micron. Molto spesso, un tale sistema viene utilizzato nei dispositivi che utilizzano un canale aperto.
• Gamma lontana. Qui la lunghezza d'onda è già di 0,4-0,75 micron. È utilizzato nella maggior parte dei tipi di altri prodotti di questo tipo.

disegno

Secondo questo indicatore, i dispositivi optoelettronici sono divisi in tre gruppi:

• Speciale. Ciò include dispositivi dotati di più emettitori e fotorilevatori, sensori di presenza, posizione, fumo e così via.
• Integrante. Questi modelli utilizzano inoltre circuiti logici speciali, comparatori, amplificatori e altri dispositivi. Tra le altre cose, le loro uscite e gli ingressi sono isolati galvanicamente.
• Elementare. Questa è la versione più semplice dei prodotti in cuiricevitore ed emettitore sono presenti solo in una copia. Possono essere sia tiristori che transistor, diodi, resistivi e, in generale, qualsiasi altro.

I dispositivi possono utilizzare tutti e tre i gruppio ciascuno separatamente. Gli elementi strutturali giocano un ruolo essenziale e influenzano direttamente la funzionalità del prodotto. Allo stesso tempo, apparecchiature sofisticate possono utilizzare le varietà più semplici ed elementari, se appropriato. Ma è vero anche il contrario.

Dispositivi optoelettronici e loro applicazioni

In termini di utilizzo del dispositivo, possono essere suddivisi in 4 categorie:

• Circuiti integrati. Sono utilizzati in un'ampia varietà di dispositivi.Il principio viene utilizzato tra diversi elementi strutturali utilizzando parti separate isolate l'una dall'altra. Ciò impedisce ai componenti di interagire in un modo diverso da quello fornito dallo sviluppatore.
• Isolamento. In questo caso, vengono utilizzate coppie di resistori ottici speciali, i loro tipi di diodo, tiristore o transistor e così via.
• Trasformazione. Questo è uno dei casi d'uso più comuni. In esso, la corrente si trasforma in luce e viene applicata in questo modo. Un semplice esempio sono tutti i tipi di lampade.
• Trasformazione inversa. Questa è già un'opzione completamente opposta, in cui è la luce che si trasforma in corrente. Utilizzato per creare tutti i tipi di ricevitori.

In effetti, è difficile da immaginare praticamentequalsiasi dispositivo che funziona con l'elettricità e manca di qualche tipo di componenti optoelettronici. Possono essere presentati in piccoli numeri, ma saranno comunque presenti.

risultati

Tutti i dispositivi optoelettronici, tiristori, diodi,i dispositivi semiconduttori sono elementi strutturali di diversi tipi di apparecchiature. Consentono a una persona di ricevere luce, trasmettere informazioni, elaborarle o persino memorizzarle.