Модуль № 2 « Прилади оптоелектроніки та інтегральні схеми »

Тема 2.2.1.Особливості оптоелектроніки. Джерела та приймачі оптичного випромінювання.

До оптоелектронних напівпровідникових приладів належать такі напів-

провідникові прилади, які випромінюють або перетворюють електромагніт-

не випромінювання, чутливі до цього випромінювання у видимій, інфра-

червоній та ультрафіолетовій областях спектра, або використовують

подібне випромінювання для внутнішньої взаємодії його елементів.

Оптоелектронні напівпровідникові прилади об’єднують такі типи напівпровідникових приладів: напівпровідникові випромінювачі, приймачі випромінювання, оптрони (оптопари), оптоелектронні ІМС.

Тема 2.2.2. Оптрони (оптопари) та їх використання для обробки інформаційних сигналів.

Оптрон – це оптоелектронний прилад, який складається з одного або

декількох випромінювачів та приймачів випромінювання, між якими є

оптичний зв’язок і забезпечена електрична ізоляція. Найпоширенішими

оптронами є оптопари, що складаються з одного випромінювача й одно-

го приймача (однієї пари). Конструктивно оптопари містяться у спільному корпусі і являють собою одне ціле. Такі прилади відносяться до активних і дозволяють керувати потужністю, що надходить від джерела живлення в навантажєення.

 

Тема 2.2.3. Визначення та класифікація інтегральних мікросхем (ІМС).

Інтегральні мікросхеми належать до електронних приладів, тобто підсилюють потужність ЕС. Вони являють собою конструктивно одне ціле, виконують певну функцію і повинні задовольняти певні вимоги під час випробувань, постачання та експлуатації. Однак порівняно з дискретними діодами і транзисторами ІМС є якісно новим типом активних елементів.Одна з головних особливостей ІМС як електронного приладу полягає в тому, що вона самостійно виконує закінчену, часто дуже складну, функцію, тоді як елементарні (дискретні) електронні прилади виконують аналогічну функцію тільки в ансамблі з іншими компонентами.

Тема 2.2.4. Основні функціональні елементи та вузли аналогових інтегральних схем (АІС).

В аналогових інтегральних мікросхемах (АІС) сигнал на виході є не-

перервною функцією сигналу, що діє на вході. Аналогові інтегральні

схеми належать до лінійних схем. За виконуваними функціями їх поділяють на такі підгрупи: генератори, детектори, комутатори, модулятори,

перетворювачі, вторинні джерела живлення, пристрої порівняння, підсилювачі, фільтри, формувачі, багатофункціональні ІМС. Такі схеми широ

ко використовують в апаратурі зв’язку, телебачення і телекерування, інформаційно-діагностичних системах, аналогових обчислювальних машинах.

Тема 2.2.5. Диференціальні підсилювачі (ДУ). Електричні принципові схеми та принципи дії ДУ з резистивним та динамічним навантаженнями.

Диференціальні підсилювачі належать до балансних (мостових) схем підсилювачів постійного струму. Їх якість здебільшого визначається ідентичністю паметрів пари транзисторів. У дискретній транзисторній схемотехніці це виконати важко, а тому такі схеми використовують рідко. Структура диференціального підсилювача узгоджена з принципами інтегральної технології, за якою можливе виготовлення пари транзисторів з майже ідентичними параметрами (дві структури розташовані поруч на одній підкладці і формуються одночасно за однакових умов).

Тема 2.2.6. Визначення, параметри та особливості побудови операційних підсилювачів (ОП).

Основне призначення ОП – побудова за допомогою зовнішніх навісних елементів схем із фіксованим коефіцієнтом підсилення і точно синтезованою передавальною функцією. Їх використовують для побудови різноманітних функціонпльних вузлів. В інтегральній схемотехніці ОП – це підсилювач постійного струму, який характеризується великим вхідним, низьким вихідним опорами і дуже високим коефіцієнтом підсилення за напругою. Якщо уявити ОП ідеальною моделлю, то він повинен мати такі властивості: R вх →∞, R вих →0 і GU →∞.

Тема 2.2.7. Інвертувальне та неінвертувальне вмикання ОП. Використання ОП для побудови функціональних вузлів ІВС.

Інвертувальна схема вмикання ОП запезпечує побудову масштабних підсилювачів, суматорів, інтеграторів, диференціаторів та ін. Для побудови масштабного підсилювача використовують резистори. У разі неінвертувального вмикання ОП коефіцієнт передачі за напругою так само, як і інвертувального, визначають зовнішні навісні елементи. Якщо опір зворотного зв`зку дорівнює нулю (закоротити вихід ОП та інвертувальний вхід), коефіцієнт передачі дорівнює одиниці. Це дозволяє побудувати повторювач напруги (U вих = U вх). Вихідна напруга повторює вхідну напругу за фазою і амплітудою.