Оптрон: технические характеристики и основные параметры

Использование в современной электронике элементов КМОП-структуры, полевых транзисторов и входных каскадов с высокоомными компонентами требует наличие надежной защиты от статического электричества. Также для схеморешений с различной полярностью напряжений и разграничения сети питания требуется гальваническая развязка. Все это можно реализовать с помощью оптронов — устройств с оптической связью.

Основные свойства оптронов

Оптрон состоит из 2-х частей — полупроводниковых элементов, связанных между собой только наличием светового канала. Они имеют высокий уровень изоляции между электродами входа и выхода. В качестве входного элемента используется светодиод или каскад, нагруженный на светоизлучающий кристалл. Выходом у оптронов может быть элемент со свойствами:

• Фоторезистор — сопротивление (независимо от полярности и приложенного напряжения) обусловлено уровнем излучения входного светодиода.
• Фотодиод — при облучении работает как фотоэлемент, генерирует ЭДС.
• Фототранзистор — открывается при воздействии излучения и может работать как аналоговый, так и цифровой каскад.
• Фотодинистор или фототиристор — то же, но только в ключевом режиме или как цифровой каскад.
• Фотосимистор — управляемый излучением ключ симметричной полярности.

Оптрон имеет твердотельную конструкцию, в которой входная часть (светодиод) излучает инфракрасный или видимый свет. Он распространяется только внутри прозрачных материалов самого устройства с зеркальными стенками и концентрируется на фотокристалле выходного элемента конструкции.

Основные параметры оптронов и их значение

Важными общими для всех элементов оптрона техническими характеристиками является:

• суммарное быстродействие оптической пары, обусловленное временем переключения, находится в диапазоне 10‾⁹…10‾¹ с.;
• граничная частота, которая может иметь предел от 0,005 до 10 МГц;
• сопротивление изоляции, которое может составлять около 1 ТераОма (10¹2 Ом);
• значение пробивного напряжения, выраженное максимально допустимой разностью потенциалов между входом и выходом.

У корпусов DIP последний параметр может достигать до 5,3 кВ, у SMD-корпусов — не менее 400 В. При использовании оптрона, ограничивающего воздействие переменного или импульсного напряжения, учитывают проходную емкость устройства. Также при выборе модели оптрона необходимо ориентироваться на напряжение включения светодиода и его максимальный ток. Для выходного элемента оптрона критическими характеристиками являются: значение максимально допустимого напряжения, ток нагрузки и рассеиваемая мощность.

Характеристики

Ближайший аналог оптронов — трансформаторы, которые громоздки и тяжки, также имеют индуктивные свойства, строго зависящие от частоты и параметров импульсов. Качественное отличие оптронов в том, что они одинаково хорошо передают не только переменную, но и постоянную составляющую сигнала. Недостатки — невысокая ограниченная мощность, большой уровень искажений аналогового сигнала и малая предельная частота.

Применение

Применяются оптроны в автоматике и в преобразователях напряжения. На них строят маломощные ключи, которые могут быть усилены дополнительными полупроводниковыми или электромеханическими компонентами. Также с помощью компактных и недорогих оптронов реализуется обратная связь в импульсных преобразователях напряжения.

В компании «ЗУМ-СМД» можно купить оптроны оптом по низким ценам.