Ժամանակակից գիտությունը ակտիվորեն զարգանում է տարբեր ուղղություններով՝ փորձելով ընդգրկել գործունեության բոլոր հնարավոր պոտենցիալ օգտակար ոլորտները։ Այս ամենի մեջ պետք է առանձնացնել օպտոէլեկտրոնային սարքերը, որոնք օգտագործվում են ինչպես տվյալների փոխանցման, այնպես էլ դրանց պահպանման կամ մշակման գործընթացում։ Դրանք օգտագործվում են գրեթե ամենուր, որտեղ օգտագործվում է քիչ թե շատ բարդ տեխնոլոգիա:
Ինչ է սա?
Օպտոէլեկտրոնային սարքերը, որոնք նաև հայտնի են որպես օպտոկապլերներ, հատուկ կիսահաղորդչային տիպի սարքեր են, որոնք ընդունակ են ճառագայթում ուղարկել և ընդունել: Այս կառուցվածքային տարրերը կոչվում են ֆոտոդետեկտոր և լույս արտանետող: Նրանք կարող են ունենալ միմյանց հետ շփվելու տարբեր տարբերակներ: Նման արտադրատեսակների շահագործման սկզբունքը հիմնված է էլեկտրաէներգիան լույսի փոխակերպման, ինչպես նաև այս ռեակցիայի հակառակ վրա: Արդյունքում, մի սարքը կարող է ուղարկել որոշակի ազդանշան, իսկ մյուսը ստանում է այն և «գաղտնազերծում»։ Օպտոէլեկտրոնային սարքերն օգտագործվում են՝
- սարքավորումների կապի միավոր;
- չափիչ սարքերի մուտքային սխեմաներ;
- բարձր լարման և բարձր հոսանքի սխեմաներ;
- հզոր թրիստորներ և տրիակներ;
- ռելե սարքեր և այլնհաջորդը։
Բոլոր նման ապրանքները կարելի է դասակարգել մի քանի հիմնական խմբերի` կախված դրանց առանձին բաղադրիչներից, դիզայնից կամ այլ գործոններից: Ավելին դրա մասին ստորև։
Էմիտեր
Օպտոէլեկտրոնային սարքերը և սարքերը հագեցած են ազդանշանի փոխանցման համակարգերով։ Դրանք կոչվում են արտանետիչներ և, կախված տեսակից, արտադրանքները բաժանվում են հետևյալ կերպ՝.
- Լազեր և լուսադիոդներ. Նման տարրերն ամենաբազմակողմանիներից են: Դրանք բնութագրվում են բարձր արդյունավետությամբ, ճառագայթների շատ նեղ սպեկտրով (այս պարամետրը հայտնի է նաև որպես քվազի-քրոմատիկություն), գործողության բավականին լայն շրջանակ, պահպանելով ճառագայթման հստակ ուղղություն և շատ բարձր արագություն: Նման արտանետիչներով սարքերը շատ երկար են աշխատում և չափազանց հուսալի են, չափսերով փոքր են և լավ են աշխատում միկրոէլեկտրոնային մոդելների ոլորտում։
- Էլեկտրալյումինեսցենտ բջիջներ. Նման դիզայնի տարրը ցույց է տալիս ոչ շատ բարձր փոխակերպման որակի պարամետր և շատ երկար չի աշխատում: Միեւնույն ժամանակ, սարքերը շատ դժվար է կառավարել: Այնուամենայնիվ, դրանք լավագույնս համապատասխանում են ֆոտոռեզիստորներին և կարող են օգտագործվել բազմատարր, բազմաֆունկցիոնալ կառույցներ ստեղծելու համար: Այնուամենայնիվ, իրենց թերությունների պատճառով այս տիպի արտանետիչներն այժմ օգտագործվում են բավականին հազվադեպ, միայն այն դեպքում, երբ դրանցից իսկապես հնարավոր չէ հրաժարվել։
- Նեոնային լամպեր. Այս մոդելների լույսի հզորությունը համեմատաբար ցածր է, և նրանք նույնպես լավ չեն դիմանում վնասներին և երկար չեն դիմանում:Տարբերվում են մեծ չափսերով։ Դրանք օգտագործվում են չափազանց հազվադեպ՝ որոշ տեսակի սարքերում։
- Շիկացման լամպեր. Նման արտանետիչները օգտագործվում են միայն ռեզիստորային սարքավորումներում և ոչ մի այլ տեղ:
Արդյունքում լուսադիոդային և լազերային մոդելները օպտիմալ կերպով համապատասխանում են գործունեության գրեթե բոլոր ոլորտներին, և միայն որոշ ոլորտներում, որտեղ այլ կերպ հնարավոր չէ անել, օգտագործվում են այլ տարբերակներ:
Ֆոտոդետեկտոր
Օպտոէլեկտրոնային սարքերի դասակարգումը կատարվում է նաև ըստ դիզայնի այս մասի տեսակի։ Տարբեր տեսակի ապրանքներ կարող են օգտագործվել որպես ստացող տարր:
- Ֆոտոթիրիստորներ, տրանզիստորներ և դիոդներ. Դրանք բոլորը պատկանում են ունիվերսալ սարքերին, որոնք ունակ են աշխատել բաց տիպի անցումով։ Ամենից հաճախ դիզայնը հիմնված է սիլիցիումի վրա, և դրա պատճառով արտադրանքը ստանում է զգայունության բավականին լայն շրջանակ:
- Ֆոտորեզիստորներ. Սա միակ այլընտրանքն է, որն ունի հիմնական առավելությունը՝ շատ բարդ ձևով փոխելու հատկությունները: Սա օգնում է իրականացնել բոլոր տեսակի մաթեմատիկական մոդելներ: Ցավոք սրտի, հենց ֆոտոռեզիստորներն են իներցիոն, ինչը զգալիորեն նեղացնում է դրանց կիրառման շրջանակը։
Ճառագայթների ընդունումը ցանկացած նման սարքի ամենահիմնական տարրերից մեկն է: Միայն այն ստանալուց հետո սկսվում է հետագա մշակումը, և դա հնարավոր չի լինի, եթե կապի որակը բավականաչափ բարձր չէ: Արդյունքում մեծ ուշադրություն է դարձվում ֆոտոդետեկտորի դիզայնին։
Օպտիկական ալիք
Ապրանքների նախագծման առանձնահատկությունները կարելի է լավ ցույց տալ ֆոտոէլեկտրոնային և օպտոէլեկտրոնային սարքերի համար օգտագործվող նշանակման համակարգով: Սա վերաբերում է նաև տվյալների փոխանցման ալիքին: Գոյություն ունի երեք հիմնական տարբերակ՝
- Երկարացված ալիք. Նման մոդելի ֆոտոդետեկտորը բավականաչափ հեռու է օպտիկական ալիքից՝ ձևավորելով հատուկ լուսային ուղեցույց: Հենց այս դիզայնի տարբերակն է ակտիվորեն օգտագործվում համակարգչային ցանցերում տվյալների ակտիվ փոխանցման համար:
- Փակ ալիք. Այս տեսակի շինարարությունը օգտագործում է հատուկ պաշտպանություն: Այն հիանալի պաշտպանում է ալիքը արտաքին ազդեցություններից։ Կիրառվում են գալվանական մեկուսացման համակարգի մոդելներ: Սա բավականին նոր և խոստումնալից տեխնոլոգիա է, որն այժմ շարունակաբար բարելավվում է և աստիճանաբար փոխարինում էլեկտրամագնիսական ռելեներին:
- Բացել ալիքը։ Այս դիզայնը ենթադրում է օդային բացվածքի առկայություն ֆոտոդետեկտորի և թողարկողի միջև: Մոդելներն օգտագործվում են ախտորոշիչ համակարգերում կամ տարբեր սենսորներում։
Սպեկտրային տիրույթ
Այս ցուցանիշի տեսանկյունից բոլոր տեսակի օպտոէլեկտրոնային սարքերը կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝
- Մոտ միջակայքում. Ալիքի երկարությունը այս դեպքում տատանվում է 0,8-1,2 մկմ: Ամենից հաճախ նման համակարգը օգտագործվում է բաց ալիք օգտագործող սարքերում:
- Երկարաժամկետ. Այստեղ ալիքի երկարությունն արդեն 0,4-0,75 միկրոն է։ Օգտագործվում է այս տեսակի այլ ապրանքատեսակների մեծ մասում:
Դիզայն
Ըստ այս ցուցանիշի՝ օպտոէլեկտրոնային սարքերը բաժանվում են երեք խմբի՝
- Հատուկ. Սա ներառում է սարքեր, որոնք հագեցած են բազմաթիվ արտանետիչներով և ֆոտոդետեկտորներով, ներկայության, դիրքի, ծխի և այլնի սենսորներով:
- Ինտեգրալ. Նման մոդելներում լրացուցիչ օգտագործվում են հատուկ տրամաբանական սխեմաներ, համեմատիչներ, ուժեղացուցիչներ և այլ սարքեր: Ի թիվս այլ բաների, դրանց ելքերը և մուտքերը գալվանականորեն մեկուսացված են:
- Տարրական. Սա արտադրանքի ամենապարզ տարբերակն է, որում ստացողը և թողարկիչը առկա են միայն մեկ օրինակով: Դրանք կարող են լինել և՛ թրիստոր, և՛ տրանզիստոր, դիոդ, դիմադրողական և ընդհանրապես ցանկացած այլ:
Բոլոր երեք խմբերը կամ յուրաքանչյուրն առանձին կարող են օգտագործվել սարքերում: Կառուցվածքային տարրերը կարևոր դեր են խաղում և ուղղակիորեն ազդում են արտադրանքի ֆունկցիոնալության վրա: Միևնույն ժամանակ, բարդ սարքավորումները կարող են օգտագործել նաև ամենապարզ, տարրական սորտերը, եթե դա տեղին է: Բայց ճիշտ է նաև հակառակը։
Օպտոէլեկտրոնային սարքեր և դրանց կիրառությունները
Սարքերի օգտագործման տեսակետից բոլորը կարելի է բաժանել 4 կատեգորիայի.
- Ինտեգրված սխեմաներ. Օգտագործվում է տարբեր սարքերում: Սկզբունքը օգտագործվում է տարբեր կառուցվածքային տարրերի միջև, օգտագործելով առանձին մասեր, որոնք մեկուսացված են միմյանցից: Սա կանխում է բաղադրիչների փոխազդեցությունը այլ կերպ, քանմշակողի կողմից տրամադրվածը։
- Մեկուսիչ. Այս դեպքում օգտագործվում են հատուկ օպտիկական ռեզիստորների զույգեր, դրանց դիոդները, թրիստորային կամ տրանզիստորային տեսակները և այլն։
- Փոխակերպում. Սա ամենատարածված օգտագործման դեպքերից մեկն է: Դրանում հոսանքը վերածվում է լույսի և կիրառվում է այս կերպ։ Պարզ օրինակը բոլոր տեսակի լամպերն են:
- Հակադարձ վերափոխում. Սա բոլորովին հակառակ տարբերակ է, որում լույսն է, որ փոխակերպվում է հոսանքի։ Օգտագործվում է բոլոր տեսակի ընդունիչներ ստեղծելու համար։
Իրականում դժվար է պատկերացնել գրեթե ցանկացած սարք, որն աշխատում է էլեկտրականությամբ և չունի օպտոէլեկտրոնային բաղադրիչների որևէ ձև: Դրանք կարող են ներկայացվել փոքր քանակությամբ, բայց դեռ ներկա կլինեն։
Արդյունքներ
Բոլոր օպտոէլեկտրոնային սարքերը, թրիստորները, դիոդները, կիսահաղորդչային սարքերը տարբեր տեսակի սարքավորումների կառուցվածքային տարրեր են: Նրանք թույլ են տալիս մարդուն ստանալ լույս, փոխանցել տեղեկատվություն, մշակել կամ նույնիսկ պահպանել այն։
