Optoelektron İS

8.16. Optoelektron İS. Optoelektronika oblastı çox genişdir və onun bütün aspektlərinin tam öyrənilməsi bu kursdan kənara çıxır. Ona görə də yalnız bir neçə daha əhəmiyyətli optoelektron inteqral sxemləri və onlarla əlaqəli olan bir sıra diskret qurğuları nəzərdən keçirək.

Fotodiod və fotodiod matrisaları. Fotodiod -keçid əsasında hazırlanan və səthinin əsas hissəsi metallaşdırılmamış dioddur. Bu qurğunun gövdəsində işıq selinin yarımkeçiriciyə düşməsini təmin edən şəffaf “pəncərə” olur. Yarımkeçiricinin udduğu fotonlar azad elektron və fotonların generasiyasına gətirir, hansıar ki, -keçiddə toplanaraq diodun əks cərəyanının əhəmiyyətli dərəcədə artmasına gətirir. - fotodiodda () – strutura istifadə olunur. Bu struktur zəif aşqarlanmış - (və ya -) epitaksial qatın tam zəiflədilməsi üçün zəruri olan müəyyən sürüşmə gərginliklərində çox kiçik tutuma malik olur. Nəticədə çox yüksək yürüklük almaq nünkün olur. Selvari diodlar¹ deşilmə gərginliyinə yaxın olan selvari deşilmə oblastına sürüşdürülür. Selvari çoxalma prosesi cərəyan üzrə çox böyük güclənmə əmsalı almağa imkan verir.

Fototranzistor bir silisium kristalı üzərində yerləşdirilmiş fotodiod ilə tranzistorun birləşməsindən ibarətdir. Burada fotodiodun verdiyi fotocərəyan tranzistorun cərəyan üzrə güclənmə əmsalına vurulur. Darlington fototranzistoru fotodiod ilə Darlinqton sxemi üzrə qoşulmuş iki tranzistorun birləşməsindən ibarətdir. Darlinqton sxemi cərəyan üzrə çox böyük ötürmə əmsalı almağa imkan verir ki, buda fotodiodun verdiyi fotocərəyana vurulur.

İşıq diodları. İşıq şüalandıran diodlar elementlərin periodik sisteminin III-V qrupundan iki və ya üç elementin daxil olduğu birləşmələr, məsələn , və əsasında hazırlanmış diodlardır. -keçid düzünə sürüşdürüldükdə orada elektronlar və keçidlər axır. Elektronlar və deşiklər -keçiddən keçdikdən sonra onlar qeyri-əsas olur və əsas daşıyıcılar ilə rekombinasiya olunurlar. Bu zaman fotonların emissiyası baş verir. İşıq şüalandıran diodlar üçün silisium yaramır, beləki orada elektron və deşiklərin rekombinasiyası şüalanma yaratmır, əsasən işıq yox istilik ayrılır.

Optronlar. Bu işıq şüalandıran diod və fotodiod və ya fototranzistorun konstruktiv olaraq birləşdirildiyi sadə hibrid inteqral sxemdir. İşıq şüalandıran diodun buraxdığı işıq seli fotodiod və ya fototranzistor vasitəsi ilə mənimsənilir və bununlada bir tərəfli optik rabitə yaradılır. Yüksək elektrik izolyasiyası tələb olunduğu sxemlərdə çox əlverişlidir.

Optik rabitənin yarıq və əksetdirici modulları. Bu optik rabitənin qırıldığı (yarıq modulları) və ya qərarlaşdırıldığı (əksetdirici modullar ilə) xüsusi optron növləridir.

Bu qurğular rabitə və idarə oblastlarında geniş tətbiq olunur.

Təsvir datçikləri. Bu İS-lər ümumi əsas üzərində yerləşdirilmiş xətti və ya iki ölçülü fotohəssas elementlər matrisasından ibarət olur. Fotohəssas elementlər kimi fotodiodlardan və ya tutum MOY-fotoelementlərdən istifadə oluna bilər. Çıxış videosiqnalının alınması üçün bu matrisa üzrə analog və ya rəqəmsal sürüşdürücü registrlərin köməyi ilə elektron skanerləmə həyata keçirilir. Analoq sürüşdürücü registr yük əlaqəli cihaz² kimi hazırlana bilər. Xətti matrisaların tərkibinə 4096, ikiölçülü matrisaların tərkibinə isə 185000 element daxil ola bilər.
8.17. Xüsusi məqsədli İS digər növləri.

Səs TM-detektorların inteqral sxemləri. Bu yarımkeçirici İS-lər televiziya və digər sahələrdə tam səs TM-detektoru kimi istifadə olunur və yüksək tezlikli siqnal gücləndiricisi, məhdudlayıcı, demodulyator və səs gücləndiricisi funksiyalarını yerinə yetirir. Misallar: (firma Motorola) və (firma National Semiconductor).

Tezlik-gərginlik çeviricisi. Bu çıxış gərginliyi giriş siqnalının tezliyindən xətti asılı olan sxemdir. Misallar: və (firma National Semiconductor).

Kompander (KOMPressor və ekspANDER sözlərindən). Bu qeyri-xətti ötürmə xarakteristikasına malik İS olub, analoq siqnalının dinamik diapazonunun sıxılması və genişləndirilməsi üçün istifadə oluna bilər. Siqnalın ötürülməsi zamanı bir çox hallarda siqnal-küy nisbətini yaxşılaşdırmaq üçün ötürücü tərəfdə analoq siqnalının dinamiki diapazonunu sıxır, qəbuledici tərəfdə isə genişləndirirlər. Misallar: seriyalı mikrosxemlər (firma National Semiconductor). Bu cihacların əsas xxüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, bir İS-in tərkibində analoq siqnalının kompressor və ekspander komplementar cütü olur.

Elektron attenyuatorlar. Bu güclənmə əmsalının dəyişməsini və ya giriş siqnalının zəifləməsini təmin edən İS-lərdir. Misal, (firma Motorola). Bu qurğuda sabit idarəedici gərginliyin dəyişməsi ilə gərginlik üzrə güclənmə əmsalını maksimal qiymətdən minimal qiymətə qədər dəyişmək mümkündür.

İkiməftilli verici. İkiməftilli verici İS o zaman faydalıdır ki, datçik qəbuledici sistemdən böyük uzaqlıqlarda yerləşir və siqnalın ötürülməsi üçün yalnız bir cüt məftildən istifadə olunur. Siqnal ötürülən zaman İS cərəyan mənbəyi kimi işləyir ki, buda ötürmə xətti məftillərinin müqavimətinin təsirini və bu xəttdə yarana biləcək əksolunmaları əhəmiyyətli dərəcədə zəiflətməyə imkan verir. Misal: (firma National Semiconductor).

TM-stereodemodulyator. Bu inteqral sxemin tərkibinə stereofonik səs siqnalının demodulyasiyası və sol və sağ ucadandanışanlara aid siqnalların ayrılması üçün zəruri olan bütün aktiv sxem komponentləri daxildir. Misallar: (firma Motorola), və (firma National Semiconductor).

İnteqral AM-radiosistem. AM-radiosistemin tərkibinə yüksək tezlikli gücləndirici, yerli heterodin, qarışdırıcı, aralıq tezlikli gücləndirici, GAT detektoru və stabilizator daxildir. Bütün elementlər bir yarımkeçirici İS şəklində hazırlanır. Misal: (firma National Semiconductor).

Rəng demodulyatoru. Televiziya qəbuledicilərində siqnalların işlənməsi sxemlərində İS – lər böyük üstünlüklərə malikdir. Həqiqətən, ОВЧ/УВЧ tünerlər, yüksək gərginlikli sxem və qida mənbəyi sxemi müstəsna olmaqla televiziya siqnallarının işlənməsi oblastlarında İS-lər tətbiq olunurlar. İS-lərin tətbiq olunduqları mühüm sahələrdən biri rəng siqnallarının işlənməsi sxemləridir, məsələn rəng demodulyatoru hansının ki, çıxışında qırmızı, göy və yaşıl rəng siqnalları formalaşır. Misallar: (firma Motorola), , və (firma National Semiconductor).

Rəng altdaşıyıcını bərpa sxemi. Bu İS-in əsasında tezliyin fazaya qədər dəqiqliklə avtomatik köklənmə sxemi durur. Bu sxem qısa rəng sinxronizasiyası impulsundan tezlikli rəng alt daşıyıcının bərpası üçün istifadə olunur. Rəng sinxronizasiyası impulsu hər bir sətrdən sonra (sətr açılışı periodu ) əks gediş zamanı giriş siqnalının təkibidə olur. Misal: (firma Fairchild).

İnteqral köklənən gücləndirici. Bu inteqral sxemə xarici köklənən -kontur qoşulmaqla tezlik seçiciliyinə malik və ya zolaq süzgəci (nisbətən dar buraxma zolağına malik) qurulur. Onu radiotezlikli və ya aralıq tezlikli gücləndirici kimi istifadə etmək olar. Bu İS radio- və televiziya qəbuledicilərinin çoxpilləli aralıq tezlikli gücləndiricilərində daha çox istifadə olunur. Aralıq tezlikli gücləndiricilərə misallar: AM-radiosistelərdə (firma National Semiconductor), TM-radiosistelərdə (firma National Semiconductor) və rəngli televiziyada (firma National Semiconductor).

1 Лавинный фотодиод, avalanche photodiode

2 ПЗС-прибор с зарядовой связью