В тиристорных оптопарах в качестве приемного элемента используется кремниевый фото­тиристор. Семейство ВАХ фототиристорного оптрона приведено на рис. 7.13.

Фототиристор так же, как обычный тиристор имеет четырехслойную структуру р-п-р-п. Конструктивно оптопара выполнена так, что основная часть излучения входного диода на­правлена на высокоомную базовую область п фоторезистора. К крайним областям — аноду р и катоду п прикладывается внешнее выходное напряжение «плюсом» к аноду. При облу­чении в «-базе генерируются пары носителей заряда — электронов и дырок. Электрическим полем центрального (коллекторного) перехода между п - и р-областями носители заряда раз­деляются. При этом электроны остаются в я-базе, а дырки попадают в р-базу. Происходит инжекция неосновных носителей заряда из крайних переходов структуры, называемых эмиттерными. Лавинообразное нарастание тока через структуру приводит к «отмиранию»

Фототиристор так же, как и фототранзистор обладает большим внутренним усилением фототока. В отличие от фототранзистора, включенное состояние фототиристора сохраняет­ся и при прекращении излучения входного диода. Таким образом, управляющий сигнал на тиристорную оптопару может подаваться только в течение небольшого времени, необходи­мого для отпирания тиристора. Этим достигается существенное уменьшение энергии, тре­буемой для управления тиристорной оптопарой.

Чтобы запереть тиристор, с него следует снять внешнее напряжение. Если тиристор включается в цепь переменного или пульсирующего напряжения, то выключение тиристора происходит при уменьшении напряжения и тока через тиристор до значения, при котором не может поддерживаться включенное состояние прибора.

При отсутствии входного сигнала, что соответствует необлученному состоянию базо­вой «-области, через фототиристор протекает малый темновой ток утечки. Темновой ток сильно зависит от температуры. При повышении температуры на 10°С ток примерно уд­ваивается.

Тиристорные оптопары используются в качестве ключей для коммутации больших токов и высоковольтных цепей как радиоэлектронного ([/=50...600 В, / = 0,1...10,0 А), так и электрохимического ((/= 100... 1300 В, /= 6...320 А) назначения.

Времена переключения тиристорных оптопар находятся в интервале от десятков микро­секунд до десятков миллисекунд.

Важным достоинством этих приборов является то, что, управляя значительными мощностями в нагрузке, они потребляют малую мощность цепями управления и поэтому совместимы по входу с интегральными микросхемами.

Тесты

7.1. Что называется оптроном:

А) прибор, использующий преобразование электрической энергии в оптическую;

Б) прибор, использующий преобразование оптической энергии в электрическую;

В) прибор, использующий преобразование электрической энергии в оптическую и оптической энергии в электрическую;

Г) прибор, использующий излучатель и фотоприемник не связанные между собой?

7.2. Используя рис. 1, выберите, какое преобразование реализуется узлом оптрона, соответствующим номеру 4:

А) преобразование электрического сигнала в электрический;

Б) преобразование электрического сигнала в оптический;

В) преобразование оптического сигнала в электрический;

Г) преобразование оптического сигнала в оптический.

7.3. Используя рис. 1, выберите, какое преобразование реализуется узлом оптрона, соответствующий номеру 2:

А) преобразование электрического сигнала в электрический;

Б) преобразование электрического сигнала в оптический;

В) преобразование оптического сигнала в электрический;

Г) преобразование оптического сигнала в оптический.

7.4. Какие известные оптроны могут обладать коэффициентом перелачи превышающим единицу:

А) диодные;

Б) диодно-резисторные;

В) диодно-транзисторные;

Г) тиристорные.

7.5. Какая емкость характеризует работу СИД при прямом включении (рис. 2):

А)Сд1; б) Сдг; в)Сб|; г)Спр?

7.6. Какая емкость характеризует работу ФД при прямом включении (рис. 2):

А) Сд,; б) Сдг; в) С6|; г) Спр?

7.7. Укажите номер, который указывает на корпус СИД (рис. 3).

7.8. Используя рис. 3, укажите номер, который указывает на корпус ФД.

7.9. Используя рис. 3, укажите номер, который указывает на световод.

7.10. Используя рис. 3, укажите номер, который указывает на фотоприемник.