SU1711230A1 - Оптоэлектронна бистабильна чейка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных оптоэлектронных устройствах хранени  и индикации. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени   чейки за счет возможности ее использовани  в качестве инвертора. Дл  достижени  этой цели в  чейку, содержащую светодиод 1. фотодиод 2 и биспин-фо- топриемник 3. введен л мбда-диод 6. При напр жении питани , примерно равном напр жению отсечки л мбда-диода,  чейка  вл етс  инвертором (вход 5, выходы 7 или 9), а при повышенном напр жении питани  - RS-триггером с входами 4 и 5. 2 ил. 7v,f. спит.

Description

ГО

со о

11

Риг.1

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных оптоэлектронных устройствах хранени  и индикации.

Цель изобретени  - расширение области применени   чейки путем обеспечени  возможности ее использовани  в качестве инвертора.

На фиг.1 приведена схема  чейки; на фиг.2 - вольт-амперна  характеристика примен емого л мбда-диода с нагрузочными кривыми и рабочими точками.

Ячейка содержит (фиг.1) светрдиод 1, фотодиод 2, биспин-фотоприемник 3, оптические входы фотодиода 2 и биспин-фото- приемника 3 образуют соответственно первый (S) 4 и второй (R) 5 оптические входы  чейки, л мбда-диод 6, первый вывод которого подключен к электрическому выходу 7  чейки, а второй вывод через светодиод 1 соединен с шиной нулевого потенциала, первый вывод биспин-фотоприемника 3 соединен с шиной напр жени  питани , второй вывод соединен с выводом 7  чейки, третий вывод 8 через фотодиод 2 соединен с шиной нулевого потенциала. Кроме того, на схеме (фиг.1) показаны оптический выход 9  чейки, шина 10 напр жени  питани  и шина 11 нулевого потенциала.

Ячейка работает следующим образом.

Наличие специфической характеристики л мбда-диода при соответствующем выборе величины сопротивлени  нагрузки и величины напр жени  питани  позвол ет обеспечивать одну либо две устойчивые рабочие точки.

При работе  чейки в режиме оптического инвертора напр жение питани  выбираетс  таким, чтобы обеспечивалась только одна устойчива  т.А в исходном состо нии, когда фотоприемник (ФП)3 не освещен. При напр жени х UOTC 5-7 В должно быть Епит 8 В. При включении питани  напр жение на л мбда-диоде начинает возрастать и  чейка устанавливаетс  в состо ние, соответствующее т.А. Биспин-ФП 3  вл етс  одновременно и ограничительным сопротивлением , и сопротивлением, которое измен етс  под воздействием оптического сигнала.

Если рабоча  т.А такова (а это легко выполнить), что ток через л мбда-диод 6 и светодиод 1 равн етс  рабочему токусвето- диода 1 (2-10 мА), то после включени  питани  светодиод 1 включаетс , и на оптическом выходе устанавливаетс  оптический сигнал. Если на оптический вход 5 подать оптический сигнал, то сопротивление биспин-ФП 3 уменьшаетс , нагрузочна  пр ма  из.состо ни  а (фиг.2) переходит

в состо ние б, при этом напр жение на л мбда-диоде увеличиваетс  и рабоча  т.А переходит скачком в состо ние, соответствующее т.В. В этой точке ток через

л мбда-диод практически равен нулю, что приводит к гашению возбужденного свето- диода 1, Пока на оптическом входе 5 присутствует оптический сигнал, на оптическом выходе  чейки оптический сигнал отсутству0 ет, светодиод 1 не возбужден. При сн тии сигнала с входа 5  чейка возвращаетс  в исходное состо ние, соответствующее т.А, так как увеличение суммарного сопротивлени  биспин-ФП 3 и светодиода 1 такое, что .

5 нагрузочна  пр ма  дл  л бда-диода 6 при данном напр жении питани  не обеспечивает второго устойчивого состо ни  (т.В). В св зи с этим данный режим соответствует режиму инвертировани  входной информа0 ции. В режиме оптического инвертора необходимо , чтобы фотодиод 2 был не освещен. В этом режиме за счет специфической работы биспин-ФП 3, имеющего дополнительный вывод 8 (подложку), фотодиод 2 может

5 вообще отсутствовать, при этом вывод 8 вообще не задействован. Наличие фотодиода 2 и оптического входа 4 позвол ет использовать этот вход в режиме оптического инвертора как дополнительный управл ющий

0 вход, подача оптического сигнала на который , независимо от информации на оптическом входе 5, возбуждает светодиод 1 и сигнал на оптическом выходе 9, т.е. запрещает работу инвертора. Напр жение на элек5 трическом выходе в зависимости от положени  рабочей точки (т.А или т.В) различаетс , что позвол ет снимать электрический си гнал, соответствующий состо нию  чейки, причем это напр жение может измен тьс  от 1-2 В в одном

0 состо нии до напр жени  питани  в другом.

При увеличении напр жени  питани  до 12-15 В легко обеспечить нар ду с устойчивым состо нием (т.А) устойчивое или квазиустойчивое второе состо ние (т.В). При

5 этом подача оптического сигнала на вход 5 переводит  чейку из возбужденного состо ни , соответствующего т.А, в другое устойчивое состо ние, соответствующее т.В и выключенному светодиоду 1. Это состо ние

0 сохран етс  даже при сн тии сигнала с входа 5. В этом состо нии возможна ситуаци , когда на электрическом выходе будут происходить колебани  уровн . Это обусловлено тем, что при сн тии сигнала с входа 5 сопро5 тивление биспин-ФП увеличиваетс  и рабоча  точка В немного смещаетс  влево, при этом напр жение на л мбда-диоде 6 уменьшаетс , а соответственно, на светодиоде 1 немного увеличиваетс , что вызывает уменьшение динамического сопротивлени 

светодиода 1, и, как следствие этого, обратное смещение т.В вправо. В этом состо нии легко достичь такого режима, когда свето- диод 1 практически не излучает..Дл  перевода  чейки в состо ние, когда светодиод 1 возбужден, необходимо подать оптический сигнал на фотодиод 2. В этом случае за счет возникновени  тока подложки биспин-ФП 3 потенциал на запирающем электроде биспин-ФП 3, подключенном к электрическому выходу  чейки, падает до уровн , меньшего, чем напр жение UOTC дл  л мбда-диода 6. В св зи с этим происходит переключение  чейки в устойчивое состо ние, соответствующее т.А. Таким образом, устройство вы- полн ет в таком режиме функции RS-триггера с оптическими входом и выходом , причем вход 5  вл етс  входом сброса, а вход 4 - входом установки в состо ние, соответствующее возбужденному оптиче- скому выходу.

Светодиод 1 и биспин-ФП 3 могут быть, совмещены, причем активный р-п-переход самого биспин-ФП 3 может одновременно излучать и  вл тьс  светоизлучателем. если

Фи,2.2

эти элементы выполнены на арсениде галли . В этом случае светодиод 1 как отдельный элемент не нужен.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Оптоэлектронна  бистабильна   чейка, содержаща  фотодиод, светодиод и биспин- фотоприемник, причем анод фотодиода и катод светодиода соединены с шиной нулевого потенциала  чейки, первый вывод бис- пин-фотоприемника соединен с шиной напр жени  питани   чейки, второй  вл етс  электрическим выходом  чейки, а третий соединен с анодом фотодиода, оптические входы биспин-фотоприемника и фотодиода  вл ютс  соответственно R- и S-входами  чейки, оптический выход светодиода - оптическим выходом  чейки, отличающа с  тем, что, с целью расширени  области применени   чейки путем обеспечени  возможности ис- пользовани  в качестве инвертора, она содержит л мбда-диод, первый вывод которого соединен с вторым выводом биспин-фотоприемника , а второй - с катодом светодиода.