SU853633A1 - Оптоэлектронное устройство - Google Patents

Description

(54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относитс  к оптическим системам со световодными лини ми пер.е ачи телеметрической инфор- ; мации и может быть использовано в различных оптоэлектронных устройствах , где требуютс  измерени  малых световых потоков и быстродействутощ & приемники оптического излучени .

Известно устройство, предназначенное дл  анализа вещества оптическим способом, состо щее из источника освещени  и фотоумножител , регистрирующего интенсивность отраженного света 1.

Известное устройство используетс  дл  анализа веществ в лаборатори х , где рассто ни  источник освещ ни  - анализируемое вещество фотоумножитель посто нны. Если при измерени х рассто ни  мен ютс , устройство работает с большими погрешност ми и не обеспечивает нёобходимой точности и помехоустойчивости .

Наиболее близким к данному техническому  вл етс  устройство , примен емое дл  считывани  информации, содержащее фотодиод, выходной транзистор, диод первый и

второй резисторы полевой транзистор,, резистор упразлени  и источник пита-, ни , причем катод фотодиода подключен к стоку полевого транзистора, а через диод -к базе выходного транзистора и через первый резистор к истоку полевого транзистора и к Эмиттеру выходного транзистора, затвор полевого транзистора подключен к ползунку регулировочного резистора , коллектор выходного транзистора через второй резистор подключен к аноду фотодиода и к минусу источника питани  2.

Такое схемное решение не может обеспечить высокого быстродействи  по следующим причинам: р-п-переход фотодиода Зсциунтирован через резистор RO, помимо собственной емкости перехода Сд,также достаточно большой входной емкостью выходного транзистора Сц, емкостью полевог9 транзистора и емкостью монтажа С, в св зи с чем посто нна  времени Т внешних цепей фотодиода

получаетс  достаточно большой и амплитуда сигнала на входе усилител  30 на больших частотах сильно уменьшаетс , и если не учесть, что выходной каскад не может обеспечить достаточного усилени , то получаетс  весьма низка  чувствительность на высоких частотах. Низка  чувствительность указанной схемы объ сн етс  еще и тем, что полевой транзистор используетс  как пассивный элемент,- выполн ющий роль переменной динамической нагрузки.

Так как одним из факторов/ ограничивающих (йдстродействие фотодиодов  вл ютс  вышеуказанные паразитные емкости, была сделана попыткасравнительно простьв схемный решением более полно реализовать возможности серийных фотодиодов.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  с сохранением высокой чувствительности.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в оптозлектронном устройстве, содержащем фотодиод, анод которого через нагрузочный резистор подключен к средней точке первого резистивного делител , полевой транзистор, исток которого через второй резистивный делитель соединен с землей, а сток - с базой выходного транзистора и через стоковый и эмиттерный резисторы с эмиттером выходного транзистора , коллектор которого через кол лекторынй резистор подключен к земле анод фотодиода подключен к первому затвору полевого транзистора, а катод соединен со вторым затвором полевого транзистора, через резистор с -плюсом источника питани , а через конденсатор обратной св зи с истоком полевого транзистора, подключенным через резистор обратной св зи к коллектору выходного транзистора.

на чертеже изображена схема оптоэлектронного устройства.

Устройство содержит фотодиод 1, который анодом подключен к первому затвору полевого транзистора 2, а через нагрузочный резистор 3 к сред ней точке первого резистивного делител , состо щего из резисторов 4 и 5. Средн   точка резистивного делител  подключена к блокировочному конденсатору б, второй конец которого заземлен. Катод фотодиода 1 через рейистор 7 подключен к плюсу источника питани  , а через конденсатор отвратной св зи 8 к истоку транзистора 2. Катод (фотбдиода 1 также подключен к второму затвору рэанзист| ра 2. Сток транзистора 2 подключен к базе выходного транзистора 9, а через стоковый резистор.10 к плюсовой шине источника питани . Эмиттер транзистора 9 через эмиттерный резистор 11 подключён к плюсовой шине источника питани , а через конденсатор 12 - к земле. Коллектор транзистора 9 через коллекторный резистор 13 подключен к земле, а через резистор обратной .св зи 14 к истоку транзистора 2, подключенному к второму резистивному делителю, состо щему из резисторов 15 и 16. При этом средн   точка второго резие стивного делител  через конденсатор 17 подключена к земле. Выходной сигнал снимаетс  с коллектора транзистора 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При поступлении светового импульса на фотодиод 1 в нем генернруетс  фототок, который приводит к возрастанию падени  напр жени  на нагрузочном резисторе 3. Изменение сигнала на резисторе 3 усиливаетс  транзистором 2 и поступает на базу транзистора 9, вследствие этого ток коллектора транзистора 9 увеличиваетс , в результате чего увеличиваетс  падение напр жени  на резисторе 13. Часть сигнала с коллектора транзистора 9 через резистор обратной св зи 14 поступает на исток транзистора 2 и стремитс компенсир9вать изменение тока стока транзистора 2.Сигнал с истока транзистора 2 через конденсатор 8 поступает на ка,то  фотодиода 1.Так как сигнал с истока транзистора 2 находитс  в протйвофазе с сигналом на катоде фотодиода 1, тд переменна  составл юща  сигнгша на фотодиоде уменьшаетс  в 1/(1-Ко.о) раза, ,- коэффициент обратной св зи, и зависит от соотношени  сопротивлений резисторов 14 и 15. Аналогично уменьшаетс  амплитуда и на первом затворе транзистора 2. Из вышеуказанного следует, что эквивалентные входные емкости полевого транзистора Сэ и фотодиода Сд тоже уменьшаютс  1/(

0 раза, что равноценно увеличению npgдельной частоты входного сигнала .без уменьшени  чувствительности устройства в зз--раза. Учитыва , что

5 KQ может иметь величину 0,8-0,95, получаем увеличение быстродействи  предлагаемого устро ства в 50-100 раз по сравнению с прототипом. .

Таким образом предлагаемое устрой Q ство сштимап1 ио реализует возможности фотодиода при минимал| ном количестве компонентов.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 376966, кл. G 01 J 3/42, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР 563681, кл. G 06 К 7/14, 1976 (прототип).

0