Téma č. 15 - Optoelektonika

OPTOELEKTRONICKÉ PŘIJÍMAČE (DETEKTORY):

Detektory optického záření lze rozdělit na:

- fotovodivostní, kde dopadající záření zvyšuje měrnou vodivost polovodiče

- fotovoltaické, kde dopadající záření generuje napětí na elektrodách

FOTOREZISTOR:

Mění svůj odpor v závislosti na osvětlení. Pracují na principu vnitřního fotoefektu, kdy světelné záření uvolní v polovodiči nosiče náboje(elektrony a díry). Po skončení osvětlení dojde k rekombinaci elektronu s dírami. S rostoucím osvětlením roste elektrická vodivost, tedy klesá odpor.

Fotorezistory se používají pro indikaci a měření neelektrických veličin. Mají široké použití při měření intenzity světla (např. v soumrakových spínačích, ve fotoaparátech), fotozávorách a optočlenech. Uplatňují se jako součásti požárních hlásičů, také v kalorimetrech a regulační technice. Své místo mají ve vstupních obvodech polovodičových prvků, jako proměnné odpory a zpravidla se účastní nastavení pracovního bodu.

FOTODIODA:

Fotodioda je nejpoužívanější fotodetektor pro měřicí a komunikační účely, což je způsobeno především výbornou linearitou, nízkým šumem a větší citlivostí k delším vlnovým délkám (infra). Využívá fotoelektrický jev k přeměně světelné energie na elektrickou energii. Základem je polovodičový přechod, na který dopadá světlo. V obou polovodičích se dopadem fotonů uvolní dvojice elektron – díra a proudí přechodem, přičemž náboje se na obou stranách hromadí – vzniká rozdíl potenciálu, tzv. fotoelektrické napětí.

Fotodiody používáme k měření osvětlení, snímání dat, v automatizaci. Rychlé fotodiody se používají v optických spojích, optronech apod.

FOTOTRANZISTOR:

Vnitřní struktura je podobná klasickému tranzistoru,

neexistuje však napětí báze přivedené z vnějšku.

O činnosti rozhoduje intenzita světla, směřující do oblasti

báze. Osvětlením se uvolňují dvojice nosičů náboje, které se

na bázi hromadí. Důsledkem je proud tekoucí přechodem B-E.

Fototranzistor v zapojení SE (společný emitor). Při osvětlení se

tranzistor otevírá až do saturace, zátěží Rz teče kolektorový proud,

čímž na kolektoru klesá napětí. Za tmy proud neteče, na kolektoru

je plné napětí zdroje.

Používá se podobně jako fotorezistor a fotodioda.

Navíc proud v řízeném obvodu zesiluje jako běžný tranzistor.

Dalšími detektory světelného záření mohou být např. fototyristor či solární článek.

OPTICKÉ VLÁKNO:

Úkolem přenosového média je dopravit světelný paprsek od jeho zdroje k detektoru s co možná nejmenšími ztrátami. K tomuto účelu se používá optické vlákno, s tenkým jádrem obaleným vhodným pláštěm. Jádro má průměr v řádu jednotek až desítek mikrometru (8-10, 50, 62,5 nebo 100), a je vyrobené nejčastěji z různých druhů skla, eventuelně i z plastu.