|
Laboratoriya ishI №10. Optronni tadqiq etish
|
| bet | 1/2 | | Sana | 19.11.2023 | | Hajmi | 92,59 Kb. | | #101561 |
Bog'liq 10-labaratoriya ishi reja matematika, Iroda Abdullayeva, 4-lab Elektronika Nizamatdinov ELdar, O\'zResPrezident 60- farmoni (1), 3-lab Elektronika Nizamatdinov Eldar.docx1, 2L Nizamatdinov ELdar, Malumotlar bazasi Mavzu Ma’lumotlar bazasini loyihalash. Mohiya-fayllar.org, 7-Laboratoriya ishi Mavzu and, or, not mantiqiy standart so’zl, 4-nnXnyIFpqu E2U8FWobH JcHEp6cCP, Ma\'lumotlar tuzilmasi va algoritmlari 2 mustaqil ish, Namangan davlat universiteti fizika-matematika fakulteti umumtex-fayllar.org (1), Yarim o’tkazgichlar haqida umumiy ma’lumot Yarim o’tkazgichlarni, Mavzu. Pythonda o‘zgaruvchilar, ma’lumot tiplari. Kiritish va ch, Документ Microsoft Word
LABORATORIYa IShI № 10.
Optronni tadqiq etish.
Ishning maqsadi: Optronlar ishlashini va parametrlarini o‘lchash uslublarini o‘rganish.
Nazariy malumot.
Yorugʻlik signallarini kuchaytirib yoki oʻzgartirib beradigan asbob. Yoruglik nurlatgichi va foto qabul qilgichdan iborat. Optron elementlari oʻzaro optik, elektr yoki aralash usulda ulanadi. Yorugʻlik nurlatgichida kiruvchi elektr signallar yorugʻlik signallariga aylanadi va optik kanal orqali foto qabul qilgichga uzatilib, unda elektr signallariga aylanadi. Nurlatgich sifatida, odatda, yarim oʻtkazgichli yorugʻlik nurlatuvchi diodlardan; optik kanalining oraliq muhiti sifatida optik yelimlar, shishalar, tolali yorugʻlik oʻtkazgichlar, havodan; foto qabul qilgich sifatida fotodiod, fotorezistor, fototranzistor va boshqalardan foydalaniladi. Optron radioelektronika va hisoblash texnikasida ishlatiladi.
Optronlar – funktsional elektronikaaning zamonaviy yo‘nalishlaridan biri – optoelektronikaning asosiy struktura elementi hisoblanadi.
Optronlarda tokni uzatish koeffitsenti 0,1 dan bir-necha minggacha birlikni tashkil qiladi. Optronlarni shartli belgilari 8.1-rasmda keltirilgan.
8.1-rasm. Optronlar. a) diodli, b) rezistorli, v) tranzistorli, g) tiristorli.
Optron asboblar deb, u yoki boshqa ko’rinishda o’zaro aloqani oshiruvchi nurlanish manbai va qabul qilgichga (yorug’liknurlagich va fotoqabulqilgich) ega bo’lgan yarimo’tkazgichli asbobga aytiladi. Har qanday optronlarni ishlash prinsipi quidagilarga asoslangan. Nurlagichda elektr signal energiyasi yorug’likka, fotoqbulqilgichda esa, uni teskarisi yorug’lik signali elektr signaliga o’zgaradi. Amalda tarqalgan optronlar bo’lib, qaysiki unda nurlagichdan fotoqabulqilgichga tomon to’g’ri optik aloqaga ega bo’lganlari bo’lib, bunda elementlar orasidagi hamma ko’rinishidagi elektr aloqalar bo’lmaydi. Optik aloqani mavjudligi kirish (nurlagich) va chiqish (fotoqabulqilgich) orasidagi elektr izolyasiyani ta’minlaydi. Shunday qilib, bunday asbob elektron zanjirlarda aloqa elementi funksiyasini bajaradi, shu bilan bir vaqtda kirish va chiqish elektr (galvanik) yechimi amalga oshirilgan. Optoelektron asboblarni qo’llanilishi yetarlicha turli: apparat bloklari aloqasi uchun, qaysiki ular orasida ancha katta potensiallar farqi bo’ladi; o’lchash qurilmalarini kirish zanjirlarini shumdan himoyalash uchun va yuqori kuchlanishli zanjirlarni sozlash, optik, kontaktsiz boshqarish,quvvatli tiristorlar, simistorlarni ishga tushirish, elektromexanik releli qurilmalarni boshqarishlar kiradi. “Uzun” optronlarni (optik kanal sifatida uzun ingichka optik – tolali asboblar) yaratilishi optron texnika maxsulotlarini qo'llashni mutlaqo yangi yo’nalish – optik tola bo’yicha masofaviy aloqani ochdi. Optoelektron asboblar sop radiotexnik sxemalar modulyasiyasi, kuchayishni avtomatik boshqarish va boshqalarda qollaniladi. Bu yerda optik kanalga ta’sir natijasida sxemani optimal rejimga o’tkazish uchun, kontaktsiz rejimni sozlash va shunga o’xshashlardan foydalaniladi.
Optronlarda ancha keng universal ko’rinishdagi nurlagichlardan biri yario’tkazgichli ijeksion yorug’liknurlovchi diod – yorug’diod hisoblanadi. Uni afzalliklari quyudadilarga bog’liq:elektr energiyasini optikka aylantirishda FIK ni yuqoriligi; nurlanish spektrini (kvazimonoxromatikligi) qisqaligi; turli yorug’lik diodlar bilan keng spectral diapazonda yopilishi; nurlanishni yonalishligi;yuqori tezkorligi; ta’minlovchi kuchlanish va toklar qiymatlarini kichikligi; trnzistorlar va integral sxemalar bilan mosligi; to’g’ri tokni o’zgartirish bilan nurlanish quvvatini modullashni soddaligi; impuls va uzluksiz pejimda ishlash mumkinligi; ancha keng kirish toklar diapazonida vat-amper xarakteristikasini chiziqliligi; yuqori mustaxkam va chi damliligi;kichik o’lchamliligi;mikroelektron maxsulotlar bilan texnologik mosligi. Yorug’lik diodlari elektronlar va kovaklar rekombinasiyasi hisobiga elektr energiyasini yorug’lik energiyasiga aylantiradi. Oddiy diodlarda elektronlar va kovaklar rekombinasiyasi issiqlik ajralishi bilan yuz beradi, yani yorug’lik nurlanishsiz. Bunday rekombinasiya fononli deyiladi. Yorug’lik diodlarda 39 rekombinasiya yorug’lik nurlanish yuz berib, qaysiki fotonli deyiladi.
Yeng sodda diodli optron (1 – rasm) uchta elementdan tashkil topgan: fotonurlatgich 1, nur o‘tkazgich 2 va foto qabul qilgich 3 bo‘lib, yorug‘lik nuri tushmaydigan germetik korpusga joylashtirilgan. Kirishga elektr signali berilsa fotonurlatgich qo‘zg‘otiladi. Yorug‘lik nuri nur o‘tkazgich orqali foto qabul qilgichga tushadi va unda chiqish elektr signali yuzaga keladi. Optronning asosiy xususiyati shundaki, undagi elementlar o‘zaro nur orqali bog‘langan bo‘lib, kirish bilan chiqishlar esa elektr jihatdan bir – biridan ajratilgan. Shu xususiyatidan kelib chiqqan holda, yuqori kuchlanishli va past kuchlanishli zanjirlar bir – biri bilan oson muvofiqlashtiriladi. Diodli optronning shartli belgisi 10.2 – rasmda, uning konstruktsiyasi esa 10.3 – rasmda keltirilgan.
10.1-rasm 10.2-rasm
10.3-rasm
1,2 – fotodiodning p va n sohalari; 3,4 – yorug‘lik diodining n va p sohalari; 5 – selen shisha asosidagi nur o‘tkazgich; 6,7 – yorug‘lik diodi kontaktlari; 8,9 – fotodiod kontaktlari.
Yorug‘lik signallarini elektr signaliga aylantirishda asosan fotodiodlar qo‘llaniladi (xuddi shunday fotorezistorlar, fototranzistorlar va fototiristorlar ham).
Fotodiod oddiy n-p o‘tish bo‘lib, ko‘p xollarda kremniy yoki germaniydan yasaladi. Undagi teskari tok yorug‘lik nuri tushishi natijasida yuzaga kelayotgan zaryad tashuvchilar generatsiyasi tezligi bilan aniqlanadi. Bu hodisa ichki fotoeffekt deb yuritiladi.
Fotodiodni qo‘llash bo‘yicha ikkita rejim mavjud: tashqi manbasiz – ventilli yoki fotovoltaik va tashqi manbali – fotodiodili rejim. Tashqi manbasiz yorug‘lik nurini elektr energiyasiga aylantiruvchi fotodiodlar ventilli fotoelementlar deb ataladi. Foto elektr yurituvchi kuch UF ning yuzaga kelishi yorug‘lik bilan generatsiyalangan elektron – kovak juftlarining n-p o‘tish orqali ajratilishi bilan bog‘liq. Foto eYuK UF kattaligi optik signal darajasi RF va yuklama qarshiligi qiymatiga bog‘liq bo‘ladi. Ventilli fotoelementning chiqish xarakteristikasi 10.4 – rasmda keltirilgan.
10.4-rasm 10.5-rasm
Fotodiod rejimida tashqi kuchlanish manbai hisobiga fototok IF ventil elementning qisqa tutashuv tokiga taxminan teng bo‘ladi, fototok hisobiga biror yuklama qarshiligida sodir bo‘ladigan kuchlanish pasayishi UF esa katta bo‘ladi. Bir xil yuklama qarshiligi qiymatida signal kuchlanishi UF ning fotodiod (1) va ventil element (2) uchun optik nurlanish quvvati RF ga bog‘liqliklari 10.5 – rasmda keltirilgan. Fotoelektr o‘zgartishlar samaradorligi volt – vatt SU=UF/RF hamda amper – vatt SI=IF/RF (sezgirlik) bilan ifodalanadi.
Fotodiodlarning afzalligi yana shundaki, yorug‘lik xarakteristikalari IF, UF=f(RF) chiziqli ko‘rinishga ega, bu esa ularni optik aloqa liniyalarida qo‘llash imkoniyatini yaratadi. Ventil elementlar asosan energiya o‘zgartgichlar (quyosh batareyalari) sifatida ishlatiladi.
Yorug‘lik nuri orqali tokni boshqarishni bipolyar tranzistorlar yordamida ham amalga oshirish mumkin. Ularda baza tokining kuchayishi tufayli, fotodiodlarga nisbatan sezgirlik yuqori bo‘ladi. Fototranzistor bazasidagi zaryad tashuvchilarning optik generatsiyasi bazaga tashqi manbadan zaryad tashuvchilar kiritilishiga ekvivalentdir. Natijada, tranzistor fototoki fotodiodga nisbatan β martaga kuchaytiriladi. Bu erda β -fotortranzistor baza tokining statik kuchaytirish koeffitsienti.
10.6-rasm
Laboratoriya ishini bajarishga tayyorgarlik ko‘rish:
Optron inertsionligi yorug‘lik diodi va nur qabul qilgichdagi jarayonlar bilan bog‘liq bo‘lib, yordamida aniqlanadi (10.6 - rasm).
Diodli optronning quyidagi asosiy parametrlarini ko‘rsatish mumkin:
maksimal kirish toki - IKIR max;
maksimal kirish kuchlanishi Ukir max;
maksimal chiqish teskari kuchlanish UChIQ.tesk. max;
berilgan tokka mos keluvchi o‘zgarmas kirish kuchlanishi UKIR;
chiqishdagi teskari qorong‘ulik toki IChIKQtesk. Q;
chiqish signalining ortib borish tort. va kamayib borish tkam. vaqtlari (berilgan diodli optron chiqishidagi signal o‘zining maksimal qiymatidan 0.1-0.9 va 0.9-0.1 oraliqlarda o‘zgaradi) (10.6 - rasm);
tok bo‘yicha uzatish koeffitsienti KI – chiqish toki o‘zgarishining kirish tokiga nisbati KI = (IChIQ-IChIQ.tesk.Q.)/IKIR.
Laboratoriyada o‘lchanadigan diodli optron chegaraviy qiymatlari va chiqishlarining joylashishi ilovada keltirilgan.
Laboratoriya ishini bajarish uchun topshiriq:
Tadqiq etilayotgan optron printsipial sxemasini va chegaraviy qiymatlarini yozib oling.
3.1. Diodli optron xarakteristikasini tadqiq etish.
10.7 – rasmda keltirilgan sxemani yig‘ing. Manbadan berilayotgan chegaraviy tok qiymatini optron chegaraviy qiymatlariga mos ravishda o‘rnating.
e1 ni o‘zgartirib borib, optronning kirish xarakteristikasi IKIR=f(UKIR) ni o‘lchang. Yorug‘lik diodi kirishidagi qarshilik R1 dan ancha kichik bo‘lganligi sababli, kirish qarshiligini IKIR= e1/R1deb oling.
10.7-rasm
O‘lchash natijalarini 10.1 – jadvalga kiriting.
10.1 – jadval
|
| |
