Презентация на тему: Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации

Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Оптроны
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Составляющие элементы оптронов
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Условное обозначение оптрона
Область применения оптронов
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Светодиоды
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Характеристика светодиода
Светодиоды в эл. цепи
Область применения светодиодов
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Фотодиоды
Принцип работы фотодиода
Область применения фотодиодов
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Приборы для отображения информации
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Классификация приборов для отображения информации
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации
1/25
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 57)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1170 Кб)
1

Первый слайд презентации: Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации

Выполнил студент группы ЭТ-19 Селиверстов Павел Викторович

Изображение слайда
2

Слайд 2: Оптроны

Оптопара  или  оптрон  — электронный прибор, состоящий из излучателя света (обычно —  светодиод, в ранних изделиях — миниатюрная  лампа накаливания ) и  фотоприёмника  (биполярных и полевых  фототранзисторов,  фотодиодов,  фототиристоров,  фоторезисторов ), связанных оптическим каналом и, как правило, объединённых в общем корпусе. Принцип работы оптрона заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, его передаче по оптическому каналу и последующем преобразовании обратно в электрический сигнал.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Изображение слайда
4

Слайд 4: Составляющие элементы оптронов

Излучатель – бескорпусный светодиод, – как правило, помещают в верхней части металлического корпуса, а в нижней – на кристаллодержателе – укрепляют кристалл кремниевого фотоприемника, например фототиристора. Все пространство между светодиодом и фототиристором заливают твердеющей прозрачной массой. Эту заливку покрывают отражающим внутрь световые лучи слоем, который препятствует рассеянию света за пределы рабочей зоны.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Здесь в верхней части металлического корпуса укреплена сверхминиатюрная лампа накаливания, а в нижней – фоторезистор на основе селенистого кадмия. Фоторезистор изготавливают отдельно, на тонкой подложке из ситалла. На нее напыляют пленку из полупроводникового материала – селенида кадмия, а затем – формообразующие электроды из токопроводящего материала (например алюминия). К электродам приваривают выходные выводы. Жесткое соединение лампы и подложки между собой обеспечивается затвердевшей прозрачной массой. Отверстия в корпусе для выводов оптрона залиты стеклом. Герметичное соединение крышки и основания корпуса обеспечено сваркой.

Изображение слайда
6

Слайд 6: Условное обозначение оптрона

Изображение слайда
7

Слайд 7: Область применения оптронов

Оптроны имеют несколько областей применения, использующих их различные свойства : Механическое воздействие Оптроны с открытым оптическим каналом, доступным для механического воздействия (перекрытия) используются как датчики во всевозможных детекторах наличия (например, детектор бумаги в  принтере ), датчиках конца или начала (аналогично механическому  концевому выключателю ), счётчиках и дискретных спидометрах на их базе (например, координатные счётчики в механической  мыши,  анемометры ).

Изображение слайда
8

Слайд 8

Гальваническая развязка О птроны используются для  гальванической развязки  цепей — передачи сигнала без передачи напряжения, для бесконтактного управления и защиты. Некоторые стандартные электрические  интерфейсы, например  MIDI, предписывают обязательную оптронную развязку. Различают два основных типа оптронов, предназначенных для использования в цепях гальванической развязки: оптопары и оптореле. Основное отличие между ними в том, что оптопары, как правило, используются для передачи информации, а оптореле используется для коммутации сигнальных или силовых цепей.

Изображение слайда
9

Слайд 9: Светодиоды

Светодио́д  или  светоизлуча́ющий дио́д  (СД, СИД;  англ.   light-emitting diode, LED ) —  полупроводниковый прибор  с  электронно-дырочным переходом, создающий  оптическое излучение  при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра, т. е. светодиод изначально излучает практически  монохроматический свет  (если речь идёт о СД видимого диапазона) — в отличие от  лампы, излучающей более широкий спектр, от которой определённый цвет свечения можно получить лишь применением  светофильтра. Спектральный диапазон излучения светодиода в основном зависит от типа и химического состава использованных  полупроводников  и  ширины запрещённой зоны.

Изображение слайда
10

Слайд 10

При пропускании электрического тока через  p-n-переход  в прямом направлении носители заряда —  электроны  и  дырки  — движутся навстречу и рекомбинируют в обеднённом слое диода с излучением  фотонов  из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой [1].. Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при  рекомбинации. Эффективные излучатели относятся к  прямозонным полупроводникам, то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические межзонные переходы, типа  A III B V  (например,  GaAs  или  InP ) и типа  A II B VI  (например,  ZnSe  или  CdTe ). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от  ультрафиолета  ( GaN ) до среднего инфракрасного диапазона ( PbS ). Диоды, изготовленные из  непрямозонных полупроводников  (например,  кремния,  германия  или  карбида кремния ), свет практически не излучают. В связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией  квантовых точек  и  фотонных кристаллов.

Изображение слайда
11

Слайд 11: Характеристика светодиода

Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток с некоторого порогового напряжения. Величина этого напряжения позволяет достаточно точно определить материал полупроводника

Изображение слайда
12

Слайд 12: Светодиоды в эл. цепи

Светодиод работает при пропускании через него тока в прямом направлении (то есть  анод  должен иметь положительный потенциал относительно  катода ). Из-за круто возрастающей вольт-амперной характеристики p-n-перехода в прямом направлении светодиод должен подключаться к  источнику тока. Подключение к  источнику напряжения  должно производиться через элемент (или  электрическую цепь ), ограничивающий ток, например, через  резистор. Некоторые модели светодиодов могут иметь встроенную токоограничивающую цепь, в таком случае в спецификации для них указывается диапазон допустимых напряжений источника питания. Непосредственное подключение светодиода к источнику напряжения с низким внутренним сопротивлением, превышающего заявленное изготовителем падение напряжения для конкретного типа светодиода, может вызвать протекание через него тока, превышающего предельно допустимый, что вызывает перегрев кристалла и мгновенный выход из строя. В простейшем случае, для маломощных индикаторных светодиодов, токоограничивающая цепь представляет собой резистор, последовательно включенный со светодиодом. Для мощных светодиодов применяются схемы с  ШИМ, которые поддерживают средний ток через светодиод на заданном уровне и, при необходимости, позволяют регулировать его яркость. Недопустимо подавать на светодиоды напряжение с обратной полярностью от источника с малым  внутренним сопротивлением. Светодиоды имеют невысокое (несколько вольт) обратное пробивное напряжение. В схемах, где возможно появление обратного напряжения, светодиод должен быть защищён параллельно включенным обычным диодом в противоположной полярности.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Область применения светодиодов

В уличном, промышленном, бытовом освещении (в том числе  светодиодная лента ). В качестве  индикаторов  — как в виде одиночных светодиодов (например, индикатор включения на панели прибора), так и в виде  цифрового  или  буквенно-цифрового табло  (например, цифры на часах). Массив светодиодов используется в  больших уличных экранах, в  бегущих строках, информационных табло. Такие массивы часто называют  светодиодными кластерами  или просто кластерами. В  оптопарах. Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях, прожекторах, светофорах, лампах тормозного освещения в автомобилях. Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по  оптоволоконным линиям связи, в пультах дистанционного управления (ДУ), в светотелефонах, интернет [27] ). В подсветке  ЖК-экранов  (мобильные телефоны, мониторы,  телевизоры, планшеты и т. д.). В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочих. В  светодиодных дорожных знаках. В гибких ПВХ световых шнурах  Дюралайт. В растениеводстве, так называемые  фитолампы, оптимизированные под  фотосинтез  в растениях. В холодных странах является перспективной заменой освещения  теплиц.

Изображение слайда
14

Слайд 14

Изображение слайда
15

Слайд 15: Фотодиоды

Фотодио́д  — приёмник  оптического излучения [1], который преобразует попавший на его фоточувствительную область  свет  в  электрический заряд  за счёт процессов в  p-n-переходе. Фото диод, работа которого основана на  фотовольтаическом эффекте  (разделение электронов и дырок в p- и n-области, за счёт чего образуется заряд и  ЭДС ), называется  солнечным элементом. Кроме p-n фотодиодов, существуют и p-i-n фотодиоды, в которых между слоями p и n находится слой нелегированного полупроводника i. p-n- и p-i-n-фотодиоды только преобразуют свет в электрический ток, но не усиливают его, в отличие от  лавинных фотодиодов  и  фототранзисторов.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Принцип работы фотодиода

При воздействии  квантов  излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n-перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область.  Ток  фотодиода определяется током неосновных носителей — дрейфовым током. Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода C p -n Фотодиод может работать в двух режимах: фотогальванический — без внешнего напряжения фотодиодный — с внешним обратным напряжением

Изображение слайда
17

Слайд 17: Область применения фотодиодов

Фотодиоды являются основными элементами многих оптоэлектронных приборов. Интегральные микросхемы (оптоэлектронные) Фотодиод может иметь значительную скорость работы, но коэффициент усиления тока составляет не более единицы. Вследствие оптической связи микросхемы имеют существенные преимущества: идеальная гальваническая развязка цепей управления от мощных силовых цепей. При этом между ними сохраняется функциональная связь

Изображение слайда
18

Слайд 18

Изображение слайда
19

Слайд 19

Фотоприемники с несколькими элементами Эти устройства в виде фотодиодной матрицы, сканистора, являются новыми прогрессивными электронными устройствами. Их оптоэлектронный глаз с фотодиодом может создавать реакцию на пространственные и яркостные свойства объектов. Другими словами, он может видеть полный его зрительный образ. Количество ячеек, чувствительных к свету, очень большое. Поэтому, кроме вопросов быстродействия и чувствительности, необходимо считывание информации. Все фотоприемники с множественными фотоэлементами являются сканирующими системами, то есть, приборами, которые позволяют анализировать исследуемое пространство последовательным поэлементным просмотром. Фотодиоды также нашли широкое применение в оптоволоконных линиях, лазерных дальномерах. Недавно такие световые диоды стали использоваться в эмиссионно-позитронной томографии.

Изображение слайда
20

Слайд 20: Приборы для отображения информации

К  приборам   для   отображения   информации  относятся электронно-лучевые трубки, буквенно-цифровые и знаковые индикаторы, электролюминесцентные индикаторы, светодиоды и жидкокристаллические индикаторы. Приборы отображения информации выполняются на основе элементов индикации, непосредственно преобразующих электрические сигналы в визуальную информацию. Эти приборы относятся к одному из классов электроосветительных приборов.

Изображение слайда
21

Слайд 21

Развитие современных информационных систем привело к разработке приборов визуального отображения информации. Эти приборы применяются в системах, где информацию требуется представить в форме удобной для визуального восприятия. Их основными компонентами служат элементы, обеспечивающие преобразование электрических сигналов в пространственное распределение яркости излучения или в распределение степени пропускания светового излучения. С помощью этих приборов из электрических сигналов получают видимое изображение букв различных алфавитов, цифр, геометрических фигур (в том числе и объемных), различных знаков, сплошных или дискретных полос (длина которых однозначно зависит от входного сигнала), мнемосхем.

Изображение слайда
22

Слайд 22: Классификация приборов для отображения информации

По форме представления сигнала приборы отображения информации подразделяются на: 1. Светосигнальные, отображающие сигнал свечением индикатора. 2. Цветосигнальные, отображающие каждый сигнал отдельным цветом свечения индикатора. 3. Знаковые, отображающие каждый сигнал буквой, цифрой или определенным символом. Имеются знаковые приборы отображения информации, где буквы, цифры и символы отображаются совокупностью отдельных элементов (знаков) и называются знакосинте - зирущими индикаторами (приборами) отображения информации. Знакосинтезирующие индикаторы (ЗСИ) подразделяются на сегментные (мозаичные) и матричные приборы. 4. Экранные, представляющие принятую за определенный интервал времени совокупность сигналов в виде черно-белого или цветного изображения. 5. Шкальные, которые отображают поступивший сигнал местоположением светового пятна или границы светящейся линии.

Изображение слайда
23

Слайд 23

По виду рабочей среды приборы отображения информации подразделяются на электровакуумные, газоразрядные, полупроводниковые и жидкокристаллические. В зависимости от способа преобразования сигналов в видимое изображение приборы отображения информации могут быть электронно-лучевыми, электровакуумными катодолюминесцентными, газоразрядными и твердотельными — полупроводниковыми, к которым относят приборы, изготовленные на основе светоизлучающих диодов, жидкокристаллический прибор отображения информации, электролюминесцентный прибор отображения информации, элек - трохромный индикатор и др.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Изображение слайда
25

Последний слайд презентации: Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации

Изображение слайда