Оптоэлектронный переключатель

 

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ , содержащий первый и второй раэнополярные источники постоянного напряжения, Фототранзистор и первый транзистор одного типа провсщ41мости, второй транзистор другого типа проводимости , включенный по схеме с общей базой и присоединенный эмиттером к эмиттеру фототранзистора, и третий транзистор, о т л а ющ и и с я тем, что, с цепью повышения быстродействия, введен неинвертирующкй усилитель, вход которого соединен с коллектором второго транзистора , а выход - с коллектором фототранзистора и базой первого транзистора, KOjftieKTOp которого соединён с шиной первого источника постоянного напряжения, причем третий транзистор имеет одинаковый со вторым транзистором тип проводимости, включен по схеме с общей базой и присоединен эмиттером к эмиттеру первого транзистора, а нагрузка включен р на между коллектором третьего транв зистора и ШИНОЙ второго источника постоянного напряжения,IClJ CF1 4ia Ф 00

„.SU„„1015498 А

СООЭ СОВЕТСКИ)(ll

РЕСПУБЛИК

3(Я) Н 03 К 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- !,0

7 (, 1

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИВОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (2l) 3367648/18-21 (22) 10.12.81 (46) 30.04.83. Бюл. 9 16 (72) A.C. Сидоров (71) Московский полиграфический инс титут (53) 621.374 (088.8) (:56) 1. Авторское свидетельство СССР

1 445153,кл. Н 03 К 17/78, 1923.

2. Электроника (перевод с англ.), 1978, 9 17, с. 61-62. (54)(57) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий первый и второй раэнополярные источники постоянного напряжения, .-фототранзистор и первый транзистор одного типа проводимости, второй транзистор другого типа проводимости,включенный по схеме с общей базой и присоединенный эмитте/ ром к эмкттеру фототранэистора, и третий транзистор, о т л кеч а ю- щ к и с я тем, что, с целью повыше,ния быстродействия, введен неинвертирующий усилитель, вход которого соединен с коллектором второго транзистора, а выход — с коллектором фототранзистора и базой первого транзистора, кою& ектор которого соединен с шиной первого источника ll0c» тоянного напряжения, причем третий транзистор имеет одинаковый со вторым транзистором тип провбдимости, включен по схеме с общей базой. и присоединен эмиттером к эмиттеру первого транзистора, а нагрузка включен на между коллектором третьего тран- Е зистора и шиной второго источника постоянного напряжения.

1015498

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Переключатель содержит фототранзистор 1 и первый транзистор 2 одного типа проводимости, второй и третий транзисторы 3 и 4 другого типа проводимости, нключенные по схеме с общей базой. Неинвертирующий усилитель 5, вход которого соединен с коллектором транзистора 3, а выход — с коллектором фототранэистора

1 и базой транзистора 2, коллектор которой соединен с шиной б источника постоянного положительного напряжения. Эмиттер фототранзистора 1 соединен с эмиттером транзистора 3, а эмиттер ранзистора 2 соединен с эмиттером транзистора 4, между коллектором которого и шиной 7 источника постоянного отрицательного напряжения включена нагрузка 8.

Переключатель работает следующим образом.

Освещенный фототранзистор 1 создает в эмиттерной цепи ток

Коллекторный ток транзистора 3, составляющий А Э„, усиливается усилителем 5 до уровйя К1А 3„и поступает . в базовую цепь транзистора 2 встречно коллекторному току Э„фототранз истора 1 . Поэтому ток базы тран з истора 2 равен.32 = К,А331- З„i где K,A - коэффициенты усиления усили,теля 5 и транзистора 3 соответственно.

Коллекторная емкость фоторезис" тора 1 не ограничивает его быстро действие, если в процессе переключения разность потенциалов на коллекторном переходе фотореэистора сохраняется неизменной ° Это условие выполняется, если потенциал коллектора фоторезистора понторяет все изменения потенциала его базы, что можно обеспеч> ть возбуждая фоторезистор 1 и транзистор 2 одинаковыми токам Ьг Зь т,е, К„Я Э„-Э„=РЯ„)З„, что- позволяет сформулировать требование к коэффициенту усиления неин:вертирующего усилителя тока К

= (2-A „) /A 3, где А „- коэффициент усилейия фототранзистора 1.

Точное выполнение последнего условия из-за технологического разброса коэффициентон A „ и А обеспечить невозможно. В этом нет особой необходимости, поскольку падение напря>кения на эмиттерном переходе, смещенном в прямом направлении благодаря высокой. крутизне его вольт-амперной характеристики сравнительно слабо зависит от уровня базового тока. В любом случае важно обеспечить услоние 3- Ъ 3- что гаранти"z бт рует включение транзистора 2 при освещении фототранзистора 1.

Если разность потенциалов,на коллекторном переходе фототранзистоЦель изобретения " повышение быстродействия оптоэлектронного переключателя.

Поставленная цель достигается тем; что в оптоэлектронный переключатель, содержащий первый и второй разнополярные источники постоянного напряжения, фототранзистор и первый транзистор одного типа проводимости, второй транзистор другого типа проводимости, включенный по схеме с общей базой и присоединенный эмитте" ром к эмиттеру фототранзистора, и третий транзистор, нведен неинвертирующий усилитель, вход которого соединен с коллектором второго транзистора, а выход - с коллектором фототранзистора и базой первого транзистора, коллектор которого соединен с шиной первого источника постоянного напряжения, причем третий транзистор имеет одинаковый со вторым транзистором тип проводимости, включен по схеме с общей базой и присое- 60 дннен эмиттером к эмиттеру первого транзистора, а нагрузка включена между коллектором третьего транзистора и шиной второго источника постоянного напряжения.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в логических элементах, коммутаторах, триггерах, формирующих и ко-. дирующих устройствах, аналогоцифровых преобразователях. 5

Известен оптоэлектронный переключатель, содержащий фототранзистор, . оптически связанный с основным све" тодиодом, и дополнительный светодиод„ оптически связанный с фотодиодом,,10 включенным параллельно база-эмиттер, ному переходу фототранзистора jl j.

Однако данный переключатель обладает относительно невысоким быстродействием иэ-за влияния значительной коллекторной емкости С ф фототранзистора.

Наиболее близким к предлагаемому является оптоэлектронный переключатель, содержащий два разнополярных источника постоянного напряжения, фототранзнстор и транзисторы, один из которых включен по схеме с общей базой, соединен своим эмиттером с

:эмиттером фототранэистора и подключен .коллектором к базе фототранзистора

>через конденсатор f2 1.

В известном переключателе по,цепи с конденсатором осуществляется следящая обратная связь и при оптималь. яой емкости конденсатора переходный 30 процесс в базовой цепи фототранзистора заметно ускоряется. Однако влияние коллекторной емкости С ф фотоKô транзистора не компенсируется, что ограничивает быстродействие устрой- 35 ства ..

1015498 ра 1 мало. изменяется., то инерционнбсть фоторезистора несущественно ограничивает быстродействие оптоЭлектронного переключателя и мало,инерционные транзисторы-2 и 4, реагируя на сигналы фототока, коммути.4 руют нагрузку В с высокой- скс ро.стью.

Таким образом, повыиение быстродействия позволяет более оперативйо.. обрабатывать значительный объем информации(в формеоптическик сигналов), Составитель Щедрин

Редактор H. Ковалева Танкред В.Далекорей Корректор М. Шарошн .1.

«ъЬа м ««С . Заказ 3232/52 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3O35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

««Ю«Ю«««««««ФВ

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4