Устройство для включения светодиода

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОДИОДА, содержащее транзистор п-р-п типа с фиксированным потенциалом коллектора, база которого через источник сигналов напряжений соединена с общей шиной, отличающееся , тем, что, с целью повышения быстродействия и стабилизации пороговой чувствительности, введены источник постоянного тока и транзистор р-п-р типа, база которого соединена с эмиттером транзистора О-р-П типа и с анодом светодиода, коллектор соединен с катодом светодиода и через источник постоянного тока с общей шиной,эмиттер соединен-с общей, шиной. (Л с: а: о CXD U)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(59 Н 03 К 3 42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3379839/18 21 (22) 08.01 ° 82 (46) 07.01.84. Бюл. М 1 (72) A.Ñ.Сидоров (71) Московский полиграфический институт (53) 621.373(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ 9 2850044, кл. Н 03 K 17/60, 17/78, 1972.

2. Носов Ю.Р., Сидоров A.Ñ. Оптроны и их применение. M., "Радио и связь ", 1981, с. 182, рис. 4.11, а (прототий). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ

СВЕТОДИОДА, содержащее транзистор и-р-и типа с фиксированным потенциалом коллектора, база которого через источник сигналов напряжений соединена с общей шиной, о т л и ч а ю— щ е е с я. тем, что, с целью повышения быстродействия и стабилизации пороговои чувствительности, введены, источник постоянного тока и транзистор p -A-p тTиHп а, база которого соединена с эмиттером транзистора o-P-0 типа и с анодом светодиода, коллек- тор соединен с катодом светодиода и через источник постоянного тока— с общей шиной, эмиттер соединен с общей, шиной.

10бб033

Изобретение относится к оптоэлектронным преобразователям общего назначения и может быть использовано в формирователях, переключателях, генераторах, триггерах, а также в цифровых и аналого-цифровых элементах преобразования и передачи информации.

Известны устройства для вкяючения светодиода, в которых для повышения быстродействия используются каскады, построенные на биполярных транзисторах (11 .

Недостатками данного устройства являются неопределенность и нестабильность порога включения светодиода. Положение рабочей точки выклю- 15 ченного светодиода фиксируется источником напряжения. Однако из-за технологического разброса и температурного дрейфа вольт-амперной характеристики (BAX) светодиода порог 20 его включения может изменяться в широких пределах (например, на 0,20,4 В) и никаких специальных мер для стабилизации порога включения светодиода в схеме не предусмотрено. Z5

Извесь но устройство для включения светодиода, содержащее транзистор 6-р-rlтипа с фиксированным потен- циалом коллектора, база которого через источник сигналов напряжений 30 соединена с общей шиной. Управление светодиодом осуществляется переключателем тока, построенным на транзисторах и резисторах (23 .

В цепь управления введены усилители:тока на транзисторах. В этой схеме порог включения светодиода не характеризуется определенной и стабильной величиной. При естественном (технологическом, временном, темпе ратурном) дрейфе BAX диодов и тран- 40 зисторов порог включения светодиода в схеме существенно изменяется. да.

Управление светодиодом 1 обеспечивается источником 3 сигналов напряжения. В цепи управления действует транзистор 4 и-р-и типа, коллектор транзистора 4 соединен с источником

5 постоянного положительного напряжения. В устройство введен транзистор б р-и-р типа, эмиттер транзистора б соединен с общей шиной 7.

Транзисторы в предлагаемом устройстве действуют в режиме отсечки и в нормальном активном. режиме, режим насыщения не достигается., Поэтому транзистор 4 в модели (фиг.2) представлен эмиттерным переходом (c током Зр ) и генератором коллекторного тока ЕА< Ээ ), а транзистор б — эмиттерным переходом (с током Эз ) и генератором коллекторного тока (Az Э ).

Эмиттерные переходы транзисторов (фиг.2) действуют как переключатель тока 3„, который в зависимости от уровня управляющего потенциала у. влияет на распределение тока .межПодобное изменение порога включения светодиода в рассматриваемых 45 устройствах (фиг. 1 и 2) непосредственно влияет на их быстродействие..

-Инерционность светодиода связана в первую очередь с его барьерной емкостью С д, составляющей 100-,500 пФ.

Длительность включения светодиода

1=Ссд„ор åõï сигналом тока .7в „зависйт от йорогового напряжения,Uno при увеличении порога включения све тодиода возрастает и длительность вил

Например, при повышении порогового напряжения О„ор. на 0,3 В дли- тельность включения светодиода,обла. дающего емкостью С ц=200 пФ при 60

5 мА, возрастает на 12 нс в тех случаях, когда светодиоды долж-ны оперативно взаимодействовать с. микроэлектронной техникой наносекундного диапазона. 65

Недостатком известного устройства явлйется то, что положение рабочей точки выключенного светодиода в нем фиксируется внешним источником напряжения без жесткой связи с параметрами крутой восходящей ветви ВАХ светодиода, в результате чего естест венный сдвиг по напряжению крутой в ветви ВАХ не влияет на положение рабочей точки выключенного светодиода. что приводит к неопределенности и нестабильности пороговой чувствительности и быстродействия светодиода q рассматриваемых устройствах.

Цель изобретения — повышение быстродействия и стабилизации пороговой чувствительности включения светодиоПоставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее транзистор л -р-и типа с фиксированным потенциалом коллектора, база ко-; торого через источник сигналов напряжения соединена с общей шиной, введены источник постоянного тока и транзистор p-fl-p типа, база которого соединена с эмиттером транзистора A-p- и и -с анодом. светодиода, коллектор соединен с катодом светодиода и через источник постоянного тока с общей. шиной, эмиттер соединен с общей шиной.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 электрическая модель предлагаемого устройства, на фиг.3 — уровни тока светодиода,3сдю и Зс8м, в состояниях И "Включен" и М ("Выключен"), а также фазовая диаграмма переключения светодиода перепадает тока.

Для питания светодиода 1 используется источник 2 постоянного тока.

1066033

Составитель И.Белякова

Редактор Н.Ковалева. Техред A.Ач Корректор A.Ôåðåíö

Заказ 11058/58 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП ".Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 ду светодиодом и коллекторной цепью. транзистора 6.

Если управляющий потенциал Рц (фиг.2) фиксирован на положительном уровне + (О, 3-0,5) В, то транвистор

4 открыт, а транзистор 6 закрыт

О» — О) и коллекторный ток этого транзистора не влияет на распределение тока .7д (Az3» 0). В этом . состоянии светодиод включен, причем ток проводимости светодиода четко определен сд ч = Эп . Если управляющий потенциал Р> фиксирован на отрицательном уровне (0,3- 0,5)В, то транзистор 4 закрыт (.7 „ Ю и ток 3„ отбирается на эмиттерной цепи транзистора 6 (3» = .7„-) . Коллекторный ток транзистора 6 достигает значительной, величины, равной 4 п, а ток светодиода относительно невелик

Зс<м =g-А )3„<++ В.этом состоянии светодиод выключен;

Предлагаемое устройство обеспечивает жесткую связь уровней тока све тодиода в состояниях И и M. При возможном дрейфе крутой ветви ВАХ светодиода косрдината точки Ф по на-, пряженйю сдвигается, однако в той же степени и в.том же направлении сдвигается координата точки М, в результате. чего. порог включения светодиода сохраняется неизменным. Разность статических уровней U g -0 М отиосительно невелика, что гарантирует высокую пороговую чувствительность светодиода и резко повышает его быстродействие.

Помехоустойчивость предлагаемого устройства по цепи управления является достаточно высокой, поскольку в данном случае для включения свето- .

10,диода требуется изменение

=0 6-1 В. При использовании малоГ .инерционных транзисторов 4 и 6 пере-. ключение тока 7 и в предлагаемой схеме (фиг.1 и 2) происходит весь15 ма быстро (эа доли наносекунды и . практически ие увеличивает длительность включения и выключения свето. диода.

Применение предлагаемого устройства позволяет резко повысить оперативность оптоэлектронного преобразователя информации, что особенно эффективно и экономически выгодно в дорогостоящих.системах с:волоконно-оптическими линиями связи, где использование быстродействующего оптического канала с малоинерционным светодиодом дает возможность заменить сразу 5-10 оптических каналов с меньшей пропускной способностью.