Устройство для включения светодиода Советский патент 1984 года по МПК H03K3/42 

Изобретение относится к оптоэлек тронным преобразователям общего наз начения и может быть использсгвано в формирователях, переключателях, генераторах, триггерах, а также в циф ровых и аналого-цифровых элементах преобразования и передачи информаци Известны устройства для включения светодиода,. в которых для повышения быстродействия используются каскады, построенные на биполярных транзисторах fl . Недостатками данного устройства являются неопределенность и нестабильность порога.включения светодиода. Положение рабочей точки выключанного светодиода фиксиру ется источником напряжения. Однако из-за технологического разброса и темпера турного дрейфа вольт-амперной харак теристики (ВАХ) светодиода порог его включения может изменяться в ши роких пределах (например, на 0,20,4 в) и никаких специальных мер для стабилизации порога включения светодиода в схеме не предусмотрено Извест но устройство для включения светодиода, содержащее транзистор /1-р-п типа с фиксированным поте циалом коллектора, база которого че рез источник сигналов напряжен-ий соединена с общей шиной. Управление светодиодом осуществляется переключателем тока, построенным на транзисторах и резисторах f2j . В цепь управления введены усилители тЬка на транзисторах. В этой схеме порог включения светодиода не характеризуется определенной и стабильной величиной. При естественном (технологическом, временном, температурном) дрейфе ВАХ диодов и транзисторов порог включения светодиода в схеме существенно изменяется. Подобное изменение порога включе ния светодиода в рассматриваемых устройствах (фиг.1 и ,2) непосредственно влияет на их быстродействие.. -Инерционность .светодиода связана в первую очередь с его барьерной емкостью , составляющей 100-500 пФ Длительность включения светодиода t-CcAnop/Je«/ сигналом тока JBKA зависит от порогового напряжения,Unop при увеличении порога включения свегодиода возрастает и длительность . Например, при повышении порогового напряжения Unop. на 0,3 В длительность включения светодиода,обладающего емкостью пФ при S 5 мА, возрастает на 12 не fi тех случаях, когда светодиоды долж-: -ны оперативно взаимодействовать с. микроэлектронной техникой наносекунд ного диапазона.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 ectecT 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 в рассматриваемых устройствах. Цель изобретения - повьпиение быстродействия и стабилизации пороговой чувствительности включения светодиода. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее транзисторп -р-п типа с фиксированным потенциалом коллектора, база ко торого через источник сигналов напряжения соединена с общей шиной, введены источник постоянного тока и транзистор уО-Л-р типа, база которого соединена с эмиттером транзистора Г)-р-п 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.З - уровни тока светодиода,Jc3/v и , в состояниях W ключей и М; Выключен) , а также фазовая диаграмма переключения светодиода перепадает тока. Для питания светодиода 1 используется источник 2 постоянного тока. Управление светодиодом 1 обеспечивается источником 3 сигналов напряжения. В цепи управления действует транзистор 4 п-р-п типа, коллектор транзистора 4 соединен с источником 5постоянного положительного напряжения. В устройство введен транзистор б р-п-р типа, эмиттер транзистора 6соединен 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) представлед эмиттерным переходом (с то- . ком Jjt ) и генератором коллекторного тока// :, Jji) транзистор б - эмиттерным переходом (с током Jgj / . генератором коллекторного тока ( Эмиттерные переходы транзисторов Сфиг.2) действуют как переключатель тока jfj , который в зависимости от уровня управляющего потенциала у влияет на распределение тока Зп между светодиодом и коллекторной цепью транзистора.6.

Если управляющий потенциал Ру (.фиг.2} фиксирован на положительном уровне + (0, 3-0 ,5) В, то траннистор 4 открыт, а транзистор 6 закрыт ( и коллекторный ток этого транзистора не влияет на распределение тока Jfj (А 2 Зз-Г G). В этом состоянии светодиод включен, причем ток проводимости светодиода четко определен сдл/ - -л ЕСЛИ управляющий потенциал fy фиксирова н на отрицательном уровне (0,3-0,5 IB, то транзистор 4 закрыт О/и ток 3л отбирается на эмиттерной цепи транзистора (зг ) Коллекторный ток транзистора б достигает значительной, величины, равной А Зп , а ток светодиода относительно невелик сдм . В .этом состоянии светодиод выключен;

Предлагае.мое устройство обеспечивает жесткую связь уровней тока све тодиода в состояниях /V и М. При возможном дрейфе крутой ветви БАХ светодиода координата точки А/ по на-: пряжению сдвигается, однако в той же степени и в-том же направлении сдвигается координата точки М, в результате, чего, порог включения светодиода сохраняется неизменным. Разност1з статических уровней 0{.дд/-ОсдМ относительно 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 свето0 „циода требуется изменение ,6-1 В. При использовании мало.инерционных транзисторов 4 и бпёрет ключение тока Л, и в предлагаемой схеме (фиг. к 2) происходит,.весь5 ма быстро (за доли наносекунды и . практически не увеличивает длительность включения и выключения свето. диода,

Применение предлагаемого устройст0 ва позволяет резко повысить оперативность оптоэлектронного преобразователя информации, что особенно эффективно и экономически выгодно в дорогостоящих .системах с.волоконно-опти5 ческими линиями связи, где использование быстродействующего оптического канала с малоинерционным светодиодом дает возможность заменить сразу 5-10 оптических каналов с меньшей пропускной способностью.

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)

hd

d/ cffff

cff/f

О

У