Оптоэлектронный переключатель Советский патент 1985 года по МПК H03K17/78 

Изобретение относится к нелинейной оптоэле{ тронной технике и может быть использовано в цифровых логических элементах, триггерах и коммутаторах. Целью изобретения является повышение быстродействия за счет перерас пределения тока при переключении ключ-инвертора. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема оптоэлектронного переключателя; на фиг, 2 - фазовая диаграмма переключения. Ключ-инвертор 1 соединен с шиной 2 нулевого потенциала. Питание ключа инвертора 1 осуществляется источником 3 постоянного положительного напряжения. Входом ключа-инвертора 1 служит клемма 4, выходом - ,клемма 5, Фотодиод 6 смещен в обратном направ-лении источником 7 постоянного положительного напряжения. Анод диода Шотки 8 соединен с клеммой 4 ключаинвертора 1, анод диода Шотки 9 - с клеммой 5 ключа-инвертора 1, катоды диодов Шотки 8 и 9 объединены и соединены с источником 10 постоянного тока, Оптоэлектронньй переключатель работает следу:ощим образом, В исходном состоянии фотодиод 6 ие освещен и не создает фототока, ключ-инвертор I выключен, его входной потенциал U g невелик, а выходНОЙ потенциал Ugj,x фиксирован на высоком уровне, В этом состоянии ток 1„ источника 50 за№1кается до цепи с диодом 9, а диод 8 зак1М 1т, При освещении фотодиода 6 возника ет фототок laj и начинается процесс отпирания ключа-инвертора 1, По-преж нему, диод 8 не пропускает заметного тока, и весь фототок ответвляется во входную цепь ключа-инвертора 1, что обеспечивает высокую скорость переходного процесса включения, В ходе включения ключа-инвертора 1 его выходной потенциал непрерывно снижается и, наконец, достигает уровня входного потенциала. На этой (по существу, заключительной) стадии процесса включения ток „ переключается в цепь с диодом 8 и снижает уро вень входного тока ключа-инвертора 1, Такое уменьшение входного тока в Филиале процесса включения полезно так как позволяет в определенной сте 10 . пени контролировать электрический режим открытого ключа-инвертора 1, На. стадии выключения фототок резко спадает до нуля, и во входной цепи ключа-инвертора 1 сохраняется лишь ток открытого диода 8, равный Ijj, Этот ток обеспечивает форсированную разрядку емкости фотодиода 6 и входной емкости ключа-инвертора 1, гарантируя тем самь:м ускоренное выключение ключа-инвертора 1, В процессе выключения выходной потенциал иg, нарастает, разность потенциалов U g, становится отрицательной, ток переключается в цепь с диодом 9, ток диода 8 резко уменьшается, и переходный процесс во входной цепи ключа-инвертора 1 прекращается. Действие оптоэлектронного переключателя наглядно иллюстрирует фазовая диаграмма фиг, 2} , построенная на фоне входной характеристики Ig /Ugj ключа-инвертора I, В исходном состоянии рабочая точка ключа-инвертора 1 фиксирована в положении М, При быстром формировании фототока I - рабочая точка клюна-инвертора I по вертикальной фазовой траектории переходит в положение М . Разность фототока 1я, и входного тока 1щ( определяет мгновенное значение тока, ответвляющегося в емкость фотодиода 6 u во входную емкость ключа-инвертора , а, следовательно, и скорость повышения чход кого потенциала U(,(t), Процесс включения идет с максимально возможной скоростьюJ лишь в финале процесса его скорость падает, и рабочая точка фиксируется в положении N, При резком спаде фототока Хл, до нуля рабочая точка ключаг-инвертора I переходит в положею1е N (на уровне тока - 1), Во входной цепи ключа-инвертора 1 создается и поддерживается относительно большой обратный ток, форсирующий формирование отрицательного перепада напряжения Ugj5(t), Лишь в финале процесса выютючения ток в цепи диода 8, а, следовательно, и во входной цепи ключа-инвертора I быстро уменьшается, и рабочая точка ключаг-инвертора 1 возвращается в исходное состояние ,. М. Таким образом, введение двух дио дов Шотки и генератора постоянного

ровать входной ток ключа-инвертора по оптимальному закону, В результате максимально эффективно форсируются

ча-инвертора, что и обеспечивает высокое быстродействие оптоэлектронного переключателя.

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий ключ-инвертор ифотодиод, включенный в обратном направлении между источником постоянного напряжения и входом ключаинвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия введены два диода Шотки и источник постоянного тока, аноды диодов Щотки соединены соответственно с входом и выходом ключа-инвертора, катоды диодов Шотки объединены и соединены с источником постоянного тока. S

Фиъ.2