Быстродействующий фототранзисторный оптрон Советский патент 1974 года по МПК H03K17/78 

1

Изобретение относится к полупроводниковой автоматике и может применяться в тех случаях, когда необходимо осуществлять коммутацию электрических цепей с высокой частотой переключения.

Известны фототранзисторные опторны, содержащие фототранзистор, оптически связанный с основным светоизлучателем, например светодиодом.

Однако известные фототранзисторные оптроны обладают сравнительно невысоким быстродействием.

Целью изобретения является повышение быстродействия оптрона.

С этой целью введены дополнительно вспомогательный светоизлучатель, например светодиод, оптически связанный с фотодиодом, который включен параллельно эмиттерно-базовому переходу фототранзистора, и схема управления, инверсный и неинверсный выходы которой подсоединены к основному и вспомогательному светоизлучателю,, соответственно.

На чертеже приведена схема быстродействующего фототранзисторного оптроиа.

Предлагаемый оптрон содержит фототранзистор 1, например п-р-п типа, подключенный коллектором 2 и эмиттером 3 к коммутируемой цепи, состоящей из иагрузки 4 и источника 5 коммутируемого сигнала, фотодиод 6

подключен анодом к эмиттеру 3, а катодом - к базе 7 фототранзистора 1.

Схема 8 управления содержит два светоизлучателя, нанример светодиода, основной 9,

онтически связанный с фототранзистором 1, и вспомогательный 10, оптически связанный с фотодиодом 6, два ключа И и 12, подключающих светодиоды к источнику 13 питания и блок 14 управления, управляющий состоянием

ключей 9 и 10.

Устройство работает следующим образом. Пусть в исходном состоянии управляющий сигнал отсутствует. Тогда блок 14 выдает такой сигнал, что ключ 11 разомкнут, а ключ 12

может быть как в разомкнутом, так и в замкнутом состоянии. В этом случае фототранзистор I имеет больщое сопротивление, и нагрузка 4 оказывается отключенной от источника 5 коммутируемого сигнала.

Пусть подан управляющий сигнал. Тогда блок 14 выдает такой сигнал, что ключ 11 замыкается, а ключ 12 обязательно переходит в разомкнутое состояние. В этом случае фототранзистор 1 освещается и имеет малое сопротивление, а фотодиод 6 не освещается и имеет больщое сопротивление, препятствующее возникновенню запирающего базового тока фототранзистора, что обеспечивает больщую светочувствительность фототранзистора. Нагрузка 4 оказывается подключенной к источнику 5 коммутируемого сигнала.

Пусть в определенный момент to управляющий сигнал уменьшается до нуля. Тогда блок 14 выдает такой сигнал, что ключ 11 размыкается, а ключ 12 обязательно замыкается. Время замыкания ключа должно быть больше времени рассасывания избыточных носителей из базы фототранзистора. В этом случае в момент tn фототранзистор имеет по прежнему малое сопротивление, так как избыточные носители в базе не исчезают мгновенно, а рекомбинируют и рассасываются током базы фототранзистора за определенное время, равное рас, т. е. нагрузка 4 оказывается подключенной к источнику 5 коммутируемого сигнала. В момент 0 сопротивление фотодиода 6 резко уменьшается и на нем возникает фото-э. д. с., приводящая к возникновению рассасывающего тока базы, что существенно уменьщает время рас но сравнению со случаем, когда этот

ток равен нулю. Величина рассасывающего тока базы равна фототоку фотодиода. Таким образом, в нредложенном оптроне существенно повышается быстродействие без снижения чувствительности фототранзисюра к освещению.

Предмет изобретения

Быстродействующий фототранзисторный оптрон, содержащий фототранзистор, оптически связанный с основным светоизлучателем, например светодиодом, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в оптроп дополнительно введены вспомогательный светоизлучатель, например светодиод, оптически связанный с фотодиодом, который включен параллельно эмиттерно-базовому переходу фототранзистора, и схема управления, инверсный и неинверсный выходы которой подсоединены к основному и вспомогательному светоизлучателю, соответственно.