ОПТРО́Н

ОПТРО́Н, по­лу­про­вод­ни­ко­вый оп­то­элек­трон­ный при­бор, со­дер­жа­щий ис­точ­ник и при­ём­ник оп­тич. из­лу­че­ния, ме­ж­ду ко­то­ры­ми име­ет­ся оп­тич. связь и обес­пе­че­на элек­трич. изо­ля­ция. Идея соз­да­ния и при­ме­не­ния О. при­над­ле­жит Ев­ге­нию (Эгон) Лёб­не­ру (США), пред­ло­жив­ше­му (1955) се­рию при­бо­ров, в ко­то­рых рас­смат­ри­ва­лись все­воз­мож­ные ви­ды свя­зи ме­ж­ду эле­мен­та­ми, что, в ча­ст­но­сти, пред­по­ла­га­ло кон­фи­гу­ра­цию ре­ге­не­ра­тив­но­го О., спо­соб­но­го уси­ли­вать и ге­не­ри­ро­вать оп­тич. и элек­трич. сиг­на­лы. Это по­ро­ди­ло ил­лю­зор­ное пред­став­ле­ние о воз­мож­но­сти соз­да­ния на ос­но­ве та­ких при­бо­ров вы­чис­лит. сис­тем, пре­вос­хо­дя­щих тра­диц. элек­трон­ные вы­чис­лит. сис­те­мы; по­явил­ся тер­мин «оп­тро­ни­ка» (ино­гда его оши­боч­но ис­поль­зу­ют как си­но­ним оп­то­элек­тро­ни­ки). О. при­ме­ня­ют­ся в осн. для свя­зи отд. час­тей ра­дио­элек­трон­ных уст­ройств (гл. обр. вы­чис­лит. и из­ме­рит. тех­ни­ки и ав­то­ма­ти­ки), при ко­то­рой одно­вре­мен­но обес­пе­чи­ва­ет­ся элек­трич. раз­вяз­ка ме­ж­ду ни­ми (как в транс­фор­ма­то­ре), а так­же для бес­кон­такт­но­го управ­ле­ния элек­трич. це­пя­ми (ана­ло­гич­но ре­ле).

Рис. 1. Электрические схемы и выходные характеристики оптроновс фоторезистором (а), фотодиодом (б) и фототиристором (в): 1 – светодиод; 2 – фоторезистор; 3 – фотодиод; 4 – фото...

По­сту­пая на вход О., элек­трич. сиг­нал в из­лу­ча­те­ле пре­об­ра­зу­ет­ся в оп­тич. из­лу­че­ние, ко­то­рое пе­ре­да­ёт­ся по оп­тич. ка­на­лу в фо­то­при­ём­ник, где про­ис­хо­дит об­рат­ное пре­об­ра­зо­ва­ние в вы­ход­ной элек­трич. сиг­нал (рис. 1). Из­лу­ча­те­ля­ми обыч­но слу­жат све­то­дио­ды ближ­не­го ИК-диа­па­зо­на (дли­на вол­ны ок. 0,85 мкм), из­го­тов­ляе­мые на ос­но­ве со­еди­не­ния GaAlAs; фо­то­при­ём­ни­ка­ми – крем­ние­вые фо­то­дио­ды, фо­то­тран­зи­сто­ры, фо­то­ти­ри­сто­ры и (ре­же) фо­то­ре­зис­то­ры; про­ме­жу­точ­ной сре­дой оп­тич. ка­на­ла – оп­ти­че­ски про­зрач­ные клеи, по­ли­ме­ры, ком­па­ун­ды, стёк­ла, ино­гда воз­дух. О. с по­доб­ны­ми эле­мен­тар­ны­ми фо­то­приём­ни­ка­ми, осу­ще­ст­в­ляю­щие пря­мую оп­тич. связь, час­то на­зы­ва­ют оп­то­па­ра­ми. С це­лью уси­ле­ния и пре­об­ра­зо­ва­ния вы­ход­но­го сиг­на­ла и при­да­ния ему оп­ре­де­лён­ной фор­мы в вы­ход­ной час­ти О. до­пол­ни­тель­но раз­ме­ща­ет­ся мик­ро­элек­трон­ный блок, или фо­то­чув­ст­вит. мик­ро­схе­ма. Та­кие при­бо­ры по­лу­чи­ли назв. оп­то­элек­трон­ных ин­те­граль­ных схем, мик­ро­схем с оп­тич. раз­вяз­кой, оп­то­ре­ле и т. п.

Рис. 2. Оптоэлектронный переключатель с открытым оптическим каналом: а – со шторочным прерывателем; б – с отражателем; 1 – светодиод; 2 – шторка; 3 – фотоприёмник; 4 &nda...

Ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли О., кон­ст­рук­ция ко­то­рых до­пус­ка­ет воз­дей­ст­вие на оп­тич. ка­нал из­вне (т. н. О. с от­кры­тым оп­тич. ка­на­лом); сре­ди них вы­де­ля­ют при­бо­ры ще­ле­во­го и от­ра­жат. ти­пов (рис. 2). По­доб­ные О. ис­поль­зуют, напр., в ка­че­ст­ве бес­кон­такт­ных дат­чи­ков по­ло­же­ния (оп­ре­де­ле­ния на­ли­чия/от­сут­ст­вия или от­но­сит. по­зи­ции к.-л. пред­ме­тов).

Осн. дос­то­ин­ст­ва О.: прак­ти­че­ски пол­ная элек­трич. (галь­ва­нич.) раз­вяз­ка вхо­да и вы­хо­да, вы­со­кая элек­трич. проч­ность (до 10⁴ В), од­но­на­прав­лен­ность по­то­ка ин­фор­ма­ции, от­сут­ст­вие об­рат­ной ре­ак­ции вы­хо­да на вход, ши­ро­кая по­ло­са про­пус­ка­ния сиг­на­лов (на­чи­ная от по­сто­ян­но­го то­ка, что не­дос­туп­но транс­фор­ма­то­рам), пол­ная со­вмес­ти­мость с мик­ро­элек­тро­ни­кой по кон­ст­рук­тив­но­му оформ­ле­нию, экс­плуа­тац. ха­рак­те­ри­сти­кам и элек­трич. ре­жи­мам.