Dispozitive electronice utilizate in structura releelor fotoelectrice

DISPOZITIVE ELECTRONICE UTILIZATE IN STRUCTURA RELEELOR FOTOELECTRICE

Releele fotoelectrice sunt circuite electronice cu rol de a sesiza depasirea unui prag prestabilit al intensitatii luminoase.

Releul fotoelectric are in componenta sa doua parti distincte:

traductorul optoelectronic;

circuitul de prelucrare (amplificare si comparare) a informatiei furnizate de traductor (fig. 18).

u = u(Φ, λ)

Fig. 18. Schema bloc a unui releu fotoelectric

Dispozitive fotosensibile

Dispozitivele fotosensibile reprezinta traductoarele. Orice dispozitiv capabil sa-si modifice parametrii sub actiunea luminii pot deveni traductoare fotosensibile.

Toate dispozitivele fotoelectrice isi bazeaza functionarea pe efectul fotoelectric intern, adica fenomenul de absorbtie a unei parti din radiatia optica, cedarea energiei catre materialul absorbant si crearea prin aceasta de purtatori (sarcini electrice) liberi in material.

Dintre toate elementele de circuit, numai unele au putut fi realizate ca elemente fotosensibile, avand in vedere modul de a raspunde la exercitii luminoase al materialelor si posibilitatile tehnice de realizare. (spre exemplu, ar fi fost foarte dificil de realizat un condensator sensibil avand in vedere ca proprietatile sale sunt date de dielectric, care este acoperit aproape in intregime de armaturile metalice.)

Elementele fotosensibile sunt:

fotorezistenta;

fotodioda;

fototranzistorul;

fototiristorul;

elementul fotovoltaic;

sursele de lumina;

optocuplorul.

Fotorezistenta - este dispozitivul cel mai sensibil, ieftin, dar cu raspuns foarte lent. Este un rezistor plat realizat dintr-un material semiconductor omogen ales din compusi ai cadmiului (CdS).

Fotodioda - este cea mai rapida, putin mai scumpa, cu sensibilitate slaba. Este mai sensibila la radiatii infrarosii, cu lungimea de unda mai mare la diodele cu germaniu decat la cele cu siliciu. Este o jonctiune pn care lucreaza in regim de fotodioda numai la polarizarea inversa. Atunci cand nu este nepolarizata, functioneaza ca un fotoelement ce poate debita curent la exterior.

Fototranzistorul - este mai rapid, cel mai sensibil, dar cel mai scump. Este sensibil mai ales la radiatii infrarosii si vizibile.

Fototiristorul este mai lent si mai scump decat fototranzistorul, dar poate comanda dispozitive de putere (pana la 50 A). este un tiristor la care tensiunea anodica de aprindere se poate modifica prin actiunea luminii. De regula el este folosit in zona in care tensiunea de aprindere devine minima pentru actiunea fluxului luminos.

Elementul fotovoltaic - (bateria solara, fotocelula), este mai scump, mai lent, cu spectru de sensibilitate mai ales in domeniul ultraviolet (radiatie cu energie mai inalta). Se fabrica din seleniu sau siliciu.

Sursele de lumina - pot fi: lumina solara, becurile cu incandescenta, tuburile cu descarcari in gaze, tuburile fluorescente sau diodele electro-luminiscente LED. Se produc LED-­uri cu radiatie rosie, galbena, verde sau infrarosie, din siliciu, GaAs sau GaPAs. LED-ul este mai scump decat un bec de mica putere dar este un dispozitiv cu raspuns foarte rapid si cu radiatie cu spectru ingust. In ultimii ani s­-au construit si diode laser, care emit radiatie monocromatica puternica, concentrata intr­-un fascicol foarte ingust.

Optocuplorul - inglobeaza un LED si un dispozitiv fotosensibil (de obicei fototranzistor) intr­-o capsula opaca, cu sau fara posibilitatea obturarii luminii intre ele. Este un dispozitiv modern de comanda cu izolare galvanica, cu raspuns rapid, in prezent mai ieftin decat transformatorul de impulsuri.