Struktura

Optoelektronické prvky

Optoelektronické prvky

Klíčová slova: LED dioda, světlovod, optický kabel, displej LCD, displej LED, optron, optočlen, kapalné krystaly

Již v dávnověku používal člověk optický přenos informací. Vždyť co jiného to je než optický přenos informací, když na někoho třeba máváme rukou. Po ovládnutí ohně si pračlověk prodloužil dosah přenášených zpráv pomocí kouřových signálů nebo strážních ohňů na kopcích. Ve starověku pak přibyl kódovaný přenos zpráv pomocí záblesků zrcadel.

A v moderní době způsoby přenosu optických signálů dále zdokonalujeme. V současnosti jsou vyvinuty elektrooptické soustavy pro modulaci a odklon světelného paprsku, multiplexní systémy přenosu dat a provádí se výzkumy integrované optiky (více součástek spojených na jednom společném základním substrátu, které zpracovávají optický signál podobně jako klasické integrované obvody signál elektrický).

Optoelektronické součástky využívají principu vnitřního fotoelektrického jevu. Základem jevu je přeměna energie záření fotonu v elektrickou energii, což se projeví změnou elektrických vlastností součástky. Záření dopadající na polovodičovou strukturu dodává valenčním elektronům atomů polovodiče energii (vybudí je). Díky tomu mohou překonat zakázaný pás a přejít do pásu vodivostního. Vlivem ozáření tak vzniká pár elektron-díra. Oba jsou volnými nosiči proudu. Tento vnitřní přechod se navenek projeví změnou vodivosti polovodiče nebo vznikem fotoelektrického napětí v přechodu PN. Polovodičové součástky řízené zářením jsou technologicky uzpůsobeny tak, aby se u nich dala obvodově využít jedna ze dvou právě popsaných forem vnitřního fotoelektrického jevu.

Optoelektronické součástky nejčastěji jsou:

  • detektory záření - jedná se o všechny prvky, jejichž alespoň jedna vlastnost je závislá na dopadajícím záření (fotorezistory, fotodiody), u některých vnitřních uspořádání signál současně zesiluje (lavinové fotodiody, fototranzistory, fototyristory…) Charakteristická je pro ně CITLIVOST na dopadající záření (některá z elektrických veličin součástky je závislá na osvětlení);

  • zdroje záření – rozeznáváme nekoherentní (např. luminiscenční diody) a koherentní (např. lasery). Typický je pro ně určitý VYZÁŘENÝ OPTICKÝ VÝKON;

  • speciální struktury – sem patří zejména displeje, optoelektronické prvky pracující na principu kapalných krystalů. Další významnou skupinou jsou prvky pro přenos optické informace, jako jsou optrony, páskové i vláknové světlovody. Charakteristický je pro ně ÚTLUM (poměr mezi vystupujícím a vstupujícím světelným výkonem).

Charakteristické veličiny se udávají pro bílé světlo nebo pro světlo určité vlnové délky.

Dílčí lekce

Zdroje

  • KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Logolink