Åðºíõèé îéëãîëò
Îïòèê-öàõèëãààíû õóâèðãàã÷óóä íü øóóä áà óðâóó õóâèðãàã÷óóä ãýæ
àíãèëàãäàíà.
Øóóä
õóâèðãàã÷èä õàðàãäàõ õýò óëààí áîëîí õýò ÿãààí òóÿà íü ãàðàëòàíä öàõèëãààí
ýíåðãèéí ººð÷ëºëòººð õóâèð÷ ãàðíà. Òóõàéí õóâèðãàã÷èéí óäèðäàõ òºõººðºìæ (ãýðýë
õ¿ëýýí àâàã÷ ãýæ çàðèìäàà íýðëýãäýõ) – ä ôîòî öàõèëãààíû ¿ð íºëººíèé ¿çýãäëèéã
àøèãëàíà. Ôîòî öàõèëãààí ¿ð íºëººíä ôîòî õóâèðãàã÷èéí ýñýðã¿¿öëèéí ººð÷ëºëò
ýñâýë ò¿¿í äýýð ãàäíû ãýðýëò¿¿ëãèéí ¿éë÷ëýëýýð öàõèëãààí õºäºëãºã÷ õ¿÷ ¿¿ñýõ
çýðýã ¿ð ä¿íã¿¿ä ãàðíà.
Óðâóó õóâèðãàã÷èä öàõèëãààí ýíåðãèéã öàõèëãààí ñîðîíçîí ãýðýëòýëò áîëãîí
õóâèðãàíà. Èéì ó÷ðààñ ãýðýëòýëòèéí ýõ ¿¿ñâýð ãýæ íýðëýäýã.
Øóóä áîëîí óðâóó õóâèðãàã÷óóä íü àâòîìàòèêò áèå äààí áîëîí иж бүрэн õàìòðàí àøèãëàãääàã.
Ýõíèé òîõèîëäîëä øóóä õóâèðãàã÷èéã åðäèéí ãýðýëòýëòèéí ýõ ¿¿ñâýðèéã èëð¿¿ëýõýä
àøèãëàãääàã. Èíãýñíýýð ãýðýëòýëòèéí ýõ ¿¿ñâýðèéí ýð÷èìæèëòèéã òîäîðõîéëîõ áîëîí
òåìïåðàòóðûã õýìæèõýä àøèãëàíà. ̺í óðâóó õóâèðãàã÷äûã ÿíç á¿ðèéí ãýðëèéí
èíäèêàòîð õýëáýðýýð ºðãºí õýðýãëýõ áîëñîí.
Øóóä áîëîí óðâóó õóâèðãàã÷óóäûã õàìòàä íü àøèãëàõàä îïòèê-öàõèëãààí
õóâèðãàã÷óóäûã ºðãºí öàð õ¿ðýýíä àøèãëàõ çýðэã боломжийг èëò ñàéæðóóëíà. Ýíý ¿åä òýäãýýðèéã õîîðîíäûí çàéã õýìæèõ
îð÷èíû øèíãýýõ õ¿÷ (æèøýý íü: øèíãýíèé ãýðýëòýõ òóíãàëàãèéí ò¿âøèí, ÿíç á¿ðèéí
õààëòûí øèëæèëò ãì), õèéí íÿãò, øàëãàõ àïïàðàò õýðýãñýë áîëîí ÿíз á¿ðèéí
õóâüñàõ á¿ä¿¿â÷èéã áàéãóóëàõ çýðýã õýëáýðýýð àøèãëàãäàæ áîëíî.
Îïòèê-öàõèëãààíû øóóä õóâèãàã÷óóä
Øóóä õóâèðãàã÷óóäûã óäèðäàõ òºõººðºìæèéíõ íü òºð뺺ð ãóðàâ õóâààíà: ãàäààä
ôîòî ýôôåêòòýé, äîòîîä ôîòî ýôôåêòòýé áà õààëò õýëáýðèéí (ýñâýë ð – n
õóâèðàëòòàé) ãýæ àíãèëíà.
Ýõíèé òºõººðºìæèéí òºðëèéã íü ôîòî
ýëåìåíòòýé, äàðààãèéíõèéã íü ôîòîðåçèñòîðòîé ãýæ íýðëýíý.
Ãóðàâäàõü òºðëèéí òºõººðºìæ íü
ãýðýëòýëòèéí ¿éë÷ëýë äîð ÿâàãäàõ ýñâýë ÖÕÕ ¿¿ñãýõ, ìºí ýñýðã¿¿öýëèéí øèëæèëòèéí
(p-n) ººð÷ëºëòººð àæèëëàíà. Ýíä ýõíèéõ íü õààëòàí ôîòîýëåìåíòòýé ãýæ íýðëýõ áà
íºãººã íü ð-n òîîíîîñ õàìààðóóëàí
ôîòîäèîäòîé ýñâýë ôîòîòðàíçèñòîðòîé ãýæ
íýðëýíý.
Ãàäíàà ôîòî ýôôåêòòýé ôîòî
ýëåìåíò¿¿äèéã âààêóìò ýñâýë õèéãýýð ä¿¿ðãýñýí õî¸ð ýëåêòðîäòîé ëàìп ãýæ ¿çýæ
áîëîõ áà ëàìп äîòîðõ ýëåêòðîäûí íýã íü ôîòî êàòîä áàéíà. Ýíý íü ôîòî
êàòîä äýýð ãýðýëòýëò òóñàõ ¿éë÷ëýëýýð ýëåêòîíûã алдаж ëàìïûí ýñýðã¿¿öëèéã ººð÷èëíº. Ýíý ¿çýãäëèéã ôîòî öàõèëãààí ýìèññ ýñâýë
ãàäààä ôîòî åôôåêòòýé ãýæ íýðëýõ áà ø¿ëòèéí á¿ëãèéí ìåòàëëóäàä èë¿¿ õ¿÷òýé
èëýðíý (öåçèé ãì).
Õýðâýý òèéì ýëåìåíòèéã õýëõýýíèé ýõ ¿¿ñâýðèéí õ¿÷äýë Å-ã RN
ðåçèñòîðòîé öóâààãààð çóðàã 16 à-ä ¿ç¿¿ëñýí øèã çàëãàõàä á¿ä¿¿â÷èéí ¿ç¿¿ëýëòèéã
çºâ ñîíãîõ ¿åä ôîòî êàòîäîä ãýðýëò¿¿ëýëò Ðâõ-ä îðæ áàéãàà ÷àäàë áà
õýëõýýíèé ã¿éäýë, ò¿¿íèé ãàðàëòûí õ¿÷äýë Uâõ- èéí õîîðîíä áàðàã
øóãìàí õàìààðàë ãàðãàí àâ÷ áîëíî. Ýíý ¿åä ôîòî ýëåìåíò øèã áóñàä òºðë¿¿äýä
ôîòîêàòîäûí ÿíç á¿ðèéí òºðë¿¿äýä ººð ººð äîëãèîíû óðòòàé ãýðýëò¿¿ëýõýä èæèë áèø
ìýäðýõ ÷àíàðòàé áàéäãèéã òîîöîõ õýðýãòýé áàéäàã. ªºðººð õýëáýë ÿíç á¿ðèéí
ñïåêòîðûí ìýäðýìæòýé áàéíà. Ôîòî ýëåìåíòèéí
ò¿¿í äýýð ãýðýëòýõ óíàæ áàéãàà äîëãèîíû óðòààñ õàìààðàõ õàìààðàëûã
ñïåêòîðûí ¿ç¿¿ëýëò ãýíý.
Зураг 16. Фото элементүүдийг холбох хялбар бүдүүвч. а-гадаад фото эффекттэй фото элемент, б-фото эсэргүүцэл, в-хаалтын фото элемент
ªºðººð õýëáýë ôîòî ýëåìåíòèéí ìýäðýõ õ¿ðýýí äîòîð áàéãàà á¿õ äîëãèîíû óðòàä
õàðãàëçàõ ñïåêòðàëüíûé ìýäðýìæèéí íèéëáýðòýé òýíö¿¿ èíòåãðàëü ìýäðýìæèéã
èëýðõèéëíý.
Ôîòîýëåìåíòèéí ìýäðýõ ÷àäâàðûã 1âò äàõü àìïåðààð õýìæèãäýíý. Õýðâýý ôîòî
ýëåìåíò çºâõºí ñïåêòîðûí ¿çýãäýõ õýñýãò òîñîí õàðèóöàæ
áàéâàë îðîëò äàõü ãýðýëòýëòèéí ÷àäàë âàòòààð õýìæèãäýæ áîëíî. Õàðèí ãýðëèéí
óðñãàëûí íýãæ íü ëþì – ààð õýìæèãäýíý, õàðãàëçàõ ìýäðýìæ íü 1ëì äàõü àìïåð
áàéíà. Èéíõ¿¿ ôîòîã¿éäëèéí çàðèì òºõººðºìæ íü ãýðëèéí óðñãàëûí ºãºãäºæ áàéãàà
õýìæýýíýýñ õàìààðàõààñ ãàäíà áàéãàà õ¿÷äýëýýñ õàìààðíà. Ýíý ¿åä ëàâëàõ ºãºãäºë
íü çàðèìäàà õóâèéí èíòåãðàë ìýäðýìæèéí õýìæýý Ê0 áîëæ äàðààõ
òîìú¸îãîîð òîäîðõîéëîãäîíî.
Ê0 = Iô/ ÔUô
Ýíä:
Iô – ôîòî ã¿éäëèéí õýìæýý
Uô - áàéãàà
õ¿÷äýëèéí õýìæýý
Ô – ãýðëèéí óðñãàëûí
òóñãàëûí õýìæýý
Âààêóìò õî¸ð ýëåêòðîäòîé ôîòîýëåìåíò íü ìàø áàãà õàðàíõóé ã¿éäýëòýé
èíåðöëýëã¿é áàãàæ þì. Õàðàíõóé ã¿éäýë ãýäýã íü á¿ðýí õàðàíõóéëàãäñàí ¿åä
ôîòîýëåìåíò äóíäóóð óðñàí ºíãºðºõ ã¿éäëèéã õýëíý. Âààêóìò ôîòîýëåìåíòèéí
õàðàíõóé ã¿éäýë íü çºâøººðºãäºõ õàìãèéí èõ ãàðàëòûí ã¿éäëèéí ìÿíãàíû õóâèéã
ýçýëíý.
Âààêóìò ôîòîýëåìåíòèéí ¿íäñýí äóòàãäàëòàé òàë áîë òýäãýýðèéí äîòîîä
ýñýðã¿¿öýë èõ áèø ¿åä ìýäðýõ ÷àäâàð áàãà (íýãæ áîëîí àðàâíû õóâü ìêà/ëì) áàéäàã
ÿâäàë þì.
Âààêóìò ôîòîýëåìåíòèéí çºâøººðºãäºõ ãàðàëòûí ã¿éäýë íü 10-20 ìêà-ààñ èõã¿é
áàéíà. Ýíý íü ò¿¿íä ºã÷ áàéãàà õ¿÷èòãýë áîëîí äîõèîëîëä ìýäðýã÷ öàõèëãààí
ºñãºã÷ õýðýãëýõèéã øààðääàã.
Ãàäààä ôîòî ýôôåêòòýé õèéãýýð ä¿¿ðãýñýí ôîòî ýëåìåíòýä õèéöèéí áîëîí
á¿ä¿¿â÷èéí ¿ç¿¿ëýëòèéã, áèå äààñàí öýíýãæèëòã¿é áàéäëûã õàäãàëæ áàéõ àíõäàã÷
ôîòî ýëåêòðîí õèéã èîíæóóëàõûí òóëä ñîíãîíî.
Óóãèõ /òëåþùåìó/ öýíýãæèëòýä øèëæèõèéã çºâøººðºõã¿é. ¯¿íèé ¿ð ä¿íä îðîëòûí
÷àäàë áîëîí ãàðàëòûí ã¿éäëèéí õîîðîíäîõ õàìààðàë õàäãàëàãäàíà. Ãýâ÷ âààêóìò
ôîòîýëåìåíòòýé õàðüöóóëàõàä õýä äàõèí íýìýãäýíý. Ãýòýë õàðèí ýíý ºñºëòòýé íýãýí
çýðýã õàðàíõóé ã¿éäýë ºñ÷ ¿ç¿¿ëýëòèéí øóãìàí õõ¿ðýý íàðèéñ÷ èðíý. Çàðèì
êèëîãåðöèéí äàâòàìæ äàðààëàõ ¿åä èíåðö
èëýðíý.
Ìýäðýìæèéã õýäýí ìÿíãà äàõèí
èõýñãýõýä îëîí õ¿ðýýòýé /ìíîãîêàñêàäíûé/ ôîòîºñãºã÷èä (çóðàã 17, à) ºãíº.Òèéì
ôîòîºñãºã÷äèéí ¿éë÷ëýë íü ýõíèé ýëåêòðîíóóä òîãòìîë ã¿éäëèéí íýìýëò õ¿÷äýë U1-èéí
òàëáàéä óíàõ ïðîöåññò ¿íäýñëýõ áà U2 õ¿÷äýëýýð ¿¿ñãýãäýæ áàéãàà
õ¿÷íèé òàëáàéä óíàæ áàéãàà ýëåêòðîíûã íýìýæ ýëåêòðîí ñóãàðàí ãàðàõ çàìààð õ¿ðýý
á¿ðò ¿ðãýëæèëíý. Ôîòî ºñãºã÷èéí õèéö áà
çàëãàõ á¿ä¿¿â÷ íü òºâºãøèëòººñºº õàìààðààä èëò ÿëãàðàõ áà ò¿¿íèé õ¿÷èòãýëèéí
êîýôôèöèåíò íü òýæýýã÷ õ¿÷äýë Åà-èéí õýìæýýíèé ººð÷ëºëòººñ õàìààð÷ êàñêàäûí
òîîòîé òýíö¿¿ çýðãýýð èëýðõèéëýãäýíý. Ò¿¿íýýñ ãàäíà õóðäàòãàõ õ¿÷íèé òàëáàé
ãàðãàí àâõûí òóëä òýæýýõ õ¿÷äýëèéí õýìæýý çàð÷ìûí õóâüä 1000 â áàéõ ¸ñòîé.
Ôîòîðåçèñòîðò
äîòîîäýôôåêòèéí ýñâýë äàìæóóëàëòûí ¿çýãäëèéã àøèãëàäàã áà ýäãýýðèéã óäèðäàõ
òºõººðºì溺ñ ãàðãàí àâàõàä ºðãºí õýðýãëýæ áàéíà.
Ãàäààä öàöðàãèéí ¿éë÷ëýëä èõýíõ
õàãàñ äàìæóóëàã÷èä (õ¿õýðò âèñìóò, õ¿õýðò êàäìè ãì) äàìæóóëàëòûí ýëåêòðîíû òîîã
èõýñãýäýã.
Àíõäàã÷ ýëåêòðîíû äàìæóóëàëò
íü òàëñò îðîí òîðûí àòîìòîé ò¿ëõýëöýæ
õî¸ðäàõü íýìýëò ýëåêòðîíû óðñãàëûã áèé áîëãîäîã. ¯ð ä¿íä íü õàãàñ äàìæóóëàã÷ûí
ýñýðã¿¿öëèéí õýìæýý èëò áàãàñäàã.
Ôîòîðåçèñòîðóóäûí õèéö íü þóíû
ºìíº øèëýí áîëîí øààçàí ÿëòñàíä íýãæ õýìæèãäýõ¿¿íýýñ õýäýí çóóí ìì2
õ¿ðòýë òàëáàéòàéãààð õàãàñ äàìæóóëàã÷ûí äàâõðàà îâîîðîí õó÷èãäàíà ãýñýí ¿ã þì. Ñóâãèéí øèëýí äýýð ñèéëáýðëýãäýí
ä¿¿ðýõ çàìààð ãàðãàí àâñàí õèìèéí èäýâõã¿é äàìæóóëàã÷ (àëò ãì) áîëîõ ñ¿¿ëèéí õî¸ð ñàì õýëáýðèéí ýëåêòðîäîä
îðæ áàéãàà õàãàñ äàìæóóëàã÷èéí ¿åëýë Õàãàñ äàìæóóëàã÷èí ¿å äàâõðàà íü àãààðûí ¿éë÷ëýëýýñ
õàìãààëàãäñàí øèëýí áîëîí ïëàñòìàññàí äîòîð áèò¿¿ìæëýãäñýí áàéõ ¸ñòîé.
Зураг 17. Зарим фото элементүүдийн тоноглол. а-гурван өсгөлттэй фото өсгөгч, б-цото эсэргүүцэл, в- хаалтын фото элемент
Çàðèì ôîòîэсэргүүцлүүд
ãýðýëòýæ áàéõ ¿åäýý ººðèéí ýñýðã¿¿öëèéã õýäýí çóó äàõèí ººð÷èëæ áàéäàã.
Ôîòî эсэргүүцлүүдийн äóòàãäàëòàé òàë íü òåìïåðàòóðûí õàìààðàë áàéäàã. Á¿ðõýã ã¿éäëèéí õýìæýý
õàðüöàíãóé èõ, èíåðöëýë ìºí èõñýõ òàëòàé.
ªäººãäºæ óäèðäàãäàõ òºõººðºìæèéí òîîíä õàãàñ
äàìæóóëàã÷èéí ôîòîýëåìåíò õàìààð÷ áàéâàë õààëòíû ãýæ íýðëýãäýíý. Öàöðàãèéí ¿åä
òýä çºâõºí íýã ÷èãëýëä ã¿éäëèéã íýâòð¿¿ëäýã. Ò¿¿íä òîäîðõîé òóéëøðàëòàé ÖÕÕ
¿¿ñäýã. ¿íèé õýìæýý íü 1â õ¿ð÷ áîëíî. Èéìä õààëòàí ôîòîýëåìåíòèéã òýæýýëèéí ýõ
¿¿ñâýðò õýðýãëýäýãã¿é áà åðäèéí á¿ä¿¿â÷èéí õÿçãààðààð íü ýõîëáîæ áîëíî(çóðàã
17, â).
Õèéöèéí õóâüä åðäèéí áºãººä äàðààõ áàéäëààð
ã¿éöýòãýíý. Ìåòàë äèñêýí ýëåêòðîäîä
õàãàñ äàìæóóëàã÷èéí äàâðàà ¿¿ñãýýä (õ¿õýðò òàëëè, õ¿õýðò ìºíãº, ñåëåí ãì) ò¿¿í
äýýðýý àëòíû õàãàñ òóíãàëàã õàëüñ ñóóëãàíà. Ýíý íü õî¸ðäàã÷ ìåòàë öàãèðàã
ýëåêòðîäòîé ø¿ðãýëöýíý.
Ôîòî ýëåìåíòèéã àãààðûí íºëººë뺺ñ çààâàë õàìãààëàõ øààðäëàãàòàé.
Ôîòîðåçèñòîð øèã õààëòàí ôîòîýëåìåíò òåìôåðàòóðò ìàø èõ
ìýäðýìòãèé. Òýäãýýðèéí ¿ç¿¿ëýëò çºâõºí ñóë öàöðàãèéí ¿åä øóãàìàí õàìààðàëòàé
áàéíà.
Õààëòàí ôîòîýëåìåíòèéí ººð òºðë¿¿ä ãýâýë ôîòîäèîä,
ôîòîòðàíçèñòîðóóä îðíî. Ýíý áîë õèéöèéí õóâüä õàãàñ äàìæóóëàã÷èí äèîäòîé
õèéöýýðýý îéðîëöîî ãåðìàíè áà êðåìíûéãèéí õàãàñ äàìæóóëàã÷èí áàãàæ áîëîõ
ôîòîäèîäóóä (n-p òºðëèéí) ýñâýë õàãàñ äàìæóóëàã÷èí òðèîä áóþó ôîòîòàíçèñòîðóóä
þì.
Зураг 18. Хийцийн бүдүүвч. а-фото диодууд, б-фото транизисторууд
Çóðàã 18-ä ôîòîäèîäûí õèéöèéí á¿ä¿¿â÷èéí íýãèéã ¿ç¿¿ëýâ.
p-n õóâèðãàã÷èéã ãàðãàí àâàõ ôîòîäèîäûã õèéõ ¿åä íýã áîë
õîëüöûã áàðüæ çàñàõ àðãûã ýñâýë äèôôóçèéí àðãûã àøèãëàíà. Ýíý ¿åä ãýðýëòýæ
áàéãàà ãàäàðãóóí õàðüöàíãóé øèëæèëòèéí p-n ã¿í äèôôóçèéí óðòààñ áàãà õèéãäýíý.
Èéì ó÷ðààñ èõýíõäýý ýëåêòðîíîîð ¿¿ñãýãäýæ áàéãàà öàöðàãèéí óðñãàëûí ¿éë÷ëýëýýð
øèëæèëò õèéõýä õ¿ðãýæ ò¿¿íèé ýñýðã¿¿öëèéã áóóðóóëàõàä õ¿ðãýíý.
Õààëòàí ôîòîýëåìåíò øèã ôîòîäèîäîä ÖÕÕ ¿¿ñíý. Ýäãýýð
òºõººðºìæ¿¿ä íü ôîòîäèîäûí ãîðèìîîð àøèãëàãäàíà. Èíãýõèéí òóëä õààëòàí
õóâèðãàã÷èéí ýíý òºðëèéí õóâüä òýäãýýðèéí ÷àäâàðûí ¿ðýýð áóöàõ õàðüöàíãóé ºíäºð õ¿÷äýëèéã áàðèõ
áîëîìæòîé.
Âààêóì ôîòîýëåìåíòòýé òºñººòýé ôîòîäèîäóóä íü õàíàñàí
ôîòî óðñãàëûí ãîðèìä àæèëëàíà. Èéìýýñ òýäãýýðèéí èíòåãðàëü ìýäðýìæ íü õàâñðàãà
õ¿÷äýëýýñ õàìààðäàãã¿é.Ôîòîäèîäûí ãàðàëòûí ã¿éäýë çàð÷ìûí õóâüä ìèëàìïåð áàéíà.
Õàðèí òýäãýýðèéí õóãàöààíû òîãòìîë íü íýã ìèêðîñåêóíäýýñ áàãà áàéæ áîëíî.
Ôîòîòðàíçèñòîðò (çóðàã 18.á) ¿íäñýí ìóæ äàõü ãýðëýýð
öàöàðíà. Èéìä åðäèéí òðàíçèñòîðóóä øèã åðºíõèé ýëåêòðîíû á¿ä¿¿â÷ýýð õîëáîãäîíî.
Ãýðëèéí óðñãàëûí íºëººãººð (¿íäñýí áîëîí õàâñàðãûí õîîðîíäûí õ¿÷äýëèéí
¿éë÷ëýëòýé òºñººòýé ¿éëäëèéã ýìèòòåð ãýíý) ýìèòòåðèéí ã¿éäëèéã èõýñãýõýä
õ¿ðãýíý. Ýíý íü êîëëåêòîðûí ã¿éäýë áîëîõ ãàðàëòûí ã¿éäýëòýé õàðãàëçàõ ã¿éäýë
þì.
Ôîòîòðàíçèñòîð äàõü ò¿¿íèé äîòîîä õ¿÷èòãýëä òîîöîãäîí
áàéõ èíòåãðàëü ìýäðýìæ íü çàð÷ìûí õóâüä ôîòîäèîäîîñ èë¿¿ áºãººä 1 ëì –ä õýäýí
çóóí ìèëèàìïåðò õ¿ðíý.
No comments:
Post a Comment