Основным параметром, характеризующим передачу сигнала со входа на выход оптопары для всех типов оптопар, кроме тиристорных, является коэффициент передачи по току КI, т.е. отношение выходного тока оптопары Iвых к вызвавшему его входному току Iвх:
(2.13)
Зависимость Iвых = f (Iвх) называется передаточной характеристикой, в общем случае нелинейна. Поэтому различают статический коэффициент передачи КI (формула (2.13)) и дифференциальный:
(2.14)
Нелинейность передаточной характеристики обусловлена нелинейностью излучательной характеристики излучателя и зависимостью К I д фотоприемника от выходного тока.
Тиристорная оптопара работает только в ключевом режиме, поэтому параметр КI для нее не имеет смысла. Передаточная характеристика определяется входным током тиристорной оптопары, при котором включается фототиристор. Минимальное значение входного тока, при котором гарантировано отпирание фототиристора, называется током включения Iвкл и приводится в паспортных данных.
Быстродействие оптопар определяют параметры переходной характеристики выходного тока iвых(t), получаемой при подаче на вход оптрона прямоугольного импульса с амплитудой Iвх (рис. 16):
- время нарастания выходного тока tнар – время, за которое выходной ток увеличивается от значения 0,1 Iвых max до уровня 0,9 Iвых max;
- время задержки при включении tзд – время от момента t0 подачи импульса входного тока до момента нарастания выходного тока до уровня 0,1 Iвых max.
Сумма времени задержки и времени нарастания при включении составляет время включения tвкл оптрона tвкл = tзд + tнар. Аналогично определяются время спада tсп, время задержки при выключении tзд и время выключения tвык = tсп + tзд. Быстродействие оптрона характеризуется временем переключения tпер = tвкл + tвыкл. С временем переключения связаны характеристики быстродействия оптрона: граничная частота fгр или максимальная скорость передачи информации F.
3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Лабораторная работа выполняется на стендах, описание которых дано в работах № 1 и 2.
4. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Выписать из справочника параметры, включая предельно допустимые, и зарисовать схемы и цоколевку диодного оптрона АОД101Б и транзисторного АОТ101БС.
4.2. Пользуясь предельно допустимыми значениями токов и напряжений, значениями напряжения источников питания входной цепи Е1 = 10 В и выходной Е2 = 5 В, рассчитать значения ограничительных резисторов во входных и выходных цепях оптронов АОД101Б и АОТ101БС.
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5.1. Исследовать характеристики диодного оптрона АОД101Б. Собрать схему для получения характеристик по рис.17. Ограничительные резисторы R1 и R2 подобрать в соответствии с расчетом, выполненным в п. 4.2.
5.2. Снять входную характеристику оптрона 
. Результаты измерений занести в таблицу 1 (10 – 12 значений). Выходная цепь должна быть разомкнута.
Таблица 1:
| Е1, В | |||||
| UВХ, В | |||||
| IВХ, mA |
5.3. Установить Е2 =0. Изменяя Е1 снять передаточную характеристику оптрона в фотогальваническом режиме работы фотоприемника 
. Результаты измерений занести в таблицу 2.
Таблица 2:
| Uвх, В | |||||
| IВЫХ, mA | |||||
| IВХ, mA |
5.4. Установить Е2 = 5В. Повторить измерения п. 5.3 для оптрона, фотоприемник которого работает в фотодиодном режиме. Результаты занести в таблицу, аналогичную таблице 2. Для значений выходного тока Iвых.= 0,05, 0,10, 015мА установленных при Е2 = 5В, определить пределы изменения Iвых. при изменении напряжения источника Е2 от минимально возможного до Е2 = 10В.
5.5. 
Измерить времена включения tвкл. и выключения tвыкл. выходного тока оптрона. Собрать схему исследования, изображенную на рис.18. Подать на вход оптрона с генератора прямоугольные импульсы с частотой следования 25 кГц и амплитудой, удобной для наблюдения с помощью осциллографа (4…8 В). К измерительному резистору R2 подключить один канал осциллографа, а другой канал – к выходу генератора импульсов. Измерить времена tвкл. и tвыкл. по осциллограмме выходного импульса тока (пропорционального падению напряжения на R2) при Е2 = 5 В и Е2 = 0 В.
5.6. Исследовать характеристики транзисторного оптрона АОТ101 БС. Собрать схему, приведенную на рис. 19, и изменяя напряжение источника Е1, снять входную ВАХ оптрона. Напряжение источника питания Е2 = 0 В. Значения сопротивлений резисторов R1 и R2 выбрать близкими по значению рассчитанным в п.4.2. Данные занести в таблицу аналогичную таблице 1.
5.7. В схеме рис.19 вольтметр V2 подключить к точкам 3 – 3’. Установить напряжение Е2 = 5 В и, изменяя напряжение источника Е1, снять передаточную характеристику оптрона . Данные занести в таблицу аналогичную таблице 2.
5.8. Подключить внешний вольтметр к точкам 2−2’ и, изменяя напряжение источника Е1 в пределах, при которых выходной ток оптрона не превышает предельно допустимого, снять выходные характеристики 
при 
5, 10, 15 mA. Для каждого значения входного тока данные занести в таблицу 3 (12…15 значений).
Таблица 3: IВХ =
| UВЫХ, В | |||||
| Е1, В | |||||
| IВЫХ, mA |
6. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
6.1. Без выполнения расчетной части работы приступать к выполнению экспериментального задания запрещается.
6.2. Снимая входные, выходные и передаточные характеристики весьма полезно сначала пройти весь диапазон изменений входных и выходных токов до их предельно допустимых значений, плавно изменяя напряжение источников питания и обращая внимание на характер изменения токов в различных диапазонах значений напряжения. Это поможет правильно выбрать шаг изменения напряжения в каждом из диапазонов, чтобы измеренных экспериментальных точек было достаточно для построения соответствующих характеристик. После этого предварительного эксперимента можно приступать к повторному, с записью результатов в таблицы.
6.3. В п. 5.2, 5.5 и 5.6 значение Е2 = 0 В устанавливается коротким замыканием клемм, к которым должен подключаться источник Е2 (но не клемм самого источника!!!).
6.4. В ходе всех экспериментов, где требуется постоянств о одного из параметров (Е2 =const или IВХ = const), необходимо следить за этим параметром в течение всего эксперимента.
6.5. При измерении времен включения и выключения (п.5.5) следует выбрать такую длительность развертки, чтобы на экране осциллографа укладывался один импульс. Масштаб развертки по времени следует рассчитать из известной частоты следования и длительности импульса, изображение которого снимается с генератора. Пользуясь этим масштабом и определением времен включения и выключения, как показано на рис.16, следует определить эти величины. Для удобства целесообразно изобразить осциллограмму импульса на миллиметровой бумаге в масштабе, пропорциональном масштабу координатной сетки осциллографа.
6.6. Построить графики всех измеренных зависимостей. По входным характеристикам оптронов определить величину входного напряжения UВХ при токе IВХ = 10 mA. Сравнить входные характеристики диодного и транзисторного оптронов и сделать выводы по результатам сравнения.
6.7. По передаточным характеристикам АОД101Б определить коэффициенты передачи тока КI при IВХ = 10 mA в диодном и фотогальваническом режимах. Проанализировать результат.
6.8. Рассчитать время переключения в диодном оптроне
tпер. = t вкл. + tвыкл.
6.9. По передаточной характеристике транзисторного оптрона рассчитать коэффициент передачи тока КI при IВХ = 10 mA. (В качестве транзисторного оптрона выбрать любую пару в микросхеме АОТ101БС). Сравнить КI транзисторного и диодного оптронов. Объяснить результат.
6.10. Объяснить ход выходных характеристик транзисторного оптрона.
6.11. Рассчитать входные сопротивления 
диодного оптрона в фотогальваническом и фотодиодном режимах и транзисторного оптрона. Сравнить их величины и сделать выводы.
7. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
7.1. Справочные данные оптронов.
7.2. Необходимые для работы расчетные формулы.
7.3. Схемы, используемые при проведении экспериментов.
7.4. Таблицы и графики экспериментальных результатов.
7.5. Результаты расчетов и оценок, полученных из графиков.
7.6. Осциллограммы токов и напряжений.
7.7. Анализ полученных результатов и выводы по работе.
8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислите механизмы поглощения электромагнитного излучения в полупроводниках.
2. Дайте определение внутреннего фотоэффекта. Какие механизмы поглощения соответствуют ему?
3. Объясните физический смысл показателя поглощения света в полупроводнике.
4. Объясните явление люминесценции в полупроводниках.
5. Объясните разницу между фоторезистивным и фотогальваническим эффектами в полупроводниках. Что такое ЭДС Дембера?
6. Почему существует и от чего зависит граничная длина волны для внутреннего фотоэффекта?
7. Объясните принцип работы светодиода.
8. От чего зависят процессы инжекции носителей и рекомбинации при люминесценции?
9. Объясните принцип работы полупроводникового лазера.
10. Каковы условия возникновения лазерного усиления?
11. Как обеспечивается положительная обратная связь в полупроводниковых лазерах?
12. Объясните принцип работы фотодиода. Как образуется фототок диода и от чего зависит его величина?
13. Объясните работу фотодиода в фотогальваническом и фотодиодном режимах.
14. Почему фототок диода в фотодиодном режиме не зависит от напряжения питания и сопротивления нагрузки?
15. Почему чувствительность фототранзистора выше, чем фотодиода?
16. Назовите и опишите основные характеристики фотоприемников.
17. В чем причины инерционности фотодиодов? Какими параметрами она описывается?
18. Какова область применения фототиристоров и тиристорных оптронов?
19. Назовите основные преимущества и недостатки оптопар. Каковы области их применения?
20. Перечислите основные характеристики и параметры оптронов.
9. ЛИТЕРАТУРА
[1], [2], [4], [14], [16].
Лабораторная работа № 8
