Оптоэлектронная бистабильная ячейка

. СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 12 5)5 С 11 С 11/42 ФЗОБРЕТЕНИ ИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии институт к, Ю.Р.Носа СССР983. ССС 988. СТАБИЛ Ь НАЯ 71 ) б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных оптоэлектронных устройствах хранения и индикации. Целью изобретения является расширениеобласти применения ячейки за счет возможности ее использования в качестве инвертора. Для достижения этой цели в ячейку, содержащую светодиод 1, фотодиод 2 и биспин-фотоприемник 3, введен лямбда-диод 6. При напряжении питания, примерно равном на-пряжению отсечки лямбда-диода, ячейка является инвертором (вход 5, выходы 7 или 9), а при повышенном напряжении питания -ВЯ-триггером с входами 4 и 5. 2 ил.Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано в различных оптоэлектронныхустройствах хранения и индикации.Цель изобретения - расширение области применения ячейки путем обеспечениявозможности ее использования в качествеинвертора.На фиг.1 приведена схема ячейки; нафиг.2 - вольт-амперная характеристикаприменяемого лямбда-диода с нагрузочными кривыми и рабочими точками.Ячейка содержит (фиг,1) светодиод 1,фотодиод 2, биспин-фотоприемник 3, оптические входы фотодиода 2 и биспин-фотоприемника 3 образуют соответственнопервый (5) 4 и второй (В) 5 оптические входыячейки, лямбда-диод 6, первый вывод которого подключен к электрическому выходу 7ячейки, а второй вывод через светодиод 1соединен с шиной нулевого потенциала,первый вывод биспин-фотоприемника 3 соединен с шиной напряжения питания, второй вывод соединен с выводом 7 ячейки,третий вывод 8 через фотодиод 2 соединенс шиной нулевого потенциала, Кроме того,на схеме (фиг,1) показаны оптический выход9 ячейки, шина 10 напряжения питания ишина 11 нулевого потенциала,Ячейка работает следующим образом.Наличие специфической характеристики лямбда-диода при соответствующем выборе величины сопротивления нагрузки ивеличины напряжения питания позволяетобеспечивать одну либо две устойчивые рабочие точки.При работе ячейки в режиме оптического инвертора напряжение питания выбирается таким, чтобы обеспечивалась толькоодна устойчивая т.А в исходном состоянии,когда фотоприемник(ФП) 3 не освещен, Принапряжениях Оотс = 5 - 7 В должно бытьЕпит 8 В. При включении питания напряжение на лямбда-диоде начинает вОзрастать и ячейка устанавливается в состояние,соответствующее т.А. Биспин-ФП 3 является одновременно и ограничительным сопротивлением, и сопротивлением, котороеизменяется под воздействием оптическогосигнала,Если рабочая т.А такова (а это легковыполнить), что ток через лямбда-диод 6 исветодиод 1 равняется рабочему току светодиода 1 (2 - 10 мА), то после включения пита, ния светодиод 1 включается, и наоптическом выходе устанавливается оптический сигнал, Если на оптический вход 5подать оптический сигнал, то сопротивление биспин-ФП 3 уменьшается, нагрузочная прямая из.состояния а (фиг.2) переходит в состояние б, при этом напряжение на лямбда-диоде увеличивается и рабочая т.А переходит скачком в состояние, соответствующее т, В, В этой точке ток через 5 лямбда-диод практически равен нулю, чтоприводит к гашению возбужденного светодиода 1. Пока на оптическом входе 5 присутствует оптический сигнал, на оптическом выходе ячейки оптический сигнал отсутству ет, светодиод 1 не возбужден. При снятиисигнала с входа 5 ячейка возвращается в исходное состояние, соответствующее т,А, так как увеличение суммарного сопротивления биспин-ФП 3 и светодиода 1 такое, что 15 нагрузочная прямая для лябда-диода 6 приданном напряжении питания не обеспечивает второго устойчивого состояния (т.В). В связи с этим данный режим соответствует режиму инвертирования входной информа ции, В режиме оптического инвертора необходимо, чтобы фотодиод 2 был не освещен.В этом режиме за счет специфической работы биспин-ФП 3, имеющего дополнительный вывод 8 (подложку), фотодиод 2 может 25 вообще отсутствовать, при этом вывод 8 вообще не задействован. Наличие фотодиода 2 и оптического входа 4 позволяет использовать этот вход в режиме оптического инвертора как дополнительный управляющил 30 вход, подача оптического сигнала на который, независимо от информации на оптическом входе 5, возбуждает светодиод 1 и сигнал на оптическом выходе 9, т,е. запрещает работу инвертора. Напряжение на элек трическом выходе в зависимости от положениярабочей точки (т.А или т,В) различается, что позволяетсниматьэлектрическийсигнал,соответствующий состоянию ячейки, причем это напряжение может изменяться от 1-2 В в одном 40 состоянии до напряжения питания в другом.При увеличении напряжения питаниядо 12-15 В легко обеспечить наряду с устойчивым состоянием (т.А) устойчивое или квазиустойчивое второе состояние (т,В). При 45 этом подача оптического сигнала на вход 5переводит ячейку из возбужденного состояния, соответствующего т.А, в другое услойчивое состояние, соответствующее т. В и выключенному светодиоду 1, Это состояние 50 сохраняется даже при снятии сигнала с входа 5, В этом состоянии возможна ситуация, когда на электрическом выходе будут происходить колебания уровня. Это обусловлено тем, что при снятии сигнала с входа 5 сопро тивление биспин-ФП увеличивается и рабочая точка В немного смещается влево, при этом напряжение на лямбда-диоде 6 уменьшается, а соответственно, на светодиоде 1 немного увеличивается, что вызывает уменьшение динамического сОпротивлениясветодиода 1, и, как следствие этого, обратное смещение т,В вправо, В этом состоянии легко достичь такого режима, когда светодиод 1 практически не излучает. Для перевода ячейки в состояние, когда светодиод 1 возбужден, необходимо подать оптический сигнал на фотодиод 2. В этом случае за счет возникновения тока подложки биспин-ФП 3 потенциал на запирающем электроде биспин-ФП 3, подключенном к электрическому выходу ячейки, падает до уровня, меньшего, чем напряжение От для лямбда-диода 6. В связи с этим происходит переключение ячейки в устойчивое состояние, соответствующее т.А, Таким образом, устройство выполняет в таком режиме функции . ЯЗ-триггера с оптическими входом и выходом, причем вход 5 является входом сброса, а вход 4 - входом установки в состояние, соответствующее возбужденному оптическому выходу.Светодиод 1 и биспин-ФП 3 могут быть совмещены, причем активный р-и-переход самого биспин-ФП 3 может одновременно излучать и являться светоизлучателем, если эти элементы выполнены на арсениде галлия. В этом случае светодиод 1 как отдельный элемент не нужен 5 Формула изобретенияОптоэлектронная бистабильная ячейка,содержащая фотодиод, светодиод и биспинфотоприемник, причем анод фотодиода икатод светодиода соединены с шиной нуле 10 вого потенциала ячейки, первый вывод биспин-фотоприемника соединен с шинойнапряжения питания ячейки, второй является электрическим выходом ячейки, а третийсоединен с анодом фотодиода, оптические15 входы биспин-фотоприемника и фотодиодаявляются соответственно Я- и Я-входамиячейки, оптический выход светодиода - оптическим выходом ячейки, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью расширения области примене 20 ния ячейки путем обеспечения возможности использования в качестве инвертора, онасодержитлямбда-диод, первый вывод которого соединен с вторым выводом биспин-фотоприемника, а второй - с катодом25 светодиода,