Автогенераторний перетворювач оптичного випромінювання для ІоТ систем

Abstract

В роботі представлено дослідження автогенераторного перетворювача оптичного випромінювання на основі транзисторної структури з від’ємним диференціальним опором, що дозволяє значно зменшити апаратні затрати в комп’ютерних та інформаційно-вимірювальних системах. Розроблено математичну модель опису роботи перетворювача, яка побудована на принципі перетворення енергії оптичного випромінювання в енергію змінного електричного поля на виході перетворювача, що дозволяє отримати параметричну залежність вихідної частоти перетворювача від параметрів чутливого елементу і параметрів автогенератора. чутливість розробленого автогенераторного перетворювача на основі фоточутливого МДН транзистора складає від 194 кГц/мкВт/см2 до 215,2 кГц/мкВт/см2 в діапазоні оптичної потужності 0 мкВт/см2 до 90 мкВт/см2.

The paper presents a study of a self-oscillating optical radiation converter based on a transistor structure with negative differential resistance, which allows to significantly reduce hardware costs in computer and information and measuring systems. A mathematical model for describing the operation of the converter has been developed, which is based on the principle of converting optical radiation energy into the energy of an alternating electric field at the converter output, which allows to obtain a parametric dependence of the converter output frequency on the parameters of the sensitive element and the parameters of the self-oscillating converter. The sensitivity of the developed self-oscillating converter based on a photosensitive MOSFET transistor is from 194 kHz/μW/cm2 to 215.2 kHz/μW/cm2 in the optical power range of 0 μW/cm2 to 90 μW/cm2.