Osnove fototransistora, sklopni dijagram, prednosti i primjena

Što je Phototransistor?

DO Fototransistor je elektronička sklopka i komponenta pojačanja struje koja se za rad oslanja na izloženost svjetlosti. Kad svjetlost padne na spoj, teče obrnuta struja koja je proporcionalna osvjetljenju. Fototransistori se opsežno koriste za otkrivanje svjetlosnih impulsa i pretvaranje u digitalne električne signale. Njima upravlja svjetlost, a ne električna struja. Pružajući veliku količinu dobitka, nisku cijenu i ovi fototransistori mogu se koristiti u brojnim aplikacijama.

Sposoban je pretvoriti svjetlosnu energiju u električnu. Fototranzistori rade na sličan način kao i fotootpornici poznatiji kao LDR (otpornik ovisan o svjetlu), ali sposobni su proizvesti i struju i napon, dok fotorezistori mogu stvarati struju samo zbog promjene otpora. Fototranzistori su tranzistori s otvorenim osnovnim priključkom. Umjesto slanja struje u bazu, fotoni od udarnog svjetla aktiviraju tranzistor. To je zato što je fototranzistor napravljen od bipolarnog poluvodiča i fokusira energiju koja kroz njega prolazi. Oni se aktiviraju svjetlosnim česticama i koriste se u gotovo svim elektroničkim uređajima koji na neki način ovise o svjetlosti. Svi silicijski fotosenzori (fototranzistori) reagiraju na čitav raspon vidljivog zračenja, kao i na infracrvenu. Zapravo, sve diode, tranzistori, Darlingtonovi, trijaci itd. Imaju isti osnovni frekvencijski odziv zračenja.

The struktura od fototransistor je posebno optimiziran za foto aplikacije. U usporedbi s normalnim tranzistorom, fototranzistor ima veću bazu i širinu kolektora i izrađen je pomoću difuzijske ili ionske implantacije.

Karakteristike :

• Povoljna vidljiva i bliska IR fotodetekcija.
• Dostupno s dobicima od 100 do preko 1500.
• Umjereno brzo vrijeme odziva.
• Dostupno u širokom rasponu paketa, uključujući tehnologiju presvučene epoksidnim premazom, tehnologijom prelijevanja i površinske ugradnje.
• Električne karakteristike bile su slične karakteristikama signalni tranzistori .

DO fototransistor nije ništa drugo nego obični bipolarni tranzistor u kojem je osnovno područje izloženo osvjetljenju. Dostupan je u tipovima P-N-P i N-P-N koji imaju različite konfiguracije poput zajedničkog emitora, zajedničkog kolektora i zajedničke baze. Uobičajeni emiter konfiguracija se obično koristi. Može raditi i dok je baza otvorena. U usporedbi s konvencionalnim tranzistorom ima više baze i kolektora. Drevni fototransistori koristili su poluvodičke materijale poput silicija i germanija, ali danas moderne komponente koriste materijale poput galija i arsenida za visoku učinkovitost. Baza je kabel odgovoran za aktiviranje tranzistora. To je uređaj za upravljanje vratima za veću električnu opskrbu. Kolektor je pozitivni kabel i veća opskrba električnom energijom. Emiter je negativni kabel i izlaz za veću električnu opskrbu.

Izgradnja foto tranzistora

Bez pada svjetlosti na uređaj doći će do malog protoka struje zbog termički generiranih parova rupa-elektron, a izlazni napon iz kruga bit će nešto manji od opskrbne vrijednosti zbog pada napona na otporniku opterećenja R. S svjetlom padajući na spoj kolektor-baza struja se povećava. S otvorenim krugom osnovnog spoja, struja kolektor-baza mora teći u krugu baza-emiter i stoga struja koja se pojačava pojačava normalnim djelovanjem tranzistora. Spoj kolektor-baza vrlo je osjetljiv na svjetlost. Njegovo radno stanje ovisi o jačini svjetlosti. Osnovna struja iz upadnih fotona pojačava se pojačanjem tranzistora, što rezultira pojačanjima struje u rasponu od stotina do nekoliko tisuća. Fototranzistor je 50 do 100 puta osjetljiviji od fotodiode s nižom razinom buke.

Krug fototransistora:

Fototranzistor djeluje poput uobičajenog tranzistora, gdje se osnovna struja množi dajući kolektorsku struju, osim što se u fototranzistoru osnovna struja kontrolira količinom vidljive ili infracrvene svjetlosti gdje uređaj treba samo 2 pina.

Kružni dijagram fototransistora

U jednostavan sklop , pod pretpostavkom da ništa nije povezano s Voutom, osnovna struja kontrolirana količinom svjetlosti odredit će kolektorsku struju, koja je struja koja prolazi kroz otpor. Stoga će se napon na Voutu kretati visok i nizak ovisno o količini svjetlosti. To možemo povezati s opcijskim pojačalom za pojačavanje signala ili izravno na ulaz mikrokontrolera. Izlaz fototransistora ovisi o valnoj duljini upadne svjetlosti. Ovi uređaji reagiraju na svjetlost u širokom rasponu valnih duljina od bliskog UV-a, preko vidljivog do bliskog IR dijela spektra. Za određenu razinu osvjetljenja izvora svjetlosti, izlaz fototranzistora definiran je površinom izloženog spoja kolektor-baza i jednosmjernim pojačanjem tranzistora

Fototranzistori su dostupni u različitim konfiguracijama poput optičkog izolatora, optičke sklopke, retro senzora. Optoizolator je sličan transformatoru po tome što je izlaz električno izoliran od ulaza. Predmet se detektira kad uđe u procjep optičke sklopke i blokira svjetlosni put između emitera i detektora. Retro senzor otkriva prisutnost predmeta generirajući svjetlost, a zatim traži njegovu refleksiju od objekta koji treba osjetiti.

Prednosti fototransistora:

Fototranzistori imaju nekoliko važnih prednosti koje ih odvajaju od drugog optičkog senzora, a neki od njih su spomenuti u nastavku

• Fototranzistori proizvode veću struju od fotodioda.
• Fototranzistori su relativno jeftini, jednostavni i dovoljno mali da nekoliko njih stane na jedan integrirani računalni čip.
• Fototranzistori su vrlo brzi i sposobni su pružiti gotovo trenutni izlaz.
• Fototranzistori proizvode napon, a fotootpornici to ne mogu učiniti.

Mane fototransistora:

• Fototranzistori izrađeni od silicija nisu sposobni nositi napone veće od 1.000 Volti.
• Fototranzistori su također osjetljiviji na udare i skokove električne energije, kao i na elektromagnetsku energiju.
• Fototransistori također ne dopuštaju elektronima da se kreću onako slobodno kao što to rade drugi uređaji, poput elektronskih cijevi.

Primjene fototransistora

Područja primjene Phototransistora uključuju:

• Čitači bušenja.
• Sigurnosni sustavi
• Koderi - izmjeriti brzinu i smjer
• Fotografija IR detektora
• električne komande
• Računalna logička kola.
• Releji
• Kontrola osvjetljenja (autoceste itd.)
• Oznaka razine
• Sustavi brojanja

Dakle, ovdje se radi o pregledu a fototransistor . Iz gornjih podataka konačno možemo zaključiti da se fototranzistori široko koriste u različitim elektroničkim uređajima za otkrivanje svjetlosti kao što su infracrveni prijemnik, detektori dima, laseri, CD uređaji itd. Evo pitanja za vas, koja je razlika između fototransistora i fotodetektor?