Ce este fototranzistorul?
LA Fototranzistor este o componentă electronică de comutare și amplificare a curentului care se bazează pe expunerea la lumină pentru a funcționa. Când lumina cade pe joncțiune, curentul invers curge proporțional cu luminanța. Fototranzistoarele sunt utilizate pe scară largă pentru a detecta impulsurile de lumină și a le converti în semnale electrice digitale. Acestea sunt acționate mai degrabă de lumină decât de curent electric. Furnizarea unei cantități mari de câștig, costuri reduse și aceste fototranzistori ar putea fi utilizate în numeroase aplicații.
Este capabil să transforme energia luminii în energie electrică. Fototranzistoarele funcționează într-un mod similar cu fotorezistoarele cunoscute în mod obișnuit ca LDR (rezistență dependentă de lumină), dar sunt capabile să producă atât curent, cât și tensiune, în timp ce fotorezistoarele sunt capabile să producă curent doar datorită schimbării rezistenței. Fototransistorii sunt tranzistori cu terminalul de bază expus. În loc să trimită curent în bază, fotonii de la lumina izbitoare activează tranzistorul. Acest lucru se datorează faptului că un fototranzistor este format dintr-un semiconductor bipolar și focalizează energia care este trecută prin el. Acestea sunt activate de particule de lumină și sunt utilizate în aproape toate dispozitivele electronice care depind într-un fel de lumină. Toți fotosenzorii din siliciu (fototransistori) răspund la întreaga gamă de radiații vizibile, precum și la infraroșu. De fapt, toate diodele, tranzistoarele, Darlington, triac-urile etc. au același răspuns de frecvență de radiație de bază.
structura din fototranzistor este optimizat special pentru aplicații foto. Comparativ cu un tranzistor normal, un fototranzistor are o bază și o lățime mai mare a colectorului și este realizat folosind difuzie sau implantare de ioni.
Caracteristici:
Caracteristici: - Fotodetecție vizibilă și aproape IR cu costuri reduse.
- Disponibil cu câștiguri de la 100 la peste 1500.
- Timp de răspuns moderat rapid.
- Disponibil într-o gamă largă de pachete, inclusiv tehnologie de montare pe suprafață, acoperită cu strat epoxidic, turnată prin transfer.
- Caracteristicile electrice au fost similare cu cele ale tranzistori de semnal .
LA fototranzistor nu este altceva decât un tranzistor bi-polar obișnuit în care regiunea de bază este expusă la iluminare. Este disponibil în ambele tipuri P-N-P și N-P-N având configurații diferite, cum ar fi emițător comun, colector comun și bază comună. Emițător comun configurare se folosește în general. Poate funcționa și în timp ce baza este deschisă. În comparație cu tranzistorul convențional, are mai multe zone de bază și colector. Fototranzistoarele antice foloseau materiale semiconductoare unice, cum ar fi siliciu și germaniu, dar acum componentele moderne folosesc materiale precum galiul și arsenura pentru niveluri de eficiență ridicată. Baza este cablul responsabil pentru activarea tranzistorului. Este dispozitivul de control al porții pentru alimentarea electrică mai mare. Colectorul este cablul pozitiv și alimentarea electrică mai mare. Emițătorul este cablul negativ și priză pentru alimentarea electrică mai mare.
Construcție foto tranzistor
Fără lumină care cade pe dispozitiv, va exista un flux mic de curent datorat perechilor găuri-electroni generate termic, iar tensiunea de ieșire din circuit va fi puțin mai mică decât valoarea de alimentare din cauza căderii de tensiune peste rezistorul de sarcină R. căzând pe joncțiunea colector-bază, curentul de curent crește. Cu circuitul deschis al conexiunii de bază, curentul colector-bază trebuie să curgă în circuitul emițătorului de bază și, prin urmare, curentul care curge este amplificat prin acțiunea normală a tranzistorului. Joncțiunea colector-bază este foarte sensibilă la lumină. Starea sa de lucru depinde de intensitatea luminii. Curentul de bază din fotonii incidenți este amplificat de câștigul tranzistorului, rezultând câștiguri de curent care variază de la sute la câteva mii. Un fototranzistor este de 50 până la 100 de ori mai sensibil decât o fotodiodă cu un nivel mai mic de zgomot.
Circuit fototranzistor:
Un fototranzistor funcționează la fel ca un tranzistor normal, unde curentul de bază este înmulțit pentru a da curentul colectorului, cu excepția faptului că într-un fototranzistor, curentul de bază este controlat de cantitatea de lumină vizibilă sau infraroșie în care dispozitivul are nevoie doar de 2 pini.
Diagrama circuitului fototranzistorului
În circuit simplu , presupunând că nimic nu este conectat la Vout, curentul de bază controlat de cantitatea de lumină va determina curentul colector, care este curentul care trece prin rezistor. Prin urmare, tensiunea la Vout se va deplasa în sus și în jos pe baza cantității de lumină. Putem conecta acest lucru la un amplificator op pentru a crește semnalul sau direct la o intrare a unui microcontroler. Ieșirea unui fototranzistor depinde de lungimea de undă a luminii incidente. Aceste dispozitive răspund la lumină pe o gamă largă de lungimi de undă de la UV aproape, prin vizibil și în partea IR apropiată a spectrului. Pentru un anumit nivel de iluminare a sursei de lumină, ieșirea unui fototranzistor este definită de zona joncțiunii expuse colector-bază și câștigul de curent continuu al tranzistorului
Fototranzistoarele dispun de diferite configurații precum optoizolator, comutator optic, senzor retro. Optoizolator este similar cu un transformator prin faptul că ieșirea este izolată electric de intrare. Un obiect este detectat atunci când intră în spațiul comutatorului optic și blochează calea luminii între emițător și detector. Senzorul retro detectează prezența unui obiect generând lumină și apoi căutând reflectanța acestuia în afara obiectului de simțit.
Avantajele fototransistorilor:
Fototranzistoarele au câteva avantaje importante care le separă de un alt senzor optic, unele dintre ele fiind menționate mai jos
- Fototransistorii produc curent mai mare decât fotodiodele.
- Fototranzistoarele sunt relativ ieftine, simple și suficient de mici pentru a se potrivi mai multor dintre ele pe un singur cip de computer integrat.
- Fototranzistoarele sunt foarte rapide și sunt capabile să ofere ieșiri aproape instantanee.
- Fototranzistoarele produc o tensiune, pe care foto-rezistoarele nu o pot face.
Dezavantaje ale fototransistorilor:
- Fototranzistoarele fabricate din siliciu nu sunt capabile să manipuleze tensiuni de peste 1000 de volți.
- Fototransistorii sunt, de asemenea, mai vulnerabili la supratensiuni și vârfuri de electricitate, precum și la energie electromagnetică.
- Fototransistorii nu permit, de asemenea, electronii să se miște la fel de liber ca și alte dispozitive, cum ar fi tuburile de electroni.
Aplicații ale fototranzistoarelor
Domeniile de aplicare pentru fototranzistor includ:
- Cititoare de carduri perforate.
- Sisteme de securitate
- Codificatoare - masura viteza și direcția
- Foto detectoare IR
- comenzi electrice
- Circuite logice computerizate.
- Relee
- Controlul iluminatului (autostrăzi etc.)
- Indicarea nivelului
- Sisteme de numărare
Astfel, este vorba despre o privire de ansamblu asupra unui fototranzistor . Din informațiile de mai sus, putem concluziona că fototranzistoarele sunt utilizate pe scară largă în diferite dispozitive electronice pentru detectarea luminii, cum ar fi receptorul cu infraroșu, detectoarele de fum, lasere, CD playere, etc. Iată o întrebare pentru dvs., care este diferența dintre fototranzistor și fotodetector?
