Grunnleggende om fototransistor, kretsdiagram, fordeler og applikasjoner

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Hva er fototransistor?

TIL Fototransistor er en elektronisk koblings- og strømforsterkningskomponent som er avhengig av eksponering for lys for å fungere. Når lys faller på krysset, strømmer omvendt strøm som er proporsjonal med luminansen. Fototransistorer brukes mye for å oppdage lyspulser og konvertere dem til digitale elektriske signaler. Disse drives av lys i stedet for elektrisk strøm. Å gi en stor mengde gevinst, lave kostnader, og disse fototransistorer kan brukes i mange applikasjoner.

Den er i stand til å konvertere lysenergi til elektrisk energi. Fototransistorer fungerer på samme måte som fotoresistorer kjent som LDR (lysavhengig motstand), men er i stand til å produsere både strøm og spenning mens fotoresistorer bare er i stand til å produsere strøm på grunn av endring i motstand. Fototransistorer er transistorer med baseterminalen utsatt. I stedet for å sende strøm inn i basen, aktiverer fotoner fra slående lys transistoren. Dette er fordi en fototransistor er laget av en bipolar halvleder og fokuserer energien som føres gjennom den. Disse aktiveres av lyspartikler og brukes i praktisk talt alle elektroniske enheter som avhenger av lys på en eller annen måte. Alle silisiumfotosensorer (fototransistorer) reagerer på hele det synlige strålingsområdet og på infrarødt. Faktisk har alle dioder, transistorer, Darlington’s, triacs, etc. den samme grunnleggende strålingsfrekvensresponsen.




De struktur av fototransistor er spesielt optimalisert for fotoapplikasjoner. Sammenlignet med en normal transistor har en fototransistor større base- og samlerbredde og er laget ved hjelp av diffusjon eller ionimplantasjon.

Fototransistor Kjennetegn :

  • Rimelig synlig og nær-IR fotodeteksjon.
  • Tilgjengelig med gevinster fra 100 til over 1500.
  • Moderat raske responstider.
  • Tilgjengelig i et bredt spekter av pakker, inkludert epoksybelagt, overføringsstøpt og overflatemonteringsteknologi.
  • Elektriske egenskaper lignet på signaltransistorer .

TIL fototransistor er ingenting annet enn en vanlig bi-polær transistor der basisområdet er utsatt for belysningen. Den er tilgjengelig i både P-N-P og N-P-N typer som har forskjellige konfigurasjoner som vanlig emitter, felles kollektor og felles base. Vanlig emitter konfigurasjon brukes vanligvis. Det kan også fungere mens basen er åpen. Sammenlignet med den konvensjonelle transistoren har den flere base- og kollektorområder. Gamle fototransistorer brukte enkle halvledermaterialer som silisium og germanium, men nå bruker dagens komponenter komponenter som gallium og arsenid for høyeffektivitetsnivåer. Basen er ledelsen som er ansvarlig for å aktivere transistoren. Det er portkontrollerenheten for større strømforsyning. Samleren er den positive ledningen og den større strømforsyningen. Emitteren er den negative ledningen og utløpet for større strømforsyning.



Fototransistor

Photo Transistor Construction

Uten lys som faller på enheten, vil det være en liten strømstrøm på grunn av termisk genererte hull-elektronpar, og utgangsspenningen fra kretsen vil være litt mindre enn forsyningsverdien på grunn av spenningsfallet over belastningsmotstanden R. Med lys faller på samlebase-krysset øker strømmen. Når basetilkoblingens åpne krets er, må kollektorbasestrømmen strømme i base-emitterkretsen, og dermed forsterkes strømmen ved normal transistorhandling. Samler-base-krysset er veldig følsomt for lys. Driftstilstanden avhenger av lysintensiteten. Basestrømmen fra de innfallende fotonene forsterkes av forsterkningen til transistoren, noe som resulterer i strømforsterkninger som varierer fra hundrevis til flere tusen. En fototransistor er 50 til 100 ganger mer følsom enn en fotodiode med lavere støynivå.

Fototransistorkrets:

En fototransistor fungerer akkurat som en normal transistor, der basestrømmen multipliseres for å gi kollektorstrømmen, bortsett fra at i en fototransistor styres basestrømmen av mengden synlig eller infrarødt lys der enheten bare trenger 2 pinner.


Fototransistorkrets

Fototransistor kretsdiagram

I enkel krets , forutsatt at ingenting er koblet til Vout, vil basestrømmen styrt av mengden lys bestemme samlerstrømmen, som er strømmen som går gjennom motstanden. Derfor vil spenningen ved Vout bevege seg høyt og lavt basert på lysmengden. Vi kan koble dette til en op-amp for å øke signalet eller direkte til en inngang fra en mikrokontroller. Utgangen fra en fototransistor er avhengig av bølgelengden til det innfallende lyset. Disse enhetene reagerer på lys over et bredt spekter av bølgelengder fra nær UV, gjennom den synlige og inn i den nærmeste IR-delen av spekteret. For et gitt belysningsnivå for lyskilden, defineres utgangen fra en fototransistor av området for den eksponerte samlerbaseovergangen og transistorens likestrømforsterkning

Fototransistorer har forskjellige konfigurasjoner som optoisolator, optisk bryter, retro sensor. Optoisolator ligner en transformator ved at utgangen er elektrisk isolert fra inngangen. Et objekt oppdages når det kommer inn i gapet til den optiske bryteren og blokkerer lysveien mellom emitteren og detektoren. Retrosensoren oppdager tilstedeværelsen av et objekt ved å generere lys og deretter lete etter dets refleksjon fra objektet som skal registreres.

Fordeler med fototransistorer:

Fototransistorer har flere viktige fordeler som skiller dem fra en annen optisk sensor, noen av dem er nevnt nedenfor

  • Fototransistorer produserer høyere strøm enn fotodioder.
  • Fototransistorer er relativt billige, enkle og små nok til å passe flere av dem på en enkelt integrert datamaskinbrikke.
  • Fototransistorer er veldig raske og er i stand til å gi nesten øyeblikkelig utgang.
  • Fototransistorer produserer en spenning, at fotomotstander ikke kan gjøre det.

Ulemper med fototransistorer:

  • Fototransistorer som er laget av silisium er ikke i stand til å håndtere spenninger over 1000 volt.
  • Fototransistorer er også mer sårbare for spenninger og pigger av elektrisitet, så vel som elektromagnetisk energi.
  • Fototransistorer tillater heller ikke elektroner å bevege seg så fritt som andre enheter gjør, for eksempel elektronrør.

Anvendelser av fototransistorer

Anvendelsesområdene for fototransistoren inkluderer:

  • Stansekortlesere.
  • Sikkerhetssystemer
  • Kodere - måle hastighet og retning
  • IR-detektorer bilde
  • elektriske kontroller
  • Datalogikkretser.
  • Reléer
  • Lysstyring (motorveier osv.)
  • Nivåindikasjon
  • Tellesystemer

Dermed handler alt om en oversikt over en fototransistor . Fra informasjonen ovenfor til slutt, kan vi konkludere med at fototransistorer er mye brukt i forskjellige elektroniske enheter for å oppdage lys som infrarød mottaker, røykdetektorer, lasere, CD-spillere osv. Her er et spørsmål for deg, hva er forskjellen mellom fototransistor og fotodetektor?