Fototransistor Grundlæggende, kredsløbsdiagram, fordele og applikationer

Hvad er fototransistor?

TIL Fototransistor er en elektronisk koblings- og strømforstærkningskomponent, der er afhængig af eksponering for lys for at fungere. Når lys falder på krydset, strømmer omvendt strøm, som er proportional med luminansen. Fototransistorer bruges i vid udstrækning til at detektere lysimpulser og konvertere dem til digitale elektriske signaler. Disse drives af lys snarere end elektrisk strøm. Tilvejebringelse af en stor mængde forstærkning, lave omkostninger, og disse fototransistorer kan bruges i adskillige applikationer.

Det er i stand til at konvertere lysenergi til elektrisk energi. Fototransistorer fungerer på samme måde som fotoresistorer, almindeligvis kendt som LDR (lysafhængig modstand), men er i stand til at producere både strøm og spænding, mens fotoresistorer kun er i stand til at producere strøm på grund af ændring i modstand. Fototransistorer er transistorer med baseterminalen eksponeret. I stedet for at sende strøm ind i basen aktiverer fotoner fra slående lys transistoren. Dette skyldes, at en fototransistor er lavet af en bipolar halvleder og fokuserer den energi, der ledes igennem den. Disse aktiveres af lyspartikler og bruges i stort set alle elektroniske enheder, der afhænger af lys på en eller anden måde. Alle silicium-fotosensorer (fototransistorer) reagerer på hele det synlige strålingsområde såvel som på infrarødt. Faktisk har alle dioder, transistorer, Darlingtons, triacs osv. Den samme grundlæggende strålingsfrekvensrespons.

Det struktur af fototransistor er specielt optimeret til fotoapplikationer. Sammenlignet med en normal transistor har en fototransistor en større base- og kollektorbredde og er lavet ved hjælp af diffusion eller ionimplantation.

Egenskaber :

• Billig synlig og næsten IR-fotodetektion.
• Fås med gevinster fra 100 til over 1500.
• Moderat hurtige svartider.
• Fås i en lang række pakker inklusive epoxy-belagt, transferformet og overflademonteringsteknologi.
• Elektriske egenskaber svarede til signaltransistorer .

TIL fototransistor er intet andet end en almindelig bi-polær transistor, hvor basisområdet udsættes for belysning. Den fås i både P-N-P og N-P-N typer, der har forskellige konfigurationer som fælles emitter, fælles solfanger og fælles base. Fælles emitter konfiguration anvendes generelt. Det kan også fungere, mens basen er åben. Sammenlignet med den konventionelle transistor har den flere base- og kollektorområder. Gamle fototransistorer brugte enkelte halvledermaterialer som silicium og germanium, men nu bruger en dags moderne komponenter materialer som gallium og arsenid til højeffektivitetsniveauer. Basen er ledningen, der er ansvarlig for aktivering af transistoren. Det er gate-controller-enheden til den større strømforsyning. Samleren er den positive ledning og den større strømforsyning. Emitteren er den negative ledning og stikkontakten for den større strømforsyning.

Fototransistorkonstruktion

Uden lys, der falder på enheden, vil der være en lille strømflow på grund af termisk genererede hul-elektronpar, og udgangsspændingen fra kredsløbet vil være lidt mindre end forsyningsværdien på grund af spændingsfaldet over belastningsmodstanden R. Med lys falder på samler-base-krydset, øges strømmen. Med basisforbindelsens åbne kredsløb skal kollektorbasestrømmen strømme i base-emitterkredsløbet, og derfor forstærkes den strøm, der strømmer, ved normal transistorhandling. Samler-base-krydset er meget følsomt over for lys. Dets arbejdstilstand afhænger af lysets intensitet. Basisstrømmen fra de indfaldende fotoner forstærkes af forstærkning af transistoren, hvilket resulterer i strømforøgelser, der spænder fra hundreder til flere tusinde. En fototransistor er 50 til 100 gange mere følsom end en fotodiode med et lavere støjniveau.

Fototransistor kredsløb:

En fototransistor fungerer ligesom en normal transistor, hvor basisstrømmen multipliceres for at give kollektorstrømmen, bortset fra at i en fototransistor styres basisstrømmen af ​​mængden af ​​synligt eller infrarødt lys, hvor enheden kun har brug for 2 ben.

Fototransistor kredsløbsdiagram

I simpelt kredsløb forudsat at intet er forbundet til Vout, vil basisstrømmen, der styres af lysmængden, bestemme kollektorstrømmen, som er den strøm, der går gennem modstanden. Derfor vil spændingen ved Vout bevæge sig høj og lav baseret på lysmængden. Vi kan forbinde dette til en op-forstærker for at booste signalet eller direkte til en input fra en mikrocontroller. Outputtet fra en fototransistor afhænger af bølgelængden af ​​det indfaldende lys. Disse enheder reagerer på lys over en bred vifte af bølgelængder fra den nærmeste UV, gennem den synlige og ind i den nærmeste IR-del af spektret. For et givet lyskildebelysningsniveau defineres output fra en fototransistor af området for den eksponerede kollektor-base-forbindelse og transistorens jævnstrømforstærkning

Fototransistorer fås i forskellige konfigurationer som optoisolator, optisk switch, retro sensor. Optoisolator svarer til en transformer, idet udgangen er elektrisk isoleret fra indgangen. Et objekt detekteres, når det kommer ind i afstanden til den optiske switch og blokerer lysstien mellem emitteren og detektoren. Retrosensoren registrerer tilstedeværelsen af ​​et objekt ved at generere lys og derefter lede efter dets reflektion fra det objekt, der skal registreres.

Fordele ved fototransistorer:

Fototransistorer har flere vigtige fordele, der adskiller dem fra en anden optisk sensor, nogle af dem er nævnt nedenfor

• Fototransistorer producerer højere strøm end fotodioder.
• Fototransistorer er relativt billige, enkle og små nok til at passe flere af dem på en enkelt integreret computerchip.
• Fototransistorer er meget hurtige og er i stand til at levere næsten øjeblikkelig output.
• Fototransistorer producerer en spænding, at fotomodstande ikke kan gøre det.

Ulemper ved fototransistorer:

• Fototransistorer, der er lavet af silicium, er ikke i stand til at håndtere spændinger over 1.000 volt.
• Fototransistorer er også mere sårbare over for overspændinger og spidser af elektricitet såvel som elektromagnetisk energi.
• Fototransistorer tillader heller ikke elektroner at bevæge sig så frit som andre enheder gør, såsom elektronrør.

Anvendelser af fototransistorer

Anvendelsesområderne for fototransistoren inkluderer:

• Punch-kort læsere.
• Sikkerhedssystemer
• Kodere - måle hastighed og retning
• IR-detektorer foto
• elektriske kontroller
• Computer logik kredsløb.
• Relæer
• Lysstyring (motorveje osv.)
• Niveauindikation
• Tællesystemer

Således handler alt om en oversigt over en fototransistor . Af ovenstående information kan vi endelig konkludere, at fototransistorer er meget udbredt i forskellige elektroniske enheder til detektering af lys, såsom infrarød modtager, røgdetektorer, lasere, cd-afspillere osv. fotodetektor?