Fototransistori põhitõed, vooluringi skeem, eelised ja rakendused

Mis on fototransistor?

TO Fototransistor on elektrooniline lülitus- ja vooluvõimenduskomponent, mis sõltub töötamiseks valguse käes. Kui valgus langeb ristmikule, voolab vastupidine vool, mis on proportsionaalne heledusega. Fototransistore kasutatakse laialdaselt valguse impulsside tuvastamiseks ja nende digitaalseks elektrisignaaliks muundamiseks. Neid juhitakse pigem valguse kui elektrivoolu abil. Suure võimenduse, madala hinna ja fototransistoreid võib kasutada paljudes rakendustes.

See on võimeline muundama valgusenergiat elektrienergiaks. Fototransistorid töötavad sarnaselt fototakistitega, mida tavaliselt nimetatakse LDR-ks (valgust sõltuv takisti), kuid nad suudavad toota nii voolu kui ka pinget, samal ajal kui fototakistid suudavad voolu tekitada ainult takistuse muutumise tõttu. Fototransistorid on transistorid, mille alusklemm on avatud. Aluse voolu saatmise asemel aktiveerivad löögivalguse footonid transistori. Seda seetõttu, et fototransistor on valmistatud bipolaarsest pooljuhist ja koondab sellest läbitava energia. Neid aktiveerivad valgusosakesed ja neid kasutatakse praktiliselt kõigis elektroonilistes seadmetes, mis sõltuvad mingil viisil valgusest. Kõik räni fotosensorid (fototransistorid) reageerivad nii nähtavale kiirguse vahemikule kui ka infrapunale. Tegelikult on kõigil dioodidel, transistoridel, Darlingtoni, triaakidel jms sama põhiline kiirgussagedus.

The struktuur selle fototransistor on spetsiaalselt optimeeritud fotorakenduste jaoks. Võrreldes tavalise transistoriga on fototransistori alus ja kollektori laius suurem ning selle valmistamiseks kasutatakse difusiooni või iooni implantatsiooni.

Omadused:

• Odav nähtav ja infrapunalähedane fototuvastus.
• Saadaval kasumiga 100 kuni üle 1500.
• Mõõdukalt kiire reageerimisaeg.
• Saadaval laias valikus pakendeid, sealhulgas epoksükattega, ülekandevormitud ja pinnale paigaldamise tehnoloogia.
• Elektrilised omadused olid sarnased signaalitransistorid .

TO fototransistor ei ole midagi muud kui tavaline kahepolaarne transistor, milles baaspiirkond on valgustusele avatud. See on saadaval nii P-N-P kui ka N-P-N tüüpides, millel on erinevad konfiguratsioonid nagu tavaline emitter, ühine kollektor ja ühine alus. Tavaline kiirgaja seadistamine kasutatakse tavaliselt. See võib töötada ka siis, kui alus on avatud. Tavapärase transistoriga võrreldes on sellel rohkem alus- ja kollektoripindu. Iidsetes fototransistorides kasutati üksikuid pooljuhtmaterjale nagu räni ja germaanium, kuid nüüdisaegsetes komponentides kasutatakse kõrge efektiivsusega materjalide jaoks näiteks galliumit ja arseeniidi. Alus on transistori aktiveerimise eest vastutav juhe. See on väravakontrolleri seade suurema elektrivarustuse jaoks. Kollektor on positiivne plii ja suurem elektrivarustus. Emitter on negatiivne plii ja suurema elektrivarustuse väljalaskeava.

Foto transistori ehitus

Kui seadmele ei kuku valgust, tekib termiliselt tekitatud auk-elektronpaaride tõttu väike vooluhulk ja vooluahela väljundpinge on veidi väiksem kui toiteväärtus koormustakisti R pingelanguse tõttu. kukkudes kollektori ja aluse ristmikule suureneb vooluhulk. Aluseühenduse avatud vooluringi korral peab kollektori-aluse vool voolama aluse-emitteri ahelas ja seega võimendab voolavat voolu tavalise transistori toimega. Kollektori ja aluse ristmik on valgustundlik. Selle töötingimused sõltuvad valguse intensiivsusest. Sisenevate footonite baasvoolu võimendab transistori võimendus, mille tulemuseks on voolutugevus, mis ulatub sadadest mitme tuhandeni. Fototransistor on 50–100 korda tundlikum kui madalama müratasemega fotodiood.

Fototransistori ahel:

Fototransistor töötab täpselt nagu tavaline transistor, kus baasivool korrutatakse kollektori voolu saamiseks, välja arvatud see, et fototransistoris juhitakse baasivoolu nähtava või infrapunavalguse hulga järgi, kus seade vajab ainult 2 tihvti.

Fototransistori vooluahela skeem

Aastal lihtne vooluring eeldades, et Voutiga pole midagi ühendatud, määrab valguse hulga abil juhitav baasvool kollektori voolu, mis on takisti läbiv vool. Seetõttu liigub Vouti pinge valguse hulga põhjal kõrgeks ja madalaks. Saame selle ühendada signaali võimendamiseks op-amp-võimendiga või otse mikrokontrolleri sisendiga. Fototransistori väljund sõltub langeva valguse lainepikkusest. Need seadmed reageerivad valgusele lainepikkuste laias vahemikus alates UV-kiirgusest läbi spektri nähtava ja IR-i lähedase osa. Antud valgusallika valgustustaseme jaoks on fototransistori väljund määratletud avatud kollektori ja aluse ristmiku pindala ja transistori alalisvoolu võimenduse järgi

Fototransistorid pakuvad erinevaid konfiguratsioone, nagu optoisolaator, optiline lüliti, retroandur. Optoisolaator on sarnane trafole selle poolest, et väljund on sisendist elektriliselt eraldatud. Objekt tuvastatakse, kui see siseneb optilise lüliti pilusse ja blokeerib valgusraja emitteri ja detektori vahel. Retroandur tuvastab objekti olemasolu, genereerides valgust ja otsides seejärel selle peegelduvust tajutavast objektist välja.

Fototransistorite eelised:

Fototransistoridel on mitmeid olulisi eeliseid, mis eraldavad neid teisest optilisest andurist, millest mõnda neist nimetatakse allpool

• Fototransistorid toodavad suuremat voolu kui fotodioodid.
• Fototransistorid on suhteliselt odavad, lihtsad ja piisavalt väikesed, et mahutada mitu neist ühele integreeritud arvutikiibile.
• Fototransistorid on väga kiired ja suudavad pakkuda peaaegu hetkelist väljundit.
• Fototransistorid toodavad pinget, mida fototakistid ei suuda.

Fototransistorite puudused:

• Räni fototransistorid ei suuda üle 1000 V pinget hallata.
• Fototransistorid on ka haavatavamad nii elektri kui ka elektromagnetilise energia järskude tõusude ja hoogude suhtes.
• Fototransistorid ei lase ka elektronidel nii vabalt liikuda kui teistel seadmetel, näiteks elektrontorudel.

Fototransistorite rakendused

Fototransistori kasutusvaldkonnad on järgmised:

• Perfokaardilugejad.
• Turvasüsteemid
• Kodeerijad - mõõta kiirust ja suund
• IR-detektorite foto
• elektrilised juhtimisseadmed
• Arvutiloogika vooluringid.
• Releed
• Valgustuse juhtimine (maanteed jne)
• Taseme tähis
• Loendussüsteemid

Seega on see kõik ülevaade a fototransistor . Lõpuks võime ülaltoodud teabe põhjal järeldada, et fototransistore kasutatakse laialdaselt erinevates elektroonilistes seadmetes valguse tuvastamiseks, näiteks infrapuna vastuvõtja, suitsuandurid, laserid, CD-mängijad jne. Siin on teie jaoks küsimus, mis vahe on fototransistoril ja fotodetektor?