Čo je fototranzistor?
TO Fototranzistor je komponent elektronického spínania a zosilňovania prúdu, ktorý sa pri prevádzke spolieha na vystavenie svetlu. Keď svetlo dopadne na križovatku, tečie reverzný prúd, ktorý je úmerný jasu. Fototranzistory sa vo veľkej miere používajú na detekciu svetelných impulzov a na ich prevod na digitálne elektrické signály. Sú prevádzkované skôr svetlom ako elektrickým prúdom. Tieto fototranzistory poskytujú veľké množstvo zisku, nízku cenu a môžu sa použiť v mnohých aplikáciách.
Je schopný premieňať svetelnú energiu na elektrickú. Fototranzistory pracujú podobným spôsobom ako fotorezistory bežne známe ako LDR (rezistor závislý od svetla), sú však schopné produkovať prúd aj napätie, zatiaľ čo fotorezistory sú schopné produkovať prúd iba kvôli zmene odporu. Fototranzistory sú tranzistory s odkrytou základnou svorkou. Namiesto vysielania prúdu do základne fotóny z dopadajúceho svetla aktivujú tranzistor. Je to preto, že fototranzistor je vyrobený z bipolárneho polovodiča a sústreďuje energiu, ktorá ním prechádza. Tieto sú aktivované svetelnými časticami a používajú sa prakticky vo všetkých elektronických zariadeniach, ktoré nejakým spôsobom závisia od svetla. Všetky kremíkové fotosenzory (fototranzistory) reagujú na celý rozsah viditeľného žiarenia aj na infračervené žiarenie. V skutočnosti majú všetky diódy, tranzistory, Darlingtonove diody, triaky atď. Rovnakú základnú frekvenčnú odozvu.
The štruktúra z fototranzistor je špeciálne optimalizovaný pre fotografické aplikácie. V porovnaní s normálnym tranzistorom má fototranzistor väčšiu základňu a šírku kolektora a je vyrobený pomocou difúzie alebo implantácie iónov.
Charakteristika:
Charakteristika: - Lacná viditeľná a blízka IR fotodetekcia.
- K dispozícii so ziskom od 100 do viac ako 1 500.
- Stredne rýchla doba odozvy.
- K dispozícii v širokej škále balíkov vrátane technológie potiahnutej epoxidom, tvarovanej za tepla a povrchovej montáže.
- Elektrické vlastnosti boli podobné ako v prípade signálne tranzistory .
TO fototranzistor nie je nič iné ako obyčajný bipolárny tranzistor, v ktorom je oblasť základne vystavená osvetleniu. Je k dispozícii v typoch P-N-P a N-P-N s rôznymi konfiguráciami, ako je spoločný vysielač, spoločný kolektor a spoločná základňa. Spoločný žiarič konfigurácia sa všeobecne používa. Môže to fungovať aj vtedy, keď je základňa otvorená. V porovnaní s konvenčným tranzistorom má viac základných a kolektorových plôch. Staroveké fototranzistory používali jednotlivé polovodičové materiály, ako je kremík a germánium, ale v súčasnosti moderné súčiastky používajú na vysokú účinnosť materiály ako gálium a arzenid. Báza je elektróda zodpovedná za aktiváciu tranzistora. Je to ovládač brány pre väčšie elektrické napájanie. Kolektor je kladný vodič a väčší elektrický zdroj. Emitor je záporné vedenie a výstup pre väčšie elektrické napájanie.
Foto Konštrukcia tranzistora
Ak na zariadenie nebude dopadať svetlo, dôjde k malému toku prúdu v dôsledku tepelne generovaných párov otvorov a elektrónov a výstupné napätie z obvodu bude o niečo menšie ako hodnota napájania v dôsledku poklesu napätia na záťažovom odpore R. So svetlom dopadom na križovatku kolektor - základňa sa zvyšuje prúdový prúd. Pri otvorenom obvode základného zapojenia musí prúd kolektor-základňa tiecť v obvode základňa-emitor, a preto je prúd, ktorý preteká, zosilnený normálnym tranzistorovým pôsobením. Križovatka kolektor-základňa je veľmi citlivá na svetlo. Jeho pracovný stav závisí od intenzity svetla. Základný prúd z dopadajúcich fotónov je zosilnený ziskom tranzistora, čo vedie k prúdovým ziskom, ktoré sa pohybujú od stoviek do niekoľkých tisíc. Fototranzistor je 50 až 100-krát citlivejší ako fotodióda s nižšou úrovňou šumu.
Fototranzistorový obvod:
Fototranzistor funguje rovnako ako normálny tranzistor, kde sa základný prúd násobí, aby sa získal kolektorový prúd, okrem toho, že vo fototranzistore je základný prúd riadený množstvom viditeľného alebo infračerveného svetla, kde prístroj potrebuje iba 2 piny.
Schéma fototranzistora
V jednoduchý obvod , za predpokladu, že nič nie je pripojené k Voutu, bude základný prúd riadený množstvom svetla určovať kolektorový prúd, čo je prúd prechádzajúci odporom. Preto sa napätie na Vout bude pohybovať vysoko a nízko na základe množstva svetla. Môžeme to pripojiť k operačnému zosilňovaču na zosilnenie signálu alebo priamo na vstup mikrokontroléra. Výstup fototranzistora závisí od vlnovej dĺžky dopadajúceho svetla. Tieto zariadenia reagujú na svetlo v širokom rozsahu vlnových dĺžok od blízkeho UV, cez viditeľné a do blízkej IČ časti spektra. Pre danú úroveň osvetlenia zdroja svetla je výstup fototranzistora definovaný plochou exponovaného spoja kolektor-základňa a zosilnením jednosmerného prúdu tranzistora.
Fototranzistory sú k dispozícii v rôznych konfiguráciách, ako je optoizolátor, optický prepínač, retro snímač. Optoizolátor je podobný transformátoru v tom, že výstup je elektricky izolovaný od vstupu. Objekt sa zistí, keď vstúpi do medzery optického spínača a zablokuje svetelnú cestu medzi vysielačom a detektorom. Retro senzor detekuje prítomnosť objektu generovaním svetla a následným hľadaním jeho odrazivosti mimo snímaného objektu.
Výhody fototranzistorov:
Fototranzistory majú niekoľko dôležitých výhod, ktoré ich odlišujú od iného optického snímača. Niektoré z nich sú uvedené nižšie
- Fototranzistory produkujú vyšší prúd ako fotodiódy.
- Fototranzistory sú pomerne lacné, jednoduché a dostatočne malé na to, aby sa do jedného integrovaného počítačového čipu zmestilo niekoľko z nich.
- Fototranzistory sú veľmi rýchle a sú schopné poskytovať takmer okamžitý výstup.
- Fototranzistory vytvárajú napätie, ktoré fotoodpory nemôžu robiť.
Nevýhody fototranzistorov:
- Fototranzistory vyrobené z kremíka nie sú schopné zvládnuť napätie nad 1 000 voltov.
- Fototranzistory sú tiež citlivejšie na prepätia a výkyvy elektrickej energie, ako aj elektromagnetickej energie.
- Fototranzistory tiež neumožňujú elektrónom pohybovať sa tak voľne, ako to umožňujú iné zariadenia, napríklad elektrónové trubice.
Aplikácie fototranzistorov
Oblasti použitia fototranzistora zahŕňajú:
- Čítačky diernych lístkov.
- Zabezpečovacie systémy
- Kodéry - merať rýchlosť a smer
- Foto IR detektory
- elektrické ovládače
- Počítačové logické obvody.
- Relé
- Ovládanie osvetlenia (diaľnice atď.)
- Indikácia úrovne
- Počítacie systémy
Jedná sa teda o prehľad a fototranzistor . Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť záver, že fototranzistory sa široko používajú v rôznych elektronických zariadeniach na detekciu svetla, ako sú infračervený prijímač, detektory dymu, lasery, prehrávače diskov CD atď. Tu je otázka, aký je rozdiel medzi fototranzistorom a fotodetektor?
