Fototranzisztor alapjai, áramköri rajz, előnyök és alkalmazások

Mi a fototranzisztor?

NAK NEK Fototranzisztor egy elektronikus kapcsoló és áramerősítő komponens, amely működéséhez a fénynek van kitéve. Amikor a fény a kereszteződésre esik, a fényárammal arányos fordított áram folyik. A fototranzisztorokat széles körben használják a fényimpulzusok észlelésére és digitális elektromos jelekké alakítására. Ezeket nem villamos áram, hanem fény működteti. Nagy mennyiségű nyereség, alacsony költség és ezek a fototranzisztorok számos alkalmazásban felhasználhatók.

Képes a fényenergiát elektromos energiává alakítani. A fototranzisztorok hasonló módon működnek, mint a fotorezisztorok, amelyek általában LDR (fényfüggő ellenállások) néven ismertek, de képesek áramot és feszültséget is előállítani, míg a fotorezisztorok csak az ellenállás változása miatt képesek áramot előállítani. A fototranzisztorok olyan tranzisztorok, amelyeknek az aljzata van kitéve. Ahelyett, hogy áramot küldene a bázisba, az ütő fény fotonjai aktiválják a tranzisztort. A fototranzisztor ugyanis bipoláris félvezetőből készül, és a rajta áthaladó energiát összpontosítja. Ezeket a fényrészecskék aktiválják, és gyakorlatilag minden olyan elektronikus eszközben használják, amelyek valamilyen módon függenek a fénytől. Minden szilícium fotoszenzor (fototranzisztor) reagál a teljes látható sugárzási tartományra, valamint az infravörösre. Valójában az összes diódának, tranzisztornak, Darlington-nak, triaknak stb. Ugyanaz az alapvető sugárzási frekvencia-válasza.

A szerkezet a fototranzisztor kifejezetten fotóalkalmazásokra optimalizált. A normál tranzisztorhoz képest a fototranzisztornak nagyobb az alapja és a kollektorszélessége, és diffúzióval vagy ionimplantációval készül.

Jellemzők :

• Olcsó látható és IR-közeli fotodetektálás.
• 100 és 1500 közötti nyereséggel kapható.
• Mérsékelten gyors válaszidő.
• A csomagok széles választékában kapható, beleértve az epoxi bevonatú, a formázott és a felületre szerelhető technológiát.
• Az elektromos jellemzők hasonlóak voltak a jeltranzisztorok .

NAK NEK fototranzisztor nem más, mint egy közönséges kétpólusú tranzisztor, amelyben az alaprész ki van téve a megvilágításnak. Elérhető mind a P-N-P, mind az N-P-N típusokban, különböző konfigurációkkal, például közös emitterrel, közös kollektorral és közös bázissal. Közös kibocsátó konfiguráció általában használják. Akkor is működhet, amíg az alap nyitva van. A hagyományos tranzisztorhoz képest több bázissal és kollektorral rendelkezik. Az ókori fototranzisztorok olyan félvezető anyagokat használtak, mint a szilícium és a germánium, de napjaink modern alkatrészei olyan anyagokat használnak, mint a gallium és az arzenid a magas hatékonyságú szintekhez. A bázis az a vezető, amely felelős a tranzisztor aktiválásáért. Ez a kapu vezérlő készüléke a nagyobb elektromos ellátáshoz. A kollektor a pozitív vezeték és a nagyobb elektromos ellátás. Az emitter a negatív vezeték és a nagyobb elektromos ellátás kimenete.

Fotótranzisztor-konstrukció

Ha a készülékre nem esik fény, akkor kicsi az áramlás a termikusan létrehozott furat-elektron párok miatt, és az áramkör kimeneti feszültsége valamivel kisebb lesz, mint az ellátási érték, az R terhelési ellenálláson eső feszültségesés miatt. a kollektor-alap csomópontra esve az áramáram nő. Ha az alapkapcsolat nyitott áramkörrel rendelkezik, a kollektor-alap áramnak az alap-emitter áramkörben kell áramolnia, és ezért az áramló áramot normál tranzisztoros működés erősíti. A kollektor-alap csomópont nagyon érzékeny a fényre. Működési állapota a fény intenzitásától függ. A beeső fotonokból származó bázisáramot a tranzisztor erősítése erősíti fel, aminek eredményeként az áramerősség száz és több ezer között mozog. A fototranzisztor 50–100-szor érzékenyebb, mint az alacsonyabb zajszintű fotodióda.

Fototranzisztor áramkör:

A fototranzisztor ugyanúgy működik, mint egy normál tranzisztor, ahol az alapáramot megsokszorozzák, hogy megkapják a kollektoráramot, azzal a különbséggel, hogy egy fototranzisztorban az alapáramot a látható vagy infravörös fénymennyiség szabályozza, ahol a készüléknek csak 2 érintkezőre van szüksége.

Fototranzisztor áramkör diagram

Ban,-ben egyszerű áramkör feltételezve, hogy semmi nincs csatlakoztatva a Vout-hoz, a fénymennyiség által szabályozott bázisáram határozza meg a kollektoráramot, amely az ellenálláson áthaladó áram. Ezért a Vout feszültsége a fény mennyisége alapján magasan és alacsonyan mozog. Csatlakoztathatjuk ezt egy op-erősítőhöz, hogy fokozzuk a jelet, vagy közvetlenül egy mikrovezérlő bemenetéhez. A fototranzisztor kimenete függ a beeső fény hullámhosszától. Ezek az eszközök széles spektrumú hullámhosszon reagálnak a fényre a közeli UV-től a látható és a spektrum közeli infravörös részéig. Egy adott fényforrás megvilágítási szintnél a fototranzisztor kimenetét a kitett kollektor-bázis csatlakozás területe és a tranzisztor egyenáramú erősítése határozza meg

A fototranzisztorok különböző konfigurációkban kaphatók, mint például optoizolátor, optikai kapcsoló, retro érzékelő. Optoizolátor hasonló a transzformátorhoz, mivel a kimenet elektromosan el van szigetelve a bemenettől. Az objektumot akkor észlelik, amikor belép az optikai kapcsoló résébe, és elzárja a fényutat az emitter és az érzékelő között. A retro szenzor fény generálásával érzékeli az objektum jelenlétét, majd megkeresi annak visszaverődését az érzékelhető tárgyon.

A fototranzisztorok előnyei:

A fototranzisztoroknak számos fontos előnyük van, amelyek elválasztják őket egy másik optikai érzékelőtől, néhányukat az alábbiakban említjük

• A fototranzisztorok nagyobb áramot produkálnak, mint a fotodiódák.
• A fototranzisztorok viszonylag olcsóak, egyszerűek és elég kicsiek ahhoz, hogy többen beleférjenek egyetlen integrált számítógépes chipbe.
• A fototranzisztorok nagyon gyorsak és szinte azonnali kimenetet képesek biztosítani.
• A fototranzisztorok feszültséget termelnek, amelyre a fotorezisztorok nem képesek.

A fototranzisztorok hátrányai:

• A szilíciumból készült fototranzisztorok nem képesek 1000 V feletti feszültség kezelésére.
• A fototranzisztorok szintén érzékenyebbek az áram, valamint az elektromágneses energia túlfeszültségeire és tüzére.
• A fototranzisztorok szintén nem teszik lehetővé az elektronok olyan szabad mozgását, mint más eszközök, például az elektroncsövek.

Fototranzisztorok alkalmazásai

A fototranzisztor alkalmazási területei a következők:

• Lyukkártya-olvasók.
• Biztonsági rendszerek
• Encoderek - mérje meg a sebességet és irány
• IR detektorok fotó
• elektromos vezérlők
• Számítógépes logikai áramkörök.
• Relék
• Világításvezérlés (autópályák stb.)
• Szintjelzés
• Számláló rendszerek

Így itt minden a fototranzisztor . Végül a fenti információk alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy a fototranzisztorokat széles körben használják a fény érzékelésére szolgáló különböző elektronikus eszközökben, például infravörös vevő, füstérzékelők, lézerek, CD-lejátszók stb. Itt van egy kérdés az Ön számára, mi a különbség a fototranzisztor és a fotodetektor?