Grunderna för fototransistor, kretsschema, fördelar och applikationer

Vad är fototransistor?

TILL Fototransistor är en elektronisk omkopplings- och strömförstärkningskomponent som är beroende av exponering för ljus för att fungera. När ljus faller på korsningen flyter omvänd ström som är proportionell mot luminansen. Fototransistorer används i stor utsträckning för att detektera ljuspulser och omvandla dem till digitala elektriska signaler. Dessa drivs av ljus istället för elektrisk ström. Tillhandahåller en stor mängd vinst, låg kostnad och dessa fototransistorer kan användas i många applikationer.

Den kan omvandla ljusenergi till elektrisk energi. Fototransistorer fungerar på samma sätt som fotoresistorer som allmänt kallas LDR (ljusberoende motstånd) men kan producera både ström och spänning medan fotoresistorer endast kan producera ström på grund av förändring i motstånd. Fototransistorer är transistorer med basterminalen exponerad. Istället för att skicka ström till basen aktiverar fotonerna från slående ljus transistorn. Detta beror på att en fototransistor är tillverkad av en bipolär halvledare och fokuserar energin som passerar genom den. Dessa aktiveras av ljuspartiklar och används i praktiskt taget alla elektroniska enheter som är beroende av ljus på något sätt. Alla kiselfotosensorer (fototransistorer) reagerar på hela det synliga strålningsområdet och på infrarött. Faktum är att alla dioder, transistorer, Darlingtons, triacs etc. har samma grundläggande strålningsfrekvensrespons.

De strukturera av fototransistor är speciellt optimerad för fotoapplikationer. Jämfört med en normal transistor har en fototransistor en större bas- och kollektorbredd och är gjord med diffusion eller jonimplantation.

Egenskaper:

• Låg kostnad synlig och nära IR-fotodetektion.
• Finns med vinster från 100 till över 1500.
• Måttligt snabba svarstider.
• Finns i ett brett utbud av förpackningar inklusive epoxibelagd, transferformad och ytmonterad teknik.
• Elektriska egenskaper liknade de hos signaltransistorer .

TILL fototransistor är inget annat än en vanlig bi-polär transistor i vilken basområdet exponeras för belysningen. Den finns i både P-N-P och N-P-N-typerna med olika konfigurationer som vanlig emitter, gemensam kollektor och gemensam bas. Gemensam sändare konfiguration används allmänt. Det kan också fungera medan basen är öppen. Jämfört med den konventionella transistorn har den fler bas- och kollektorområden. Forntida fototransistorer använde enstaka halvledarmaterial som kisel och germanium men nu använder dagens moderna komponenter material som gallium och arsenid för högeffektivitetsnivåer. Basen är ledningen som ansvarar för att aktivera transistorn. Det är grindstyrenheten för den större elförsörjningen. Samlaren är den positiva ledningen och den större elförsörjningen. Emitteren är den negativa ledningen och utloppet för den större elförsörjningen.

Fototransistorkonstruktion

Med inget ljus som faller på enheten kommer det att finnas ett litet strömflöde på grund av termiskt genererade hålelektronpar och utspänningen från kretsen kommer att vara något mindre än matningsvärdet på grund av spänningsfallet över belastningsmotståndet R. Med ljus faller på kollektor-baskorsningen ökar strömflödet. Med basanslutningens öppna krets måste kollektorbasströmmen strömma i bas-emitterkretsen och därmed förstärks strömmen genom normal transistoråtgärd. Uppsamlare-baskorsningen är mycket känslig för ljus. Dess arbetsförhållande beror på ljusets intensitet. Basströmmen från de infallande fotonerna förstärks av förstärkningen av transistorn, vilket resulterar i strömförstärkningar som sträcker sig från hundratals till flera tusen. En fototransistor är 50 till 100 gånger känsligare än en fotodiod med lägre ljudnivå.

Fototransistorkrets:

En fototransistor fungerar precis som en normal transistor, där basströmmen multipliceras för att ge kollektorströmmen, förutom att i en fototransistor styrs basströmmen av mängden synligt eller infrarött ljus där enheten bara behöver två stift.

Fototransistor kretsdiagram

I enkel krets förutsatt att ingenting är anslutet till Vout, kommer basströmmen som styrs av ljusmängden att avgöra kollektorströmmen, vilket är den ström som går genom motståndet. Därför kommer spänningen vid Vout att röra sig högt och lågt baserat på mängden ljus. Vi kan ansluta detta till en op-amp för att öka signalen eller direkt till en ingång på en mikrokontroller. Utsignalen från en fototransistor är beroende av våglängden för det infallande ljuset. Dessa enheter svarar på ljus över ett brett spektrum av våglängder från den närmaste UV, genom den synliga och in i den nära IR-delen av spektrumet. För en given ljuskällans belysningsnivå definieras utgången från en fototransistor av området för den exponerade kollektor-basföreningen och transistorns likströmsförstärkning

Fototransistorer finns i olika konfigurationer som optoisolator, optisk switch, retro sensor. Optoisolator liknar en transformator genom att utgången är elektriskt isolerad från ingången. Ett objekt detekteras när det kommer in i den optiska omkopplarens mellanrum och blockerar ljusvägen mellan sändaren och detektorn. Retrosensorn detekterar närvaron av ett objekt genom att generera ljus och sedan leta efter dess reflektion från objektet som ska avkännas.

Fördelar med fototransistorer:

Fototransistorer har flera viktiga fördelar som skiljer dem från en annan optisk sensor, några av dem nämns nedan

• Fototransistorer producerar högre ström än fotodioder.
• Fototransistorer är relativt billiga, enkla och tillräckligt små för att passa flera av dem på ett enda integrerat datorchip.
• Fototransistorer är mycket snabba och kan ge nästan omedelbar utmatning.
• Fototransistorer producerar en spänning, att fotomotstånd inte kan göra det.

Nackdelar med fototransistorer:

• Fototransistorer som är gjorda av kisel kan inte hantera spänningar över 1000 volt.
• Fototransistorer är också mer utsatta för spänningar och spikar av elektricitet såväl som elektromagnetisk energi.
• Fototransistorer tillåter inte elektroner att röra sig lika fritt som andra enheter gör, såsom elektronrör.

Tillämpningar av fototransistorer

Tillämpningsområdena för fototransistorn inkluderar:

• Punch-card läsare.
• Säkerhetssystem
• Kodare - mäta hastighet och riktning
• IR-detektorer foto
• elektriska kontroller
• Datorlogikkretsar.
• Reläer
• Ljuskontroll (motorvägar etc)
• Nivåindikering
• Räknesystem

Således handlar det här om en översikt över en fototransistor . Av ovanstående information kan vi slutligen dra slutsatsen att fototransistorer används i stor utsträckning i olika elektroniska enheter för att detektera ljus som infraröd mottagare, rökdetektorer, lasrar, CD-spelare etc. Här är en fråga för dig, vad är skillnaden mellan fototransistor och fotodetektor?