Valotransistorin perusteet, piirikaavio, edut ja sovellukset

Mikä on fototransistori?

TO Valotransistori on elektroninen kytkentä- ja virtavahvistuskomponentti, jonka toiminta riippuu valolle altistumisesta. Kun valo putoaa risteykseen, vastavirta kulkee verrannollisesti luminanssiin. Valotransistoreita käytetään laajasti valopulssien havaitsemiseen ja niiden muuntamiseen digitaalisiksi sähköisiksi signaaleiksi. Niitä käytetään pikemminkin valolla kuin sähkövirralla. Suuri määrä vahvistusta, alhaiset kustannukset ja näitä fototransistoreita voidaan käyttää lukuisissa sovelluksissa.

Se pystyy muuttamaan valoenergian sähköenergiaksi. Valotransistorit toimivat samalla tavalla kuin fotoresistorit, jotka tunnetaan yleisesti nimellä LDR (valosta riippuva vastus), mutta ne pystyvät tuottamaan sekä virtaa että jännitettä, kun taas fotoresistorit pystyvät tuottamaan virtaa vain vastuksen muutoksen vuoksi. Fototransistorit ovat transistoreita, joiden tukiasema on paljaana. Sen sijaan, että lähetettäisiin virtaa tukiasemaan, iskevät valon fotonit aktivoivat transistorin. Tämä johtuu siitä, että fototransistori on valmistettu bipolaarisesta puolijohteesta ja keskittää sen läpi kulkevan energian. Nämä aktivoituvat valohiukkasilla ja niitä käytetään käytännössä kaikissa elektronisissa laitteissa, jotka riippuvat valosta jollain tavalla. Kaikki piivalosensorit (fototransistorit) reagoivat koko näkyvään säteilyalueeseen sekä infrapunaan. Itse asiassa kaikilla diodeilla, transistoreilla, Darlingtonin, triakeilla jne. On sama perus säteilytaajuusvaste.

rakenne n fototransistori on erityisesti optimoitu valokuvasovelluksiin. Normaaliin transistoriin verrattuna fototransistorin pohja ja kollektorileveys on suurempi ja se valmistetaan diffuusion tai ionin implantoinnin avulla.

Ominaisuudet :

• Edullinen näkyvä ja lähellä infrapunavaloa oleva tunnistus.
• Saatavana 100 - yli 1500 vahvuuksilla.
• Kohtuullisen nopeat vasteajat.
• Saatavana monenlaisissa paketeissa, mukaan lukien epoksipinnoitettu, siirtomuotti ja pinta-asennustekniikka.
• Sähköiset ominaisuudet olivat samanlaiset kuin signaalitransistorit .

TO fototransistori ei ole muuta kuin tavallinen kaksinapainen transistori, jossa perusalue altistuu valaistukselle. Sitä on saatavana sekä P-N-P- että N-P-N-tyypeissä, ja niillä on erilaiset kokoonpanot, kuten yhteinen emitteri, yhteinen kerääjä ja yhteinen pohja. Yhteinen säteilijä kokoonpano käytetään yleensä. Se voi toimia myös pohjan ollessa auki. Perinteiseen transistoriin verrattuna sillä on enemmän pohja- ja keräilyalueita. Muinaisissa valotransistoreissa käytettiin yksittäisiä puolijohdemateriaaleja, kuten piitä ja germaniumia, mutta nykypäivän modernit komponentit käyttävät materiaaleja, kuten galliumia ja arsenidia, korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi. Tukiasema on transistorin aktivoinnista vastaava johto. Se on portinohjainlaite suurempaa virtalähdettä varten. Keräin on positiivinen lyijy ja suurempi sähkönsyöttö. Emitteri on negatiivinen johto ja suuremman virtalähteen ulostulo.

Valokuvatransistorin rakentaminen

Jos valoa ei putoa laitteeseen, pienen virran virtaus johtuu termisesti muodostuneista reikä-elektronipareista ja piirin lähtöjännite on hieman pienempi kuin syöttöarvo johtuen kuormitusvastuksen R yli menevästä jännitteen pudotuksesta. putoamalla keräimen ja rungon risteykseen, virtaus kasvaa. Kun pohjayhteys on avoin piiri, kollektorin ja pohjan virran on virtattava emäksen emitteripiirissä ja siten virtaava virta vahvistetaan normaalilla transistoritoiminnalla. Keräinpohjan risteys on erittäin herkkä valolle. Sen käyttötila riippuu valon voimakkuudesta. Tulevien fotonien perusvirta vahvistetaan transistorin vahvistuksella, mikä johtaa nykyisiin vahvistuksiin, jotka vaihtelevat satoista useisiin tuhansiin. Valotransistori on 50-100 kertaa herkempi kuin matalamman melutason fotodiodi.

Valotransistoripiiri:

Valotransistori toimii aivan kuten normaali transistori, jossa kantavirta kerrotaan kollektorivirran saamiseksi, paitsi että fototransistorissa kantavirtaa ohjataan näkyvän tai infrapunavalon määrällä, missä laite tarvitsee vain 2 nastaa.

Valotransistorin piirikaavio

vuonna yksinkertainen piiri olettaen, että mitään ei ole kytketty Voutiin, valon määrän ohjaama perusvirta määrittää kollektorivirran, joka on vastuksen läpi kulkeva virta. Siksi jännite Voutissa liikkuu korkealla ja matalalla valon määrän perusteella. Voimme liittää tämän op-ampiin vahvistamaan signaalia tai suoraan mikro-ohjaimen tuloon. Valotransistorin lähtö riippuu tulevan valon aallonpituudesta. Nämä laitteet reagoivat valoon laajalla aallonpituusalueella lähellä UV-valoa, näkyvän ja lähelle spektrin infrapunaosaa. Tietyllä valonlähteen valaistustasolla fototransistorin lähtö määritetään paljaan kollektoripohjan liitoksen pinta-alasta ja transistorin DC-virranvahvistuksesta.

Valotransistoreista on saatavana erilaisia ​​kokoonpanoja, kuten optoisolaattori, optinen kytkin, retroanturi. Optoisolaattori on samanlainen kuin muuntaja siinä, että lähtö on sähköisesti eristetty tulosta. Kohde havaitaan, kun se tulee optisen kytkimen aukkoon ja estää valotien lähettimen ja ilmaisimen välillä. Retroanturi havaitsee kohteen läsnäolon tuottamalla valoa ja etsimällä sitten sen heijastavuutta havaittavasta kohteesta.

Valotransistoreiden edut:

Fototransistoreilla on useita tärkeitä etuja, jotka erottavat ne toisesta optisesta anturista. Jotkut niistä mainitaan alla

• Valotransistorit tuottavat suurempaa virtaa kuin fotodiodit.
• Valotransistorit ovat suhteellisen halpoja, yksinkertaisia ​​ja riittävän pieniä, jotta useat niistä mahtuisivat yhdelle integroidulle tietokoneelle.
• Valotransistorit ovat erittäin nopeita ja pystyvät tuottamaan lähes hetkellisen lähdön.
• Valotransistorit tuottavat jännitteen, jota valovastukset eivät voi tehdä.

Fototransistoreiden haitat:

• Piistä valmistetut fototransistorit eivät kykene käsittelemään yli 1000 voltin jännitteitä.
• Valotransistorit ovat myös alttiimpia sähkön ja sähkömagneettisen energian ylijännitteille ja piikkeille.
• Valotransistorit eivät myöskään salli elektronien liikkua yhtä vapaasti kuin muut laitteet, kuten elektroniputket.

Valotransistoreiden sovellukset

Fototransistorin käyttöalueita ovat:

• Lävistyskortinlukijat.
• Turvajärjestelmät
• Kooderit - mittaa nopeus ja suunta
• IR-ilmaisimien kuva
• sähköiset säätimet
• Tietokonelogiikkapiirit.
• Releet
• Valaistuksen hallinta (moottoritiet jne.)
• Tason ilmaisin
• Laskentajärjestelmät

Näin ollen kyse on yleiskatsauksesta a fototransistori . Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä, että fototransistoreita käytetään laajalti erilaisissa elektronisissa laitteissa valon havaitsemiseksi, kuten infrapunavastaanotin, savuilmaisimet, laserit, CD-soittimet jne. Tässä on kysymys sinulle, mikä on ero fototransistorin ja valonilmaisin?