Fototransistor Basics, schakelschema, voordelen en toepassingen

Wat is fototransistor?

NAAR Fototransistor is een elektronische schakel- en stroomversterkingscomponent die afhankelijk is van blootstelling aan licht om te functioneren. Wanneer er licht op de kruising valt, vloeit er tegenstroom die evenredig is met de luminantie. Fototransistoren worden veel gebruikt om lichtpulsen te detecteren en om te zetten in digitale elektrische signalen. Deze worden aangedreven door licht in plaats van elektrische stroom. Deze fototransistoren bieden een grote versterking en lage kosten en kunnen in tal van toepassingen worden gebruikt.

Het is in staat lichtenergie om te zetten in elektrische energie. Fototransistors werken op een vergelijkbare manier als fotoresistors die algemeen bekend staan ​​als LDR (lichtafhankelijke weerstand), maar kunnen zowel stroom als spanning produceren, terwijl fotoresistors alleen stroom kunnen produceren als gevolg van verandering in weerstand. Fototransistors zijn transistors waarvan de basisterminal zichtbaar is. In plaats van stroom naar de basis te sturen, activeren de fotonen van opvallend licht de transistor. Dit komt doordat een fototransistor is gemaakt van een bipolaire halfgeleider en de energie die er doorheen gaat, focust. Deze worden geactiveerd door lichtdeeltjes en worden gebruikt in vrijwel alle elektronische apparaten die op de een of andere manier afhankelijk zijn van licht. Alle siliciumfotosensoren (fototransistoren) reageren zowel op het gehele zichtbare stralingsbereik als op infrarood. In feite hebben alle diodes, transistors, Darlington's, triacs, enz. Dezelfde basis stralingsfrequentierespons.

De structuur van de fototransistor is specifiek geoptimaliseerd voor fototoepassingen. In vergelijking met een normale transistor heeft een fototransistor een grotere basis en collectorbreedte en wordt hij gemaakt met behulp van diffusie of ionenimplantatie.

Kenmerken :

• Voordelige zichtbare en nabij-IR-fotodetectie.
• Verkrijgbaar met winsten van 100 tot meer dan 1500.
• Redelijk snelle reactietijden.
• Verkrijgbaar in een breed scala aan verpakkingen, waaronder epoxycoating, spuitgegoten en oppervlaktemontagetechnologie.
• Elektrische kenmerken waren vergelijkbaar met die van signaaltransistors ​

NAAR fototransistor is niets anders dan een gewone bipolaire transistor waarin het basisgebied wordt blootgesteld aan de verlichting. Het is beschikbaar in zowel het P-N-P- als het N-P-N-type met verschillende configuraties, zoals een gemeenschappelijke zender, een gemeenschappelijke collector en een gemeenschappelijke basis. Veel voorkomende emitter configuratie wordt algemeen gebruikt. Het kan ook werken als de basis open is gemaakt. In vergelijking met de conventionele transistor heeft het meer basis- en collectoroppervlakken. Oude fototransistoren gebruikten enkelvoudige halfgeleidermaterialen zoals silicium en germanium, maar tegenwoordig gebruiken moderne componenten materialen zoals gallium en arsenide voor hoge efficiëntieniveaus. De basis is de leiding die verantwoordelijk is voor het activeren van de transistor. Het is de poortcontroller voor de grotere elektrische voeding. De collector is de positieve kabel en de grotere elektrische voeding. De zender is de negatieve kabel en de uitlaat voor de grotere elektrische voeding.

Foto transistor constructie

Als er geen licht op het apparaat valt, zal er een kleine stroom vloeien als gevolg van thermisch gegenereerde gat-elektronenparen en zal de uitgangsspanning van het circuit iets lager zijn dan de voedingswaarde vanwege de spanningsval over de belastingsweerstand R. vallende op de collector-basisovergang neemt de stroom toe. Met het open circuit van de basisaansluiting moet de collector-basisstroom in het basis-emittercircuit stromen en daarom wordt de stroom die vloeit versterkt door normale transistorwerking. De collector-basisovergang is erg gevoelig voor licht. De werkconditie hangt af van de intensiteit van het licht. De basisstroom van de invallende fotonen wordt versterkt door de versterking van de transistor, wat resulteert in stroomwinsten die variëren van honderden tot enkele duizenden. Een fototransistor is 50 tot 100 keer gevoeliger dan een fotodiode met een lager ruisniveau.

Fototransistorcircuit:

Een fototransistor werkt net als een normale transistor, waarbij de basisstroom wordt vermenigvuldigd om de collectorstroom te geven, behalve dat in een fototransistor de basisstroom wordt geregeld door de hoeveelheid zichtbaar of infrarood licht waarbij het apparaat slechts 2 pinnen nodig heeft.

Fototransistor schakelschema

In de eenvoudig circuit , aangenomen dat er niets is aangesloten op Vout, zal de basisstroom die wordt bestuurd door de hoeveelheid licht de collectorstroom bepalen, de stroom die door de weerstand gaat. Daarom zal de spanning bij Vout hoog en laag worden op basis van de hoeveelheid licht. We kunnen dit aansluiten op een op-amp om het signaal te versterken of rechtstreeks op een ingang van een microcontroller. De output van een fototransistor is afhankelijk van de golflengte van het invallende licht. Deze apparaten reageren op licht over een breed golflengtebereik van het nabije UV, door het zichtbare en in het nabije IR deel van het spectrum. Voor een bepaald verlichtingsniveau van de lichtbron wordt de output van een fototransistor bepaald door het oppervlak van de blootgestelde collector-basisovergang en de gelijkstroomversterking van de transistor

Fototransistors zijn beschikbaar in verschillende configuraties zoals optoisolator, optische schakelaar, retro sensor. Optoisolator is vergelijkbaar met een transformator doordat de uitgang elektrisch geïsoleerd is van de ingang. Een object wordt gedetecteerd wanneer het de opening van de optische schakelaar binnendringt en het lichtpad tussen de zender en detector blokkeert. De retrosensor detecteert de aanwezigheid van een object door licht te genereren en vervolgens te zoeken naar de reflectie van het object dat moet worden waargenomen.

Voordelen van fototransistoren:

Fototransistors hebben verschillende belangrijke voordelen die ze scheiden van een andere optische sensor, waarvan er enkele hieronder worden genoemd

• Fototransistoren produceren een hogere stroom dan fotodiodes.
• Fototransistors zijn relatief goedkoop, eenvoudig en klein genoeg om er meerdere op een enkele geïntegreerde computerchip te passen.
• Fototransistors zijn erg snel en kunnen vrijwel onmiddellijke output leveren.
• Fototransistoren produceren een spanning die fotoresistoren niet kunnen.

Nadelen van fototransistoren:

• Fototransistoren die van silicium zijn gemaakt, kunnen geen spanningen van meer dan 1.000 volt aan.
• Fototransistoren zijn ook kwetsbaarder voor stroompieken en -pieken, evenals elektromagnetische energie.
• Fototransistoren laten elektronen ook niet zo vrij bewegen als andere apparaten, zoals elektronenbuizen.

Toepassingen van fototransistoren

De toepassingsgebieden van de fototransistor zijn onder meer:

• Ponskaartlezers.
• Beveiligingssystemen
• Encoders - meet snelheid en richting
• IR-detectoren foto
• elektrische bediening
• Computerlogica schakelingen.
• Relais
• Lichtregeling (snelwegen enz.)
• Niveau-indicatie
• Telsystemen

Dit gaat dus allemaal over een overzicht van een fototransistor ​Uit de bovenstaande informatie kunnen we tot slot concluderen dat fototransistoren veel worden gebruikt in verschillende elektronische apparaten voor het detecteren van licht, zoals infraroodontvangers, rookmelders, lasers, cd-spelers, enz. Hier is een vraag voor u, wat is het verschil tussen fototransistor en fotodetector?