Grundlagen des Fototransistors, Schaltplan, Vorteile und Anwendungen

Was ist ein Fototransistor?

ZU Fototransistor ist eine elektronische Schalt- und Stromverstärkungskomponente, deren Betrieb auf Lichteinwirkung beruht. Wenn Licht auf die Verbindungsstelle fällt, fließt ein Gegenstrom, der proportional zur Luminanz ist. Fototransistoren werden häufig verwendet, um Lichtimpulse zu erfassen und in digitale elektrische Signale umzuwandeln. Diese werden eher mit Licht als mit elektrischem Strom betrieben. Diese Fototransistoren bieten eine große Menge an Gewinn, niedrige Kosten und können in zahlreichen Anwendungen verwendet werden.

Es ist in der Lage, Lichtenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Fototransistoren arbeiten ähnlich wie Fotowiderstände, die allgemein als LDR (lichtabhängiger Widerstand) bekannt sind, können jedoch sowohl Strom als auch Spannung erzeugen, während Fotowiderstände aufgrund von Widerstandsänderungen nur Strom erzeugen können. Fototransistoren sind Transistoren, bei denen der Basisanschluss freigelegt ist. Anstatt Strom in die Basis zu senden, aktivieren die Photonen des auftreffenden Lichts den Transistor. Dies liegt daran, dass ein Fototransistor aus einem bipolaren Halbleiter besteht und die Energie fokussiert, die durch ihn geleitet wird. Diese werden durch Lichtpartikel aktiviert und in praktisch allen elektronischen Geräten verwendet, die in irgendeiner Weise vom Licht abhängig sind. Alle Silizium-Photosensoren (Fototransistoren) reagieren sowohl auf den gesamten sichtbaren Strahlungsbereich als auch auf Infrarot. Tatsächlich haben alle Dioden, Transistoren, Darlington, Triacs usw. den gleichen grundlegenden Strahlungsfrequenzgang.

Das Struktur des Fototransistor ist speziell für Fotoanwendungen optimiert. Im Vergleich zu einem normalen Transistor hat ein Fototransistor eine größere Basis- und Kollektorbreite und wird durch Diffusion oder Ionenimplantation hergestellt.

Eigenschaften :

• Kostengünstige sichtbare und Nah-IR-Fotodetektion.
• Verfügbar mit Gewinnen von 100 bis über 1500.
• Mäßig schnelle Reaktionszeiten.
• Erhältlich in einer Vielzahl von Verpackungen, einschließlich epoxidbeschichteter, transfergeformter und oberflächenmontierter Technologie.
• Die elektrischen Eigenschaften waren ähnlich wie bei Signaltransistoren .

ZU Fototransistor ist nichts anderes als ein gewöhnlicher bipolarer Transistor, bei dem der Basisbereich der Beleuchtung ausgesetzt ist. Es ist sowohl als P-N-P- als auch als N-P-N-Typ mit unterschiedlichen Konfigurationen wie gemeinsamem Emitter, gemeinsamem Kollektor und gemeinsamer Basis erhältlich. Gemeinsamer Emitter Aufbau wird allgemein verwendet. Es kann auch funktionieren, während die Basis geöffnet ist. Im Vergleich zum herkömmlichen Transistor hat es mehr Basis- und Kollektorflächen. In alten Fototransistoren wurden einzelne Halbleitermaterialien wie Silizium und Germanium verwendet, aber heutzutage verwenden moderne Komponenten Materialien wie Gallium und Arsenid für hohe Wirkungsgrade. Die Basis ist die Leitung, die für die Aktivierung des Transistors verantwortlich ist. Es ist das Gate-Controller-Gerät für die größere Stromversorgung. Der Kollektor ist die positive Leitung und die größere Stromversorgung. Der Emitter ist die negative Leitung und die Steckdose für die größere Stromversorgung.

Fototransistor Aufbau

Wenn kein Licht auf das Gerät fällt, fließt aufgrund der thermisch erzeugten Loch-Elektronen-Paare ein geringer Stromfluss, und die Ausgangsspannung der Schaltung ist aufgrund des Spannungsabfalls am Lastwiderstand R geringfügig geringer als der Versorgungswert. Mit Licht Wenn Sie auf den Kollektor-Basis-Übergang fallen, steigt der Stromfluss. Bei offenem Stromkreis der Basisverbindung muss der Kollektor-Basisstrom in der Basis-Emitter-Schaltung fließen, und daher wird der fließende Strom durch normale Transistorwirkung verstärkt. Der Kollektor-Basis-Übergang ist sehr lichtempfindlich. Der Arbeitszustand hängt von der Lichtintensität ab. Der Basisstrom von den einfallenden Photonen wird durch die Verstärkung des Transistors verstärkt, was zu Stromverstärkungen im Bereich von Hunderten bis mehreren Tausend führt. Ein Fototransistor ist 50- bis 100-mal empfindlicher als eine Fotodiode mit einem geringeren Rauschpegel.

Fototransistorschaltung:

Ein Fototransistor funktioniert genau wie ein normaler Transistor, bei dem der Basisstrom multipliziert wird, um den Kollektorstrom zu erhalten, außer dass bei einem Fototransistor der Basisstrom durch die Menge an sichtbarem oder infrarotem Licht gesteuert wird, bei dem das Gerät nur 2 Pins benötigt.

Fototransistor-Schaltplan

In dem einfache Schaltung Unter der Annahme, dass nichts mit Vout verbunden ist, bestimmt der Basisstrom, der durch die Lichtmenge gesteuert wird, den Kollektorstrom, der der Strom ist, der durch den Widerstand fließt. Daher bewegt sich die Spannung bei Vout basierend auf der Lichtmenge hoch und niedrig. Wir können dies an einen Operationsverstärker anschließen, um das Signal zu verstärken, oder direkt an einen Eingang eines Mikrocontrollers. Die Ausgabe eines Fototransistors hängt von der Wellenlänge des einfallenden Lichts ab. Diese Geräte reagieren auf Licht über einen weiten Wellenlängenbereich vom nahen UV über den sichtbaren bis in den nahen IR-Teil des Spektrums. Für einen gegebenen Lichtquellenbeleuchtungspegel wird der Ausgang eines Fototransistors durch die Fläche des freiliegenden Kollektor-Basis-Übergangs und die Gleichstromverstärkung des Transistors definiert

Fototransistoren erhältlich verschiedene Konfigurationen wie Optoisolator, optischer Schalter, Retro-Sensor. Optoisolator ist insofern einem Transformator insofern ähnlich, als der Ausgang vom Eingang elektrisch isoliert ist. Ein Objekt wird erkannt, wenn es in die Lücke des optischen Schalters eintritt und den Lichtweg zwischen Emitter und Detektor blockiert. Der Retro-Sensor erkennt das Vorhandensein eines Objekts, indem er Licht erzeugt und dann nach seinem Reflexionsvermögen an dem zu erfassenden Objekt sucht.

Vorteile von Fototransistoren:

Fototransistoren haben mehrere wichtige Vorteile, die sie von einem anderen optischen Sensor trennen. Einige von ihnen sind nachstehend aufgeführt

• Fototransistoren erzeugen einen höheren Strom als Fotodioden.
• Fototransistoren sind relativ kostengünstig, einfach und klein genug, um mehrere von ihnen auf einen einzigen integrierten Computerchip zu passen.
• Fototransistoren sind sehr schnell und können eine nahezu sofortige Ausgabe liefern.
• Fototransistoren erzeugen eine Spannung, die Fotowiderstände nicht können.

Nachteile von Fototransistoren:

• Fototransistoren aus Silizium können keine Spannungen über 1.000 Volt verarbeiten.
• Fototransistoren sind auch anfälliger für Stromstöße und -spitzen sowie für elektromagnetische Energie.
• Fototransistoren ermöglichen es Elektronen auch nicht, sich so frei zu bewegen wie andere Geräte wie Elektronenröhren.

Anwendungen von Fototransistoren

Die Anwendungsbereiche für den Fototransistor umfassen:

• Lochkartenleser.
• Sicherheitssysteme
• Encoder - Geschwindigkeit messen und Richtung
• Foto der IR-Detektoren
• elektrische Steuerungen
• Computerlogikschaltung.
• Relais
• Lichtsteuerung (Autobahnen usw.)
• Füllstandsanzeige
• Zählsysteme

Hier geht es also um einen Überblick über a Fototransistor . Aus den obigen Informationen können wir schließlich schließen, dass Fototransistoren in verschiedenen elektronischen Geräten zur Detektion von Licht wie Infrarotempfängern, Rauchmeldern, Lasern, CD-Playern usw. weit verbreitet sind. Hier ist eine Frage für Sie, was ist der Unterschied zwischen Fototransistor und Fotodetektor?