יסודות פוטו טרנזיסטור, דיאגרמת מעגלים, יתרונות ויישומים

מהו פוטו טרנזיסטור?

ל פוטו טרנזיסטור הוא רכיב מיתוג והגברה זרם אלקטרוני הנשען על חשיפה לאור להפעלה. כאשר האור נופל על הצומת, זרם הפוך זורם ביחס לבהירות. נעשה שימוש נרחב בפוטו-טרנזיסטורים לאיתור פעימות אור ולהמרתם לאותות חשמליים דיגיטליים. אלה מופעלים על ידי זרם אור ולא חשמל. מתן כמות גדולה של רווח, עלות נמוכה וטרנזיסטורים פוטו אלה עשויים לשמש ביישומים רבים.

הוא מסוגל להמיר אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית. נגדי פוטו פועלים באופן דומה למולי פוטו-נגדים הידועים בכינויו LDR (נגד תלוי אור) אך הם מסוגלים לייצר גם זרם וגם מתח ואילו פוטו-נגנים מסוגלים לייצר זרם רק עקב שינוי בהתנגדות. פוטו טרנזיסטורים הם טרנזיסטורים עם מסוף הבסיס חשוף. במקום לשלוח זרם לבסיס, הפוטונים מאור מכה מפעילים את הטרנזיסטור. הסיבה לכך היא שפוטו טרנזיסטור עשוי ממוליך למחצה דו קוטבי וממקד את האנרגיה שעוברת דרכו. אלה מופעלים על ידי חלקיקי אור ומשמשים כמעט בכל המכשירים האלקטרוניים התלויים באור בצורה כלשהי. כל חיישני הפוטו-טרנזיסטורים מסיליקון מגיבים לכל טווח הקרינה הגלוי, כמו גם לאינפרא אדום. למעשה, לכל הדיודות, הטרנזיסטורים, דרלינגטון, הטריאק וכו 'אותה תגובת תדר קרינה בסיסית.

ה מִבְנֶה של ה פוטו טרנזיסטור מותאם במיוחד ליישומי צילום. בהשוואה לטרנזיסטור רגיל, לפוטוטרנזיסטור יש בסיס ורוחב אספנים גדולים יותר והוא מיוצר באמצעות דיפוזיה או השתלת יונים.

מאפיינים :

• עלות נמוכה גלוי וכמעט IR זיהוי פוטוגרפי.
• זמין עם עליות של 100 עד מעל 1500.
• זמני תגובה מהירים יחסית.
• זמין במגוון רחב של חבילות, כולל טכנולוגיית ציפוי אפוקסי, תבנית העברה ומשטח.
• המאפיינים החשמליים היו דומים לאלה של טרנזיסטורי אות .

ל פוטו טרנזיסטור אינו אלא טרנזיסטור דו-קוטבי רגיל בו אזור הבסיס נחשף לתאורה. זה זמין הן בסוגי P-N-P והן N-P-N בעלי תצורות שונות כמו פולט משותף, אספן משותף ובסיס משותף. פולט נפוץ תְצוּרָה משמש בדרך כלל. זה יכול לעבוד גם כשהבסיס פתוח. בהשוואה לטרנזיסטור המקובל יש לו יותר אזורי בסיס וקולט. טרנזיסטורי פוטו קדומים השתמשו בחומרים מוליכים למחצה בודדים כמו סיליקון וגרמניום אך כיום הרכיבים המודרניים של יום משתמשים בחומרים כמו גליום וארסניד לרמות יעילות גבוהה. הבסיס הוא המוביל האחראי להפעלת הטרנזיסטור. זהו מכשיר בקר השער לאספקת החשמל הגדולה יותר. הקולט הוא המוליך החיובי ואספקת החשמל הגדולה יותר. הפולט הוא העופרת השלילית והשקע לאספקת החשמל הגדולה יותר.

בניית טרנזיסטור צילום

ללא נפילה של אור על המכשיר תהיה זרימת זרם קטנה עקב זוגות חור ואלקטרונים שנוצרו תרמית ומתח המוצא מהמעגל יהיה מעט פחות מערך האספקה ​​בשל ירידת המתח על פני נגד העומס R. עם אור נופל על צומת בסיס אספן הזרימה הנוכחית עולה. כאשר המעגל פתוח לחיבור הבסיס, זרם הבסיס אספן חייב לזרום במעגל פולט הבסיס ומכאן שהזרם הזורם מוגבר על ידי פעולת טרנזיסטור רגילה. צומת אספן-בסיס רגיש מאוד לאור. מצבו של העבודה תלוי בעוצמת האור. זרם הבסיס מהפוטונים התוקפים מוגבר על ידי רווח הטרנזיסטור, וכתוצאה מכך רווחים שוטפים שנעים בין מאות לכמה אלפים. פוטו טרנזיסטור רגיש פי 50 עד 100 מפוטודיודה עם רמת רעש נמוכה יותר.

מעגל פוטו טרנזיסטור:

פוטו טרנזיסטור פועל בדיוק כמו טרנזיסטור רגיל, כאשר זרם הבסיס מוכפל בכדי לתת לקולטר זרם, אלא שבפוטו טרנזיסטור, זרם הבסיס נשלט על ידי כמות האור הגלוי או האינפרא אדום במקום בו המכשיר זקוק לשתי סיכות בלבד.

דיאגרמת מעגל פוטו טרנזיסטור

בתוך ה מעגל פשוט בהנחה ששום דבר אינו מחובר ל- Vout, זרם הבסיס הנשלט על ידי כמות האור יקבע את זרם הקולט, שהוא הזרם שעובר נגד. לכן המתח ב- Vout ינוע גבוה ונמוך בהתבסס על כמות האור. אנו יכולים לחבר זאת למגבר מגבר כדי להגביר את האות או ישירות לקלט של מיקרו-בקר. הפלט של פוטוטרנזיסטור תלוי באורך הגל של האור הנפל. התקנים אלה מגיבים לאור על פני טווח רחב של אורכי גל מה- UV הקרוב, דרך החלק הגלוי אל תוך IR הקרוב של הספקטרום. עבור רמת תאורה של מקור אור מסוים, תפוקת הטרנזיסטור מוגדרת על ידי שטח צומת הקולט-בסיס החשוף ורווח הזרם הדו-ממדי של הטרנזיסטור.

טרנזיסטורים פוטו זמינים בתצורות שונות כמו מבטל אופטי, מתג אופטי, חיישן רטרו. ממטרת אופטית דומה לשנאי בכך שהפלט מבודד חשמלי מהכניסה. אובייקט מתגלה כאשר הוא נכנס לפער של המתג האופטי וחוסם את נתיב האור בין הפולט לגלאי. חיישן הרטרו מגלה נוכחות של אובייקט על ידי יצירת אור ואז מחפש את החזרתו אל מחוץ לאובייקט שיש לחוש בו.

יתרונות פוטו טרנזיסטורים:

למוליכים פוטו יש כמה יתרונות חשובים המפרידים ביניהם לבין חיישן אופטי אחר, חלקם מוזכרים להלן

• פוטו טרנזיסטורים מייצרים זרם גבוה יותר מאשר פוטודיודות.
• טרנזיסטורי פוטו הם יחסית זולים, פשוטים וקטנים מספיק כדי להתאים כמה מהם לשבב מחשב משולב יחיד.
• טרנזיסטורי פוטו מהירים מאוד ומסוגלים לספק פלט כמעט מיידי.
• טרנזיסטורים פוטו מייצרים מתח, שהתנגדי הצילום אינם יכולים לעשות זאת.

חסרונות פוטו טרנזיסטורים:

• טרנזיסטורי פוטו העשויים מסיליקון אינם מסוגלים לטפל במתח מעל 1,000 וולט.
• טרנזיסטורים פוטו הם גם פגיעים יותר בפני נחשולים וקוצים של חשמל וגם לאנרגיה אלקטרומגנטית.
• טרנזיסטורי פוטו גם אינם מאפשרים לאלקטרונים לנוע באופן חופשי כמו מכשירים אחרים, כגון צינורות אלקטרונים.

יישומים של פוטו טרנזיסטורים

תחומי היישום של פוטוטרנזיסטור כוללים:

• קוראי כרטיסי ניקוב.
• מערכות אבטחה
• מקודדים - למדוד מהירות והכוונה
• צילום גלאי IR
• פקדים חשמליים
• מעגלי לוגיקה ממוחשבת.
• ממסרים
• בקרת תאורה (כבישים מהירים וכו ')
• אינדיקציה ברמה
• מערכות ספירה

לפיכך, זה הכל על סקירה כללית של א פוטו טרנזיסטור . מהמידע לעיל לבסוף, אנו יכולים להסיק כי נעשה שימוש נרחב בפוטו-טרנזיסטורים במכשירים אלקטרוניים שונים לזיהוי אור כגון מקלט אינפרא אדום, גלאי עשן, לייזרים, נגני CD וכו '. הנה שאלה עבורך, מה ההבדל בין פוטוטרנזיסטור לבין גלאי פוטו?