Noções básicas de fototransistor, diagrama de circuito, vantagens e aplicações

Experimente Nosso Instrumento Para Eliminar Problemas





O que é fototransistor?

PARA Fototransistor é uma comutação eletrônica e componente de amplificação de corrente que depende da exposição à luz para operar. Quando a luz incide na junção, a corrente reversa flui que é proporcional à luminância. Os fototransistores são amplamente usados ​​para detectar pulsos de luz e convertê-los em sinais elétricos digitais. Eles são operados por luz em vez de corrente elétrica. Fornecendo uma grande quantidade de ganho, baixo custo e esses fototransistores podem ser usados ​​em várias aplicações.

É capaz de converter energia luminosa em energia elétrica. Os fototransistores funcionam de maneira semelhante aos fotoresistores comumente conhecidos como LDR (resistor dependente de luz), mas são capazes de produzir corrente e tensão, enquanto os fotorresistores são capazes de produzir corrente apenas devido à mudança na resistência. Os fototransistores são transistores com o terminal da base exposto. Em vez de enviar corrente para a base, os fótons da luz que incidem ativam o transistor. Isso ocorre porque um fototransistor é feito de um semicondutor bipolar e concentra a energia que passa por ele. Eles são ativados por partículas de luz e são usados ​​em praticamente todos os dispositivos eletrônicos que dependem da luz de alguma forma. Todos os fotossensores de silício (fototransistores) respondem a toda a faixa de radiação visível, bem como ao infravermelho. Na verdade, todos os diodos, transistores, Darlington's, triacs, etc. têm a mesma resposta de frequência de radiação básica.






O estrutura do fototransistor é otimizado especificamente para aplicativos de fotos. Comparado a um transistor normal, um fototransistor tem uma base e largura de coletor maiores e é feito por difusão ou implantação de íons.

Fototransistor Características :

  • Fotodetecção visível e quase infravermelha de baixo custo.
  • Disponível com ganhos de 100 a mais de 1500.
  • Tempos de resposta moderadamente rápidos.
  • Disponível em uma ampla variedade de pacotes, incluindo tecnologia de revestimento epóxi, moldado por transferência e montagem em superfície.
  • As características elétricas eram semelhantes às de transistores de sinal .

PARA fototransistor nada mais é do que um transistor bipolar comum no qual a região da base é exposta à iluminação. Ele está disponível nos tipos P-N-P e N-P-N com diferentes configurações, como emissor comum, coletor comum e base comum. Emissor comum configuração é geralmente usado. Também pode funcionar enquanto a base é aberta. Comparado ao transistor convencional, ele tem mais áreas de base e coletor. Os fototransistores antigos usavam materiais semicondutores únicos, como silício e germânio, mas agora os componentes modernos usam materiais como gálio e arseneto para níveis de alta eficiência. A base é a principal responsável por ativar o transistor. É o dispositivo controlador do portão para o fornecimento elétrico maior. O coletor é o condutor positivo e a maior fonte de alimentação. O emissor é o condutor negativo e a saída para o fornecimento elétrico maior.



Foto Transistor

Construção de foto transistor

Sem luz incidindo sobre o dispositivo, haverá um pequeno fluxo de corrente devido aos pares de elétrons-buraco gerados termicamente e a tensão de saída do circuito será ligeiramente menor que o valor de alimentação devido à queda de tensão no resistor de carga R. Com luz caindo na junção base do coletor, o fluxo de corrente aumenta. Com o circuito aberto de conexão de base, a corrente base-coletor deve fluir no circuito base-emissor e, portanto, o fluxo de corrente é amplificado pela ação normal do transistor. A junção base do coletor é muito sensível à luz. Sua condição de funcionamento depende da intensidade da luz. A corrente de base dos fótons incidentes é amplificada pelo ganho do transistor, resultando em ganhos de corrente que variam de centenas a vários milhares. Um fototransistor é 50 a 100 vezes mais sensível do que um fotodiodo com um nível de ruído mais baixo.

Circuito fototransistor:

Um fototransistor funciona como um transistor normal, onde a corrente de base é multiplicada para dar a corrente de coletor, exceto que em um fototransistor, a corrente de base é controlada pela quantidade de luz visível ou infravermelha onde o dispositivo precisa de apenas 2 pinos.


Circuito Fototransistor

Diagrama de Circuito Fototransistor

No circuito simples , supondo que nada esteja conectado a Vout, a corrente de base controlada pela quantidade de luz determinará a corrente do coletor, que é a corrente que passa pelo resistor. Portanto, a tensão em Vout se moverá para cima e para baixo com base na quantidade de luz. Podemos conectá-lo a um amplificador operacional para aumentar o sinal ou diretamente a uma entrada de um microcontrolador. A saída de um fototransistor depende do comprimento de onda da luz incidente. Esses dispositivos respondem à luz em uma ampla faixa de comprimentos de onda do UV próximo, através do visível e na parte IV próxima do espectro. Para um determinado nível de iluminação da fonte de luz, a saída de um fototransistor é definida pela área da junção da base do coletor exposta e o ganho de corrente CC do transistor

Fototransistores disponíveis em diferentes configurações como optoisolador, interruptor óptico, sensor retro. Optoisolator é semelhante a um transformador em que a saída é eletricamente isolada da entrada. Um objeto é detectado quando ele entra na lacuna do interruptor óptico e bloqueia o caminho da luz entre o emissor e o detector. O retro sensor detecta a presença de um objeto gerando luz e, em seguida, procurando sua refletância fora do objeto a ser detectado.

Vantagens dos fototransistores:

Os fototransistores têm várias vantagens importantes que os separam de outro sensor óptico, alguns deles são mencionados abaixo

  • Os fototransistores produzem corrente mais alta do que os fotodiodos.
  • Os fototransistores são relativamente baratos, simples e pequenos o suficiente para caber vários deles em um único chip de computador integrado.
  • Os fototransistores são muito rápidos e capazes de fornecer uma saída quase instantânea.
  • Os fototransistores produzem uma voltagem que os fototransistores não conseguem.

Desvantagens dos fototransistores:

  • Os fototransistores feitos de silício não são capazes de lidar com tensões acima de 1.000 Volts.
  • Os fototransistores também são mais vulneráveis ​​a surtos e picos de eletricidade, bem como de energia eletromagnética.
  • Os fototransistores também não permitem que os elétrons se movam tão livremente quanto outros dispositivos, como os tubos de elétrons.

Aplicações de fototransistores

As áreas de aplicação do fototransistor incluem:

  • Leitores de cartões perfurados.
  • Sistemas de segurança
  • Codificadores - medir velocidade e direção
  • Foto de detectores infravermelhos
  • controles elétricos
  • Circuito lógico de computador.
  • Relés
  • Controle de iluminação (rodovias etc)
  • Indicação de nível
  • Sistemas de contagem

Portanto, trata-se de uma visão geral de um fototransistor . A partir das informações acima, finalmente, podemos concluir que os fototransistores são amplamente utilizados em diferentes dispositivos eletrônicos para detecção de luz, como receptor infravermelho, detectores de fumaça, lasers, CD players, etc. Aqui fica uma pergunta para você, qual é a diferença entre fototransistor e fotodetector?