Phototransistor là gì?

ĐẾN Điện trở quang là một thành phần chuyển mạch điện tử và khuếch đại dòng điện dựa vào sự tiếp xúc với ánh sáng để hoạt động. Khi ánh sáng rơi vào đường giao nhau, dòng điện ngược sẽ chạy tỷ lệ với độ chói. Phototransistor được sử dụng rộng rãi để phát hiện xung ánh sáng và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện kỹ thuật số. Chúng hoạt động bằng ánh sáng chứ không phải dòng điện. Cung cấp một lượng khuếch đại lớn, chi phí thấp và các bộ truyền quang này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng.

Nó có khả năng chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Các quang trở hoạt động theo cách tương tự như quang trở thường được gọi là LDR (điện trở phụ thuộc ánh sáng) nhưng có thể tạo ra cả dòng điện và điện áp trong khi quang trở chỉ có khả năng tạo ra dòng điện do sự thay đổi điện trở. Bóng bán dẫn quang là bóng bán dẫn có đầu cuối cơ sở được tiếp xúc. Thay vì gửi dòng điện vào đế, các photon từ ánh sáng nổi bật sẽ kích hoạt bóng bán dẫn. Điều này là do một phototransistor được làm bằng chất bán dẫn lưỡng cực và tập trung năng lượng truyền qua nó. Chúng được kích hoạt bởi các hạt ánh sáng và được sử dụng trong hầu như tất cả các thiết bị điện tử phụ thuộc vào ánh sáng theo một cách nào đó. Tất cả các cảm biến quang silicon (phototransistor) đều phản ứng với toàn bộ dải bức xạ khả kiến cũng như tia hồng ngoại. Trên thực tế, tất cả các điốt, bóng bán dẫn, Darlington’s, triac,… đều có cùng một đáp ứng tần số bức xạ cơ bản.

Các kết cấu sau đó phototransistor được tối ưu hóa đặc biệt cho các ứng dụng ảnh. So với bóng bán dẫn bình thường, bóng bán dẫn quang có chiều rộng đế và cực thu lớn hơn và được chế tạo bằng cách sử dụng khuếch tán hoặc cấy ion.

Nét đặc trưng :

Phát hiện quang phổ IR gần và nhìn thấy chi phí thấp.
Có sẵn với mức tăng từ 100 đến hơn 1500.
Thời gian phản hồi nhanh vừa phải.
Có sẵn trong một loạt các gói bao gồm công nghệ phủ epoxy, đúc chuyển và gắn bề mặt.
Các đặc tính điện tương tự như của bóng bán dẫn tín hiệu .

ĐẾN phototransistor không là gì khác ngoài một bóng bán dẫn hai cực bình thường trong đó vùng cơ bản được chiếu sáng. Nó có sẵn ở cả loại P-N-P và N-P-N có các cấu hình khác nhau như bộ phát chung, bộ thu chung và đế chung. Bộ phát chung cấu hình thường được sử dụng. Nó cũng có thể hoạt động khi đế được mở. So với bóng bán dẫn thông thường nó có nhiều khu vực đế và bộ thu hơn. Các linh kiện quang học cổ đại sử dụng các vật liệu bán dẫn đơn lẻ như silicon và germani nhưng các linh kiện hiện đại ngày nay sử dụng các vật liệu như gali và arsenide để có mức hiệu suất cao. Cơ sở là dây dẫn chịu trách nhiệm kích hoạt bóng bán dẫn. Nó là thiết bị điều khiển cổng để cung cấp điện lớn hơn. Bộ thu là cực dương và nguồn cung cấp điện lớn hơn. Bộ phát là dây dẫn âm và ổ cắm cho nguồn điện lớn hơn.

Cấu tạo bóng bán dẫn hình ảnh

Khi không có ánh sáng rơi vào thiết bị sẽ có một dòng điện nhỏ do các cặp electron lỗ trống được tạo ra nhiệt và điện áp đầu ra từ mạch sẽ nhỏ hơn một chút so với giá trị cung cấp do điện áp giảm trên điện trở tải R. Với ánh sáng. rơi trên đường giao nhau của bộ góp-đế, dòng điện tăng lên. Với kết nối cơ sở mở mạch, dòng điện gốc cực thu phải chạy trong mạch bộ phát gốc và do đó dòng điện chạy qua được khuếch đại bằng hoạt động của bóng bán dẫn bình thường. Điểm giao nhau giữa bộ thu và đế rất nhạy cảm với ánh sáng. Điều kiện làm việc của nó phụ thuộc vào cường độ ánh sáng. Dòng điện cơ bản từ các photon tới được khuếch đại bởi độ lợi của bóng bán dẫn, dẫn đến độ tăng dòng điện từ hàng trăm đến vài nghìn. Một phototransistor nhạy hơn từ 50 đến 100 lần so với một photodiode có mức độ nhiễu thấp hơn.

Mạch quang điện trở:

Một bóng bán dẫn quang hoạt động giống như một bóng bán dẫn bình thường, trong đó dòng điện cơ bản được nhân lên để tạo ra dòng điện cực thu, ngoại trừ việc trong một bóng bán dẫn quang, dòng điện cơ bản được điều khiển bởi lượng ánh sáng nhìn thấy hoặc tia hồng ngoại mà thiết bị chỉ cần 2 chân.

Sơ đồ mạch quang điện trở

bên trong mạch đơn giản , giả sử rằng không có gì được kết nối với Vout, dòng điện cơ bản được điều khiển bởi lượng ánh sáng sẽ xác định dòng điện thu, là dòng điện đi qua điện trở. Do đó, điện áp tại Vout sẽ di chuyển cao và thấp dựa trên lượng ánh sáng. Chúng tôi có thể kết nối cái này với op-amp để tăng tín hiệu hoặc trực tiếp với đầu vào của bộ vi điều khiển. Đầu ra của một phototransistor phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng tới. Các thiết bị này phản ứng với ánh sáng qua một loạt các bước sóng từ tia cực tím gần, qua vùng khả kiến và vào phần IR gần của quang phổ. Đối với mức độ chiếu sáng của nguồn sáng nhất định, đầu ra của bóng bán dẫn quang được xác định bởi diện tích của điểm tiếp xúc cơ sở cực thu tiếp xúc và độ lợi dòng điện một chiều của bóng bán dẫn

Phototransistor có sẵn các cấu hình khác nhau như optoisolator, chuyển mạch quang, cảm biến retro. Optoisolator tương tự như máy biến áp ở chỗ đầu ra được cách ly về điện với đầu vào. Một đối tượng được phát hiện khi nó đi vào khe hở của công tắc quang học và chặn đường ánh sáng giữa bộ phát và bộ dò. Cảm biến retro phát hiện sự hiện diện của một đối tượng bằng cách tạo ra ánh sáng và sau đó tìm kiếm phản xạ của nó đối với đối tượng được cảm nhận.

“phương tiện không dây đã ảnh hưởng đến viễn thông như thế nào ”

Ưu điểm của Phototransistor:

Cảm biến quang có một số ưu điểm quan trọng giúp tách biệt chúng khỏi một cảm biến quang học khác, một số trong số chúng được đề cập dưới đây

Điốt quang tạo ra dòng điện cao hơn điốt quang.
Các bộ chuyển quang tương đối rẻ, đơn giản và đủ nhỏ để lắp một số trong số chúng vào một chip máy tính tích hợp duy nhất.
Bộ truyền quang rất nhanh và có khả năng cung cấp đầu ra gần như tức thời.
Các quang trở tạo ra một điện áp mà quang điện trở không thể làm như vậy.

Nhược điểm của Phototransistor:

Các phototransistor được làm bằng silicon không có khả năng xử lý điện áp trên 1.000 Volt.
Các phototransistor cũng dễ bị tổn thương hơn trước sự tăng vọt của điện cũng như năng lượng điện từ.
Các phototransistor cũng không cho phép các electron di chuyển tự do như các thiết bị khác, chẳng hạn như các ống electron.

Các ứng dụng của Phototransistor

Các lĩnh vực ứng dụng cho Phototransistor bao gồm:

Đầu đọc thẻ đục lỗ.
Hệ thống an ninh
Bộ mã hóa - đo tốc độ và hướng
Ảnh máy dò hồng ngoại
điều khiển điện
Mạch logic máy tính.
Rơ le
Kiểm soát ánh sáng (đường cao tốc, v.v.)
Chỉ báo mức
Hệ thống đếm

Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về một phototransistor . Từ những thông tin trên, cuối cùng chúng ta có thể kết luận rằng phototransistor được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử khác nhau để phát hiện ánh sáng như máy thu hồng ngoại, máy dò khói, laser, đầu đĩa CD, v.v. Đây là một câu hỏi cho bạn, sự khác biệt giữa phototransistor và bộ tách sóng quang?