- Co to jest i gdzie ma zastosowanie
- Zasada działania
- Oznaczenia i podstawowe parametry
- Przykład użycia
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Światłoczułe urządzenia są używane w różnych gałęziach elektroniki i radiotechniki. Coraz częściej stosuje się fototranzystor, który ma prostszą zasadę działania niż fotodiody.
Co to jest i gdzie ma zastosowanie
Fototranzystor jest urządzeniem półprzewodnikowym typu światłowodowego, które służy do sterowania prądem elektrycznym przy użyciu pewnego promieniowania optycznego. Urządzenia te są zaprojektowane w oparciu o konwencjonalny tranzystor. Ich nowoczesne odpowiedniki to fotodiody, ale fototranzystory są lepiej przystosowane do wielu nowoczesnych urządzeń radiowych i elektronicznych. Z zasady działania przypominają fotorezystory.
W przeciwieństwie do fotodiod, te półprzewodniki mają wyższą czułość.
Gdzie jest używany fototranzystor :
- Systemy bezpieczeństwa (głównie używane są tranzystory IR);
- Kodery;
- Komputerowe systemy sterowania logicznego;
- Fotoprzekaźnik;
- Automatyczna kontrola oświetlenia (w tym przypadku wykorzystywany jest również półprzewodnik fotograficzny na podczerwień);
- Czujniki poziomu i systemy zliczania danych.
Należy zauważyć, że ze względu na zakres Volt, w takich systemach częściej używa się fotodiod, ale fototranzystory mają kilka istotnych zalet :
- Może wytwarzać więcej prądu niż fotodiody;
- Te elementy radiowe są stosunkowo bardzo tanie;
- Może zapewnić natychmiastowy wysoki prąd wyjściowy;
- Główną zaletą urządzeń jest to, że mogą one zapewniać wysokie napięcie, którego, na przykład, fotorezystory nie będą wytwarzać.
Jednocześnie ten analog diody LED ma istotne wady, co sprawia, że fototranzystor jest raczej wąsko wyspecjalizowaną częścią:
- Wiele urządzeń półprzewodnikowych jest wykonanych z silikonu, nie są one zdolne do przenoszenia napięć przekraczających 1000 woltów.
- Te elementy radiowe są bardzo wrażliwe na spadki napięcia w lokalnej sieci elektrycznej. Jeśli dioda nie przepali się z powodu przepięcia, wówczas tranzystor najprawdopodobniej nie przejdzie testu;
- Fototranzystor nie nadaje się do stosowania w lampach, ponieważ nie pozwala na szybkie poruszanie się naładowanych cząsteczek kierunkowych.
Zasada działania
Fototranzystor działa w taki sam sposób jak tranzystor, gdzie prąd jest kierowany do kolektora, kluczową różnicą jest to, że w tym urządzeniu prąd jest kontrolowany tylko przez dwa aktywne styki.
W prostym obwodzie, pod warunkiem, że nic nie jest podłączone do fototranzystora, prąd bazowy jest regulowany za pomocą pewnego promieniowania optycznego, które określa kolektor. Prąd elektryczny wchodzi do półprzewodnika dopiero po rezystorze. W ten sposób napięcie na urządzeniu przesunie się z wysokiego na niskie, w zależności od poziomu promieniowania optycznego. Aby wzmocnić sygnał, możesz podłączyć urządzenie do specjalnego sprzętu. Wyjście fototranzystora zależy od długości fali padającego światła. Ten półprzewodnik reaguje na światło w szerokim zakresie długości fali w zależności od spektrum działania. Wyjście fototranzystora jest określane przez obszar otwartej podstawy kolektora przejściowego i stałe wzmocnienie prądu tranzystora.
Fototranzystor może mieć inny rodzaj działania, jak wskazują główne obwody przełączające urządzenia. Rodzaje urządzeń:
- Izolator optyczny (zasadniczo przypomina transformator, którego wejścia są zablokowane przez styki elektryczne);
- Fotoprzekaźnik;
- Czujniki. Używany w systemach zabezpieczeń. Są to aktywne urządzenia emitujące światło. Podczas tworzenia i przydzielania określonego impulsu urządzenie półprzewodnikowe natychmiast oblicza siłę jego powrotu. Jeśli sygnał nie powrócił lub nie powrócił z inną częstotliwością, wyzwalany jest alarm (jak w systemach zabezpieczeń IC).
Oznaczenia i podstawowe parametry
Fototranzystory, które są kontrolowane przez czynniki zewnętrzne, mają oznaczenie podobne do konwencjonalnych tranzystorów. Na poniższym rysunku widać, jak taki czujnik jest schematycznie pokazany na rysunku.
W tym samym czasie, VT1, VT2 są fototranzystorami i bazą, a VT3 jest bez bazy (na przykład od myszy). Zauważ, że pinout jest pokazany tak samo jak dla zwykłych tranzystorów.
Wraz z innymi urządzeniami półprzewodnikowymi (npn) używanymi do przekształcania promieniowania, urządzenia te są transoptorami. W związku z tym mogą być reprezentowane jako diody LED w obudowie lub jako transoptory (z dwoma strzałkami pod kątem 90 stopni do podstawy kolektora). Wzmacniacz na większości takich systemów jest oznaczony tak samo jak podstawa kolektora.
Główne cechy fototranzystorów LTR 4206E, FT 1K i IR-SFH 305-2 / 3:
| Imię i nazwisko | Prąd kolektora, mA | Prąd fotokomórki, mA | Napięcie, V | Pole zastosowania | Długość fali, nm |
| LTR 4206E | 100 | 4.8 | 30 | Układy elektroniczne. | 940 |
| FT 1K | 100 | 0, 4 | 30 | Systemy sterowania logicznego, alarmy itp. | 940 |
| IR-SFH 305-2 / 3 (Osram) | 50 | 0, 25 - 0, 8 | 32 | Systemy bezpieczeństwa, roboty, czujniki przeszkód Arduino (Arduino) na fototranzystorze. | 850 |
Jednocześnie synchronizator światła FT 1 jest wykonany z silikonu, co daje mu wyraźną przewagę - trwałość i odporność na spadki napięcia. IVC reprezentuje wzór:
Obliczenia wykonuje się w taki sam sposób, jak w przypadku tranzystorów bipolarnych.
W zależności od potrzeb możesz kupić tranzystor fotograficzny SMD PT12-21, KTF-102A lub LTR 4206E (zanim weźmiesz udział, musisz sprawdzić jego wydajność). Cena od 3 rubli do kilkuset.
Wideo: jak sprawdzić działanie fototranzystora
Przykład użycia
Jeśli chcesz zrobić własnymi rękami urządzenie, które wymaga fototranzystora, możesz stworzyć prosty inteligentny system. Zgodnie z tym schematem robot zareaguje na światło, w zależności od ustawienia, ucieknie od niego lub, przeciwnie, wyjdzie do źródła światła.
Aby sam wykonać robota, musisz przygotować:
- Chip L293D;
- Mały silnik można zabrać nawet z dziecięcej zabawki;
- Wszelkie domowe fototranzystory i rezystory polowe o rezystancji mniejszej niż 200 omów;
- Kabel do podłączenia i przypadek, w którym mechanizm zostanie zlokalizowany.
Jak widać na schemacie, fototranzystor jest rodzajem mikrokontrolera, podobnie jak ATMEGA, który określa źródło światła, nawet jego połączenie jest podobne. Używając lutownicy, możesz stworzyć prosty mechanizm, który będzie śledził nawet cień. Podobne urządzenia importowe są produkowane przez BEAM, ale oczywiście istnieje mocniejszy transoptor. Aby obsługiwać urządzenie, wystarczy odpowiednio podłączyć fototranzystor do obwodu i zasilania.
Na oznaczeniu znajdują się punkty GDR i VCC. Pierwszy to uziemienie, drugi to moc. Należy pamiętać, że obok zasilacza znajduje się ikona 5 V - oznacza to, że bateria musi mieć napięcie co najmniej 5 woltów.
Zasada działania takiego robota jest prosta: gdy światło uderza w fototranzystor, silnik uruchamia się na chipie. Jest to realizowane, ponieważ odbiornik dał pozytywny sygnał. Samoczynnie uruchamiany silnik i urządzenie zaczyna się poruszać.
Zastosowanie rezystora w tym obwodzie jest niezbędne do regulacji prądu elektrycznego. Również trwałość części optycznej zależy od rezystancji rezystora, jeśli się przegrzeje, fototranzystor będzie musiał zostać wymieniony. Do pracy bardzo ważne jest podłączenie wszystkich przewodów, jak również na schemacie. Przełącznik na robota można przymocować za pomocą konwencjonalnego długopisu, przerwie on połączenie między chipem a fototranzystorem. Weryfikacja robota polega na sprawdzeniu jego reakcji na światło i cień.