Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Fotosenzitívne zariadenia sa používajú v rôznych oblastiach elektroniky a rádiovej techniky. Stále viac sa používa fototranzistor, ktorý má jednoduchší prevádzkový princíp ako fotodiódy.

Čo to je a kde sa uplatňuje

Fototranzistor je polovodičové zariadenie typu optického vlákna, ktoré sa používa na riadenie elektrického prúdu použitím určitého optického žiarenia. Tieto zariadenia sú navrhnuté na báze konvenčného tranzistora. Ich moderné náprotivky sú fotodiódy, ale fototranzistory sú vhodnejšie pre mnohé moderné rádiové a elektronické zariadenia. Princípom činnosti sú tiež fotorezistory.

Foto - fototranzistor

Na rozdiel od fotodiód majú tieto polovodiče vyššiu citlivosť.

Kde je použitý fototranzistor :

  1. Používajú sa najmä bezpečnostné systémy (IR tranzistory);
  2. kódery;
  3. Počítačové logické riadiace systémy;
  4. foto;
  5. Automatické ovládanie osvetlenia (infračervený foto polovodič sa tu tiež používa);
  6. Snímače úrovne a systémy na počítanie údajov.

Treba poznamenať, že kvôli rozsahu voltov sa fotodiódy v takýchto systémoch používajú častejšie, ale fototranzistory majú niekoľko významných výhod :

  1. Môže produkovať viac prúdu ako fotodiódy;
  2. Tieto rádiové komponenty sú relatívne veľmi lacné;
  3. Poskytuje okamžitý vysoký výstupný prúd;
  4. Hlavnou výhodou zariadení je, že môžu poskytovať vysoké napätie, ktoré napríklad fotorezistory nebudú robiť.

Tento analóg LED má zároveň významné nevýhody, čo robí fototranzistor pomerne úzko špecializovanou časťou:

  1. Mnohé polovodičové zariadenia sú vyrobené zo silikónu, nie sú schopné zvládnuť napätie nad 1000 voltov.
  2. Tieto rádiové komponenty sú veľmi citlivé na poklesy napätia v miestnej elektrickej sieti. Ak dióda nevyhorí v dôsledku prepätia, potom tranzistor s najväčšou pravdepodobnosťou neprejde testom;
  3. Fototranzistor nie je vhodný na použitie vo svetelných zdrojoch, pretože vám neumožňuje rýchlo presúvať smerové nabité častice.

Princíp činnosti

Fototranzistor pracuje rovnakým spôsobom ako tranzistor, kde prúd je nasmerovaný do kolektora, kľúčovým rozdielom je, že v tomto zariadení je prúd riadený iba dvoma aktívnymi kontaktmi.

Foto - jednoduchý fototranzistor

V jednoduchom obvode, za predpokladu, že na fototranzistor nie je nič pripojené, je základný prúd regulovaný určitým optickým žiarením, ktoré definuje kolektor. Elektrický prúd vstupuje do polovodiča až po odpore. Teda napätie na zariadení sa bude pohybovať z vysokej na nízku v závislosti od úrovne optického žiarenia. Na zlepšenie signálu môžete zariadenie pripojiť k špeciálnemu zariadeniu. Výstup fototranzistora závisí od vlnovej dĺžky dopadajúceho svetla. Tento polovodič reaguje na svetlo v širokom rozsahu vlnových dĺžok v závislosti od spektra prevádzky. Výstup fototranzistora je určený plochou otvorenej bázy kolektorov a konštantným prúdovým zosilnením tranzistora.

Fototranzistor môže byť rôzneho typu, pretože hlavné spínacie obvody zariadenia indikujú. Typy zariadení:

  1. Optický izolátor (v zásade sa podobá transformátoru, ktorého vstupy sú blokované elektrickými kontaktmi);
  2. foto;
  3. Senzory. Používa sa v bezpečnostných systémoch. Toto sú aktívne zariadenia, ktoré vyžarujú svetlo. Pri vytváraní a prideľovaní špecifického impulzu polovodičové zariadenie okamžite vypočíta silu jeho návratu. Ak sa signál nevrátil alebo nevrátil s inou frekvenciou, spustí sa alarm (ako v bezpečnostných systémoch IC).

Značenia a základné parametre

Fototranzistory, ktoré sú riadené vonkajšími faktormi, majú označenie podobné konvenčným tranzistorov. Na obrázku nižšie vidíte, ako je takýto senzor schematicky znázornený na výkrese.

Foto - označenie tranzistorov

Súčasne VT1, VT2 sú fototranzistory a báza a VT3 je bez bázy (napríklad z myši). Všimnite si, že pinout je zobrazený rovnako ako u bežných tranzistorov.

Spolu s ďalšími polovodičovými zariadeniami (npn), ktoré sa používajú na transformáciu žiarenia, sú tieto zariadenia optočlenmi. Môžu byť teda znázornené ako LED v skrini alebo ako optočleny (s dvoma šípkami v uhle 90 ° k základni kolektora). Zosilňovač na väčšine takýchto schém je označený ako základ zberača.

Hlavné charakteristiky fototranzistorov LTR 4206E, FT 1K a IR-SFH 305-2 / 3:

názovPrúd kolektora, mAPrúd fotočlánku, mANapätie, VOblasť použitiaVlnová dĺžka, nm
LTR 4206E1004.830Elektronické obvody.940
FT 1K1000.430Logické riadiace systémy, alarmy atď.940
IR-SFH 305-2 / 3 (Osram)500, 25 - 0, 832Bezpečnostné systémy, roboty, Arduino (Arduino) snímače prekážok na fototranzistore.850

Zároveň je synchrón FT 1 vyrobený zo silikónu, ktorý mu dáva výraznú výhodu - odolnosť a odolnosť voči úbytkom napätia. IVC predstavuje vzorec:

Foto - WAH vzorec

Výpočet sa robí rovnakým spôsobom ako pre bipolárne tranzistory.

V závislosti na vašich potrebách si môžete kúpiť foto tranzistor SMD PT12-21, KTF-102A alebo LTR 4206E (predtým, než sa zapojíte, musíte skontrolovať jeho výkon). Cena od 3 rubľov až po niekoľko stoviek.

Video: ako kontrolovať činnosť fototranzistora

Príklad použitia

Ak chcete urobiť vlastnými rukami zariadenie, ktoré potrebuje fototranzistor, môžete vytvoriť jednoduchý inteligentný systém. Podľa tejto schémy bude robot reagovať na svetlo, v závislosti od nastavenia, bude od neho unikať, alebo naopak ísť von na svetelný zdroj.

Aby ste robili robota sami, musíte si pripraviť:

  1. Čip L293D;
  2. Malý motor možno odobrať aj z detskej hračky;
  3. Akékoľvek domáce fototranzistory a poľné odpory s odporom menším ako 200 Ohmov;
  4. Kábel na pripojenie a puzdro, kde bude mechanizmus umiestnený.
Rozloženie robota

Ako je možné vidieť z diagramu, fototranzistor je tu druh mikrokontroléra, ako je ATMEGA, ktorý určuje zdroj svetla, dokonca aj jeho spojenie je podobné. Ak používate spájkovačku, môžete vytvoriť jednoduchý mechanizmus, ktorý bude sledovať aj tieň. Podobné importné zariadenia vyrába spoločnosť BEAM, ale samozrejme existuje silnejší optočlen. Na ovládanie zariadenia stačí len správne pripojiť fototranzistor k obvodu a napájaniu.

Na označenie sú body GDR a VCC. Prvý je uzemnenie, druhý je moc. Upozorňujeme, že vedľa napájacieho zdroja sa nachádza ikona 5V - to znamená, že batéria musí byť aspoň 5 voltov.

Princíp činnosti takéhoto robota je jednoduchý: keď svetlo dopadne na fototranzistor, motor sa spustí na čipe. Toto je realizované, pretože prijímač dal pozitívny signál. Spustí sa samočinný motor a zariadenie sa začne pohybovať.

Použitie rezistora v tomto obvode je nevyhnutné na nastavenie elektrického prúdu. Trvanlivosť optickej časti tiež závisí od odporu rezistora, ak sa prehrieva, fototranzistor bude potrebné vymeniť. Pre prácu je veľmi dôležité pripojiť všetky vodiče, ako aj diagram. Prepínač na robot môže byť pripojený z konvenčného guľôčkového pera, preruší spojenie medzi čipom a fototranzistorom. Overenie robota sa vykonáva skúmaním jeho reakcie na svetlo a tieň.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie: