Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Fotosenzitivní zařízení se používají v různých odvětvích elektroniky a radiotechniky. Stále více se používá fototranzistor, který má jednodušší provozní princip než fotodiody.
Co to je a kde to platí
Fototranzistor je polovodičové zařízení typu optického vlákna, které se používá k řízení elektrického proudu pomocí určitého optického záření. Tato zařízení jsou navržena na základě konvenčního tranzistoru. Jejich moderní protějšky jsou photodiodes, ale phototransistors jsou vhodnější pro mnoho moderních rádiových a elektronických zařízení. Principem působení se také podobají fotorezistům.
Na rozdíl od fotodiod mají tyto polovodiče vyšší citlivost.
Kde je použit fototranzistor :
- Bezpečnostní systémy (převážně infračervené tranzistory);
- Kodéry;
- Počítačové logické řídicí systémy;
- Fotorela;
- Automatické ovládání osvětlení (infračervené foto polovodiče se zde také používá);
- Snímače hladiny a systémy pro počítání dat.
Mělo by být poznamenáno, že vzhledem k rozsahu voltů jsou fotodiody v takových systémech používány častěji, ale fototranzistory mají několik významných výhod :
- Může produkovat více proudu než fotodiody;
- Tyto rádiové komponenty jsou poměrně levné;
- Může poskytovat okamžitý vysoký výstupní proud;
- Hlavní výhodou zařízení je, že mohou poskytovat vysoké napětí, což například fotorezistory neudělají.
Současně má tento analog LED diodu významné nevýhody, což činí fototranzistor spíše úzce specializovanou částí:
- Mnoho polovodičových zařízení je vyrobeno ze silikonu, nejsou schopny zvládnout napětí nad 1000 voltů.
- Tyto rádiové komponenty jsou velmi citlivé na poklesy napětí v místní elektrické síti. Jestliže dioda nevypálí kvůli přepětí napětí, pak tranzistor bude s největší pravděpodobností projít testem;
- Fototranzistor není vhodný pro použití v lampách vzhledem k tomu, že vám neumožňuje rychle přesouvat směrované nabité částice.
Princip činnosti
Fototranzistor pracuje stejným způsobem jako tranzistor, kde je proud směrován do kolektoru, klíčový rozdíl je v tom, že v tomto zařízení je proud řízen pouze dvěma aktivními kontakty.
V jednoduchém obvodu, za předpokladu, že nic není spojeno s fototranzistorem, je základní proud regulován pomocí určitého optického záření, které definuje kolektor. Elektrický proud vstupuje do polovodiče pouze po odporu. Tudíž napětí na zařízení se bude pohybovat z vysoké na nízkou v závislosti na úrovni optického záření. Pro zlepšení signálu můžete přístroj připojit k speciálnímu zařízení. Výstup fototranzistoru závisí na vlnové délce dopadajícího světla. Tento polovodič reaguje na světlo v širokém rozsahu vlnových délek v závislosti na spektru provozu. Výstup fototranzistoru je dán plochou otevřeného přechodového kolektorového základu a konstantním proudovým ziskem tranzistoru.
Fototranzistor může být odlišného typu, jak ukazují hlavní spínací obvody zařízení. Typy zařízení:
- Optický izolátor (v zásadě se podobá transformátoru, jehož vstupy jsou blokovány elektrickými kontakty);
- Fotorela;
- Senzory. Používá se v bezpečnostních systémech. Jedná se o aktivní zařízení, která vyzařují světlo. Při tvarování a přidělování specifického impulsu polovodičové zařízení okamžitě vypočítá sílu jeho návratu. Pokud se signál nevrátil nebo nevrátil s jinou frekvencí, spustí se alarm (jako v bezpečnostních systémech IC).
Značení a základní parametry
Fototranzistory, které jsou řízeny vnějšími faktory, mají označení podobné konvenčním tranzistorům. Na následujícím obrázku je vidět, jak je takový senzor schematicky znázorněn na výkresu.
Současně, VT1, VT2 jsou fototranzistory a báze a VT3 je bez báze (například z myši). Všimněte si, že pinout je zobrazen stejně jako u běžných tranzistorů.
Spolu s dalšími polovodičovými zařízeními (npn) používanými k transformaci záření jsou tato zařízení optočleny. V souladu s tím mohou být znázorněny jako LED v pouzdru nebo jako optočleny (se dvěma šipkami v úhlu 90 ° k základně kolektoru). Zesilovač na většině takových schémat je označen jako základ kolektoru.
Hlavní charakteristiky fototranzistorů LTR 4206E, FT 1K a IR-SFH 305-2 / 3:
| Jméno | Proud kolektoru, mA | Proud fotobuňky, mA | Napětí, V | Oblast použití | Vlnová délka, nm |
| LTR 4206E | 100 | 4.8 | 30 | Elektronické obvody. | 940 |
| FT 1K | 100 | 0, 4 | 30 | Logické řídicí systémy, alarmy atd. | 940 |
| IR-SFH 305-2 / 3 (Osram) | 50 | 0, 25 - 0, 8 | 32 | Bezpečnostní systémy, roboty, Arduino (Arduino) překážkové snímače na fototranzistoru. | 850 |
Zároveň je synchronizátor světla FT 1 vyroben ze silikonu, což mu dává výraznou výhodu - trvanlivost a odolnost proti poklesu napětí. IVC představuje vzorec:
Výpočet se provádí stejným způsobem jako u bipolárních tranzistorů.
V závislosti na vašich potřebách si můžete koupit foto tranzistor SMD PT12-21, KTF-102A nebo LTR 4206E (před tím, než se toho zúčastníte, musíte zkontrolovat jeho výkon). Cena od 3 rublů do několika set.
Video: jak kontrolovat provoz fototranzistoru
Příklad použití
Pokud chcete, aby se pomocí vlastních rukou zařízení, které potřebuje fototranzistor, můžete vytvořit jednoduchý inteligentní systém. Podle tohoto schématu bude robot reagovat na světlo, v závislosti na nastavení, bude od něj odcházet, nebo naopak jít ven ke zdroji světla.
Aby byl robot sám, musíte se připravit:
- Čip L293D;
- Malý motor lze vzít i z dětské hračky;
- Všechny domácí fototranzistory a rezistory s odporem nižším než 200 Ohmů;
- Kabel pro připojení a případ, kdy bude mechanismus umístěn.
Jak je vidět z diagramu, fototranzistor je zde druh mikrokontroléru, podobně jako ATMEGA, který určuje zdroj světla, i když je jeho spojení podobné. Při použití páječky můžete vytvořit jednoduchý mechanismus, který bude následovat i stín. Podobná importní zařízení vyrábí společnost BEAM, ale samozřejmě existuje silnější optočlen. Pro provoz zařízení stačí pouze správně připojit fototranzistor k obvodu a napájení.
Na označení jsou body GDR a VCC. První z nich je uzemnění, druhá je síla. Vezměte prosím na vědomí, že vedle zdroje napájení se nachází ikona 5V - to znamená, že baterie musí být nejméně 5 voltů.
Princip činnosti takového robota je jednoduchý: když světlo dopadne na fototranzistor, motor se spustí na čipu. Toto je realizováno protože přijímač dal pozitivní signál. Spustí se samočinný motor a zařízení se začne pohybovat.
Použití rezistoru v tomto obvodu je nezbytné pro nastavení elektrického proudu. Trvanlivost optické části závisí také na odporu rezistoru, pokud se přehřívá, pak bude nutné fototranzistor vyměnit. Pro práci je velmi důležité propojit všechny vodiče i diagram. Přepínač na robot může být připojen z běžného kuličkového pera, přeruší spojení mezi čipem a fototranzistorem. Kontrola robota se provádí zkoumáním jeho reakce na světlo a stín.