Transistor fotografico: funzionamento, usi, caratteristiche, pro e contro

  • Cos'è il transistor fotografico ?
  • Principio di funzionamento del fototransistor
  • Usi del transistor fotografico
  • Simbolo del transistor fotografico
  • Caratteristiche del fototransistor
  • Vantaggi e svantaggi del fototransistor

Il fototransistor è un trasduttore in grado di convertire l'energia luminosa in energia elettrica. I parametri come lunghezze d'onda, allineamenti, interfacce, ecc. Dovrebbero essere considerati con maggiore importanza durante la progettazione del circuito.

Definizione di transistor foto:

"Il fototransistor è un dispositivo a semiconduttore in grado di rilevare i livelli di luce e alterare la corrente che scorre tra emettitore e collettore in base al livello di luce che riceve."

Come suggerisce il nome, il fototransistor è un transistor che può percepire la luce e variare il flusso di correnti tra i terminali del transistor.

In generale i transistor sono sensibili alle luci. Questa proprietà dei transistor viene utilizzata nei fototransistor. Il fototransistor di tipo NPN è uno dei tipi.

DG1
transistor foto

Qui, in un fototransistor la luce che colpisce la base soppianta la tensione, effettivamente applicata alla base, quindi un fototransistor amplifica le disparità in base al segnale luminoso. I fototransistor possono o non possono avere un terminale di base in esso. Se è presente, la regione di base gli consente di polarizzare gli impatti luminosi del fototransistor.

  • Questo tipo di transistor è controllato dall'esposizione alla luce. È come un fotodiodo che controlla un BJT.
  • Il fototransistor può essere di un tipo qualsiasi come BJT o FET.
  • Questi tipi di transistor sono tipicamente ricoperti con i materiali plastici e una delle parti è mantenuta aperta o trasparente per la luce.

Simbolo del transistor fotografico:

simbolo di un fototransistor
simbolo di un fototransistor
transistor foto
un transistor fotografico

Esempi di transistor foto:

  • KDT00030TR
  • PS5042
  • OP506A, OP550A, OP506B
  • TEKT5400S, TEMT1030
  • SFH314-2 / ​​3, SFH 325 FA-Z
  • QSE113E3R0
  • BPW17N, BPV11F, BPW85C ecc.

Principio di funzionamento del fototransistor

L'uscita di un fototransistor è presa dal suo terminale di emettitore; quindi i raggi luminosi sono ammessi alla regione di base.

Un fototransistor può essere un dispositivo a tre o due terminali secondo le nostre esigenze. La base del foto-transistor viene utilizzata solo per scopi di polarizzazione. Per il transistor NPN, la base è fatta + ve rispetto al terminale di emettitore, e in un transistor PNP il terminale di collettore è fatto -ve rispetto al terminale di emettitore.

All'inizio, il raggio di luce entra nella regione di base di un fototransistor e genera coppie di lacune elettroniche. Questo processo si verifica principalmente sotto la polarizzazione inversa. La regione attiva di questo tipo di transistor viene utilizzata per generare corrente. La regione di interruzione e saturazione viene utilizzata per azionare il particolare transistor come interruttore.

Un foto-transistor e il suo funzionamento dipendono da tanti fattori interni ed esterni, come:

  • L'intensità della fotocorrente sarà maggiore con un maggiore guadagno di corrente CC.
  • La sensibilità luminosa è data dal rapporto tra le correnti fotoelettroniche e i flussi luminosi in ingresso.
  • Se la lunghezza d'onda viene aumentata, la frequenza verrà ridotta.
  • Se l'area della giunzione collettore-base si allarga, l'ampiezza della corrente foto generata dal fototransistor sarà maggiore.

Caratteristiche del fototransistor:

DG4

Qui l'asse X è VCE- indica la tensione applicata al cavo collettore-emettitore e l'asse Y è I.C - indica la corrente di collettore che trasporta il circuito in mA.

Come possiamo vedere, la curva indica chiaramente che la corrente aumenta con l'intensità della radiazione che si trova nella regione di base.                  

DG5
Qui, l'asse X indica il livello di illuminazione e in esso è stata tracciata la corrente di base dell'asse Y.

Vantaggi di Photo Transistor:

  • L'efficienza di questo tipo di transistor è maggiore di un fotodiodo. Il guadagno di corrente del transistor è anche più paragonabile al fotodiodo; anche se la luce incidente è la stessa, il fototransistor produrrà più corrente foto.
  • Rispetto a un fotodiodo, il tempo di risposta di un fototransistor è maggiore. Quindi, significa che questo tipo di transistor ha un tempo di risposta più veloce.
  • I fototransistor sono immuni a qualsiasi interferenza di rumore.
  • I foto-transistor sono meno costosi.
  • Il circuito di un questo tipo di transistor è meno complicato.

Svantaggi di Photo Transistor:

  • L'efficienza del fototransistor diminuisce con l'interferenza del campo elettromagnetico.
  • A frequenze più alte, i fototransistor non funzionano correttamente. A causa di questo problema non riesce a convertire efficacemente la corrente della foto ad alta frequenza.
  • I picchi elettrici si verificano frequentemente.

Applicazioni del transistor fotografico:

  • I fototransistor sono utilizzati nei sistemi di conteggio.
  • Questo tipo di transistor viene utilizzato nel sistema informatico.
  • Questo tipo di transistor può essere utilizzato per generare una tensione variabile.
  • Questi tipi di transistor vengono utilizzati in.
  • A causa dell'elevata efficienza di conversione da luce a corrente, questi sono ampiamente utilizzati nelle macchine da stampa remote.
  • L'applicazione più importante di questo tipo di transistor è utilizzarlo come rilevatore di luce. Può anche rilevare anche molta meno luce.
  • Svolgono anche un ruolo importante nella creazione di schede perforate.
  • Questo tipo di transistor è un dispositivo optoelettronico fondamentale che viene utilizzato anche nelle fibre ottiche

Perché il fototransistor è polarizzato inversamente?

I fotodiodi sono collegati in polarizzazione inversa per diminuire l'area di carica e restringere la capacità alle giunzioni. Ciò consente una maggiore larghezza di banda. La luce agisce come ioB, quindi in un fototransistor NPN il collettore ha una tensione + ve da un carico resistivo, mentre l'emettitore sarà collegato a terra.

Differenza tra fotoresistenza e fototransistor

CaratteristichefotoresistenzaFototransistor
Reattivo alla luceMeno sensibilePiù sensibile
Massima resistenza nell'oscuritàBassoAlta
Resistenza minima alla luce intensaAltaBasso
Capacità di trasporto di correnteAlto (quasi il doppio)Comparativamente inferiore alla fotoresistenza
Tipo di viaggioLa fotoresistenza è sensibile alla luce incidente da tutte le direzioni. Così senza direzioneIl fototransistor è sensibile alla luce incidente in una certa direzione e ottuso in altri modi.
Dipendente dalla temperaturaLa resistenza oscilla con le variazioni di temperaturaLa resistenza effettiva ha meno fluttuazioni con le variazioni di temperatura.
Cambiamento di resistenza Nessuna variazione nella resistenza osservata per l'intensità della luce indipendentemente dalla tensione applicata, ovvero rimane uguale.La resistenza effettiva differisce con la tensione applicata.
CostoComparativamente costosoComparativamente economico

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