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EIN Fototransistor ist ein Transistor, der Strom leitet, wenn der Fotozelle ausreichend exponiert ist.Diese Eigenschaft wird in einem sogenannten Optokoppler, ein Schalter ohne Stromanschluss. Wird der Regelkreis z. B. mit a LED Licht emittiert, leitet der Fototransistor und versorgt den Sekundärkreis mit Signal. Dies wird häufig in Situationen verwendet, in denen keine direkte Verbindung zum Hauptstromkreis verwendet werden darf, beispielsweise in Nassbereichen. Der Fototransistor enthält eine interne Verstärkung, die ihn empfindlicher macht. als a Fotodiode und kann a analog oder Digital Ausgangssignal bereitgestellt.
Operation
Trifft Licht auf die Basis des lichtempfindlichen Halbleiters, entsteht ein Basisstrom (ichλ) werden produziert. Eine kleine Öffnung in der Schale des Transistor bewirkt, dass der Kollektor-Basis-pn-Übergang des Transistors dem Licht ausgesetzt wird. Daraus können wir ableiten, dass ein größerer Bereich einen größeren Basisstrom impliziert.
Wenn kein Licht vorhanden ist, gibt es immer noch einen thermisch erzeugten Kollektor-Emitter-Strom, der aber offensichtlich sehr klein ist. Dieser wird daher als „Dunkelstrom“ bezeichnet und liegt im Nanoampere (nA)-Bereich. Wie bereits erwähnt, wird Strom erzeugt, wenn Licht auf den Kollektor-Basis-pn-Übergang fällt. Dieser Basisstrom ist proportional zur Intensität des Lichts. Diese Aktion führt dann zu einem Kollektorstrom (ichc), die mit steigendem Basisstrom zunimmt. Der Zusammenhang zwischen dem Kollektorstrom und dem durch Licht erzeugten Basisstrom ist wie folgt:
Mit:
- βdc: die Stromverstärkung des Transistors
Ein Fototransistor kann zwei oder drei Gates haben. In der Konfiguration mit drei Anschlüssen befindet sich entlang der Außenseite des Bauteils eine Basis, sodass es auch als normaler Transistor mit der zusätzlichen Fähigkeit, Licht in Strom umzuwandeln, fungieren kann. In der Zweitor-Konfiguration gibt es außen keine Basis und der Transistor kann nicht elektrisch angesteuert werden. Dieser kann daher nur mit Licht als Eingang genutzt werden.
Fototransistoren sind nicht für alle Lichtarten empfindlich, sondern nur für Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs und am empfindlichsten für einen bestimmten Wellenlänge innerhalb dieses Bereichs.
Eigenschaften
- Billig
- Verstärkungen von 100 bis 1500
- Ziemlich schnelle Reaktionszeit
- In verschiedenen Ausführungen erhältlich (Integrierter Schaltkreis, hermetisch dicht)
- Verwendbar mit fast allen Lumineszenz- oder Infrarotlichtquellen (Neon, Sonnenlicht, Laser)
- Dieselben allgemeinen elektrischen Eigenschaften wie Transistoren.
Anwendungen
Der Fototransistor kann als Lichtdetektor verwendet werden. In Verbindung mit einer steuerbaren Lichtquelle kann der Fototransistor als Sensorelement für Optoisolatoren, Schalter und Sensoren (Optokoppler).
Optokoppler
Jetzt sofort Optokoppler Sie können Signale (Informationen) zwischen zwei Stromkreisen übertragen, die nicht elektrisch verbunden sind. Leuchtet die Steuerschaltung beispielsweise mit Hilfe einer LED, leitet der Fototransistor und versorgt den Sekundärkreis mit einem Signal. Dies wird häufig in Situationen verwendet, in denen kein direkter Anschluss an den Hauptstromkreis verwendet werden darf, wie zum Beispiel in Nassbereichen.Ein Beispiel: Um eine Maschine in einer feuchten Umgebung zu steuern, kann man einen Stromkreis verwenden, der mit einer niedrigen Sicherheitsspannung arbeitet, so dass Es besteht keine Gefahr eines Stromschlags. Durch Drücken einer Taste wird beispielsweise die LED im Optokoppler eingeschaltet. Der Fototransistor des Optokopplers befindet sich in der Schaltung, in der eine Hochspannung verwendet wird. Durch die Verwendung des Optokopplers kann keine Hochspannung an das Teil angelegt werden, das mit einer niedrigen Sicherheitsspannung arbeitet.Optokoppler werden häufig in Situationen verwendet, in denen a galvanische Isolierung ist notwendig zu vermeiden Masseschleifen und werden nicht primär zur Verstärkung verwendet.
Optoisolator
Der Optoisolator ist ähnlich dem Transformator, da auch in dieser Konfiguration der Ausgang vom Eingang elektronisch getrennt ist. Die Diode kann als Sender und der Fototransistor als Empfänger angesehen werden. Die Diode wandelt das elektronische Signal in Licht um und der Transistor führt den umgekehrten Betrieb durch.
optischer Schalter
Die Konfiguration funktioniert wie ein Schalter. Der Transistor wird mit Strom versorgt, wenn er von Licht getroffen wird. Befindet sich ein Objekt zwischen der Lichtquelle und dem Transistor, stoppt der Betrieb des Transistors.
Retrosensor
Der Retrosensor erkennt die Anwesenheit eines Objekts. Licht wird von einem nahegelegenen Objekt reflektiert und der Transistor wird von diesem angesteuert. Befindet sich kein Gegenstand in der Nähe, kann das Licht der Lichtquelle niemals den Transistor erreichen.
Darlington-Transistorkoppler
Das Darlington-Transistorkoppler wird verwendet, wenn eine höhere Ausgangsspannung benötigt wird, als nur der Fototransistor liefern kann. Der Nachteil ist, dass der Photodarlington ein langsameres Schaltverhalten hat als der Phototransistor.
LASCR-Ausgangskoppler
EIN LASCR-Ausgangskoppler kann verwendet werden, wenn eine niedrige Eingangsspannung erforderlich ist, um Relais wechseln. Dies dient zur Aktivierung elektromechanischer Geräte.
phototriac
Dieses Gerät ist für eine isolierte triac in Betrieb nehmen.
Optisch isolierter AC-Linearkoppler
Das optisch isolierter AC-Linearkoppler wandelt eine Änderung des Eingangsstroms in eine Änderung der Ausgangsspannung um. Dieser besteht aus einem Verstärker und einer Fotodiode an den Enden des Verstärkers. Lichtschwankungen der LED werden von der Fotodiode erfasst, die dann den Verstärker mit einem Eingangssignal versorgt. Das Emitterfolgerfol-trap dient dann als Puffer für die Ausgabe der Verstärker. Diese Konfiguration wird häufig in Audioanwendungen verwendet.
Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise
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