Dasar-dasar Phototransistor, Diagram Sirkuit, Keuntungan & Aplikasi

Apa itu Phototransistor?

UNTUK Phototransistor adalah sakelar elektronik dan komponen amplifikasi arus yang mengandalkan paparan cahaya untuk beroperasi. Ketika cahaya jatuh di persimpangan, arus balik mengalir yang sebanding dengan luminansi. Phototransistor digunakan secara ekstensif untuk mendeteksi pulsa cahaya dan mengubahnya menjadi sinyal listrik digital. Ini dioperasikan oleh cahaya daripada arus listrik. Memberikan penguatan dalam jumlah besar, biaya rendah dan fototransistor ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi.

Ia mampu mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Fototransistor bekerja dengan cara yang mirip dengan fotoresistor yang biasa dikenal sebagai LDR (resistor bergantung cahaya) tetapi mampu menghasilkan arus dan tegangan sedangkan fotoresistor hanya mampu menghasilkan arus karena perubahan resistansi. Phototransistor adalah transistor dengan terminal dasar terbuka. Alih-alih mengirimkan arus ke basis, foton dari cahaya yang mencolok mengaktifkan transistor. Ini karena fototransistor terbuat dari semikonduktor bipolar dan memfokuskan energi yang melewatinya. Ini diaktifkan oleh partikel cahaya dan digunakan di hampir semua perangkat elektronik yang dalam beberapa cara bergantung pada cahaya. Semua fotosensor silikon (fototransistor) merespons seluruh rentang radiasi yang terlihat serta inframerah. Faktanya, semua dioda, transistor, Darlington, triac, dll. Memiliki respons frekuensi radiasi dasar yang sama.

Itu struktur dari fototransistor dioptimalkan secara khusus untuk aplikasi foto. Dibandingkan dengan transistor normal, phototransistor memiliki basis dan lebar kolektor yang lebih besar dan dibuat dengan menggunakan difusi atau implantasi ion.

Karakteristik:

• Photodetection terlihat dan dekat-IR berbiaya rendah.
• Tersedia dengan keuntungan dari 100 hingga lebih dari 1500.
• Waktu respons yang cukup cepat.
• Tersedia dalam berbagai paket termasuk teknologi pemasangan permukaan berlapis epoksi, cetakan transfer, dan permukaan.
• Karakteristik kelistrikan mirip dengan transistor sinyal .

UNTUK fototransistor tidak lain adalah transistor bi-polar biasa di mana daerah basis terkena iluminasi. Ini tersedia dalam tipe P-N-P dan N-P-N yang memiliki konfigurasi berbeda seperti common emitter, common collector dan common base. Emitor biasa konfigurasi umumnya digunakan. Itu juga bisa bekerja saat alas dibuat terbuka. Dibandingkan dengan transistor konvensional, ia memiliki lebih banyak area basis dan kolektor. Phototransistor kuno menggunakan bahan semikonduktor tunggal seperti silikon dan germanium, tetapi sekarang komponen modern saat ini menggunakan bahan seperti galium dan arsenida untuk tingkat efisiensi tinggi. Basis adalah kabel yang bertanggung jawab untuk mengaktifkan transistor. Ini adalah perangkat pengontrol gerbang untuk suplai listrik yang lebih besar. Kolektor adalah timbal positif dan suplai listrik yang lebih besar. Emitor adalah timbal negatif dan outlet untuk suplai listrik yang lebih besar.

Konstruksi Transistor Foto

Dengan tidak ada cahaya yang jatuh pada perangkat akan ada aliran arus kecil karena pasangan lubang-elektron yang dihasilkan secara termal dan tegangan keluaran dari rangkaian akan sedikit lebih kecil dari nilai suplai karena penurunan tegangan melintasi resistor beban R. Dengan cahaya jatuh di persimpangan kolektor-basis arus meningkat. Dengan rangkaian terbuka sambungan basis, arus kolektor-basis harus mengalir di rangkaian basis-emitor dan karenanya arus yang mengalir diperkuat oleh aksi transistor normal. Persimpangan basis kolektor sangat sensitif terhadap cahaya. Kondisi kerjanya tergantung pada intensitas cahaya. Arus basis dari foton insiden diperkuat oleh penguatan transistor, menghasilkan penguatan arus yang berkisar dari ratusan hingga beberapa ribu. Phototransistor 50 hingga 100 kali lebih sensitif daripada dioda dengan tingkat noise yang lebih rendah.

Sirkuit Phototransistor:

Fototransistor bekerja seperti transistor biasa, di mana arus basis dikalikan untuk menghasilkan arus kolektor, kecuali pada fototransistor, arus basis dikendalikan oleh jumlah cahaya tampak atau inframerah di mana perangkat hanya membutuhkan 2 pin.

Diagram Sirkuit Phototransistor

Dalam sirkuit sederhana , dengan asumsi bahwa tidak ada yang terhubung ke Vout, arus basis yang dikendalikan oleh jumlah cahaya akan menentukan arus kolektor, yang merupakan arus yang melalui resistor. Oleh karena itu, tegangan pada Vout akan bergerak tinggi dan rendah berdasarkan jumlah cahaya. Kita dapat menghubungkan ini ke op-amp untuk meningkatkan sinyal atau langsung ke input mikrokontroler. Output dari sebuah phototransistor bergantung pada panjang gelombang cahaya datang. Perangkat ini merespons cahaya pada rentang panjang gelombang yang luas dari UV dekat, melalui bagian spektrum yang terlihat dan inframerah dekat. Untuk tingkat iluminasi sumber cahaya tertentu, output dari sebuah fototransistor ditentukan oleh luas sambungan kolektor-basis yang terbuka dan penguatan arus dc dari transistor.

Phototransistor tersedia dalam berbagai konfigurasi seperti optoisolator, sakelar optik, sensor retro. Optoisolator mirip dengan transformator yang outputnya diisolasi secara elektrik dari input. Sebuah objek terdeteksi ketika memasuki celah sakelar optik dan memblokir jalur cahaya antara pemancar dan detektor. Sensor retro mendeteksi keberadaan suatu objek dengan menghasilkan cahaya dan kemudian mencari reflektansinya dari objek yang akan dirasakan.

Keuntungan dari Phototransistors:

Phototransistor memiliki beberapa keunggulan penting yang memisahkannya dari sensor optik lain, beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini

• Phototransistor menghasilkan arus yang lebih tinggi daripada fotodioda.
• Phototransistor relatif murah, sederhana, dan cukup kecil untuk memuat beberapa di antaranya ke dalam satu chip komputer terintegrasi.
• Phototransistor sangat cepat dan mampu menghasilkan keluaran yang hampir seketika.
• Phototransistor menghasilkan tegangan, yang tidak dapat dilakukan oleh resistor foto.

Kekurangan dari Phototransistors:

• Phototransistor yang terbuat dari silikon tidak mampu menangani tegangan lebih dari 1.000 Volt.
• Phototransistor juga lebih rentan terhadap lonjakan dan lonjakan listrik serta energi elektromagnetik.
• Phototransistor juga tidak memungkinkan elektron bergerak sebebas perangkat lain, seperti tabung elektron.

Aplikasi Phototransistors

Area aplikasi untuk Phototransistor meliputi:

• Pembaca kartu punch.
• Sistem keamanan
• Pembuat enkode - mengukur kecepatan dan arah
• Foto detektor IR
• kontrol listrik
• Sirkuit logika komputer.
• Relai
• Kontrol pencahayaan (jalan raya dll)
• Indikasi level
• Sistem penghitungan

Jadi, ini semua tentang gambaran umum a fototransistor . Dari informasi di atas akhirnya kita dapat menyimpulkan bahwa phototransistor banyak digunakan di berbagai perangkat elektronik untuk mendeteksi cahaya seperti penerima infra merah, detektor asap, laser, pemutar CD, dll. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, apa perbedaan antara fototransistor dan photodetector?