Fototranzystory

Fototranzystory

Pośród różnego rodzaju fotoelementów (detektorów światła) dostępnych obecnie na rynku półprzewodników szczególne miejsce zajmują niewielkie i czułe fototranzystory. Elementy te stosunkowo rzadko używane są w zastosowaniach pomiarowych (tutaj lepiej sprawdzają się konwencjonalne fotodiody), natomiast – z uwagi na bardzo proste podłączenie i szeroki zakres spektrum optycznego – świetnie sprawdzają się w różnego rodzaju czujnikach optycznych, gdzie współpracują zwykle z odpowiednimi nadajnikami (emiterami) światła. W tej kategorii prezentujemy wybrane fototranzystory, a także ich przykładowe zastosowania.

Czytaj więcej

Fototranzystor – zasada działania i podłączanie

Fototranzystor, jak sama nazwa wskazuje, jest specyficzną odmianą tranzystora, a dokładniej tranzystora bipolarnego. Różnica pomiędzy tym elementem, a klasycznym tranzystorem BJT tkwi w sposobie sterowania przepływem prądu przez obwód kolektor – emiter. O ile w klasycznych tranzystorach bipolarnych za sterowanie prądem kolektora odpowiada prąd bazy, o tyle w fototranzystorach czynnikiem wyzwalającym przepływ prądu i wpływającym na jego wartość jest natężenie światła padającego na czułą strukturę półprzewodnikową fototranzystora. Im silniejsza wiązka światła pada na fototranzystor, tym większy prąd przepływa w obwodzie kolektor-emiter i tym mniejsze napięcie odkłada się na tym złączu fotoelementu. Podstawowym układem pracy fototranzystora jest zatem jego szeregowe połączenie z rezystorem oraz zasilanie tak powstałego obwodu napięciem stałym. W takim przypadku – jeżeli fototranzystor zostanie włączony od strony masy – im silniejsze światło padnie na strukturę fototranzystora, tym niższe napięcie będzie dostępne na wyjściu tego sterowanego optycznie dzielnika napięcia. W celu uzyskania odpowiedniej czułości układu wystarczy dobrać odpowiednią wartość rezystancji rezystora szeregowego, co najprościej można wykonać eksperymentalnie.

Rodzaje fototranzystorów

Jak wspomnieliśmy wcześniej, zdecydowana większość fototranzystorów to elementy dwukońcówkowe, ponieważ trzecia elektroda (baza) nie jest konieczna do ich poprawnego działania. Warto jednak wspomnieć, że czasem można spotkać się (choć głównie w literaturze, a nie w rzeczywistych warunkach), z fototranzystorami wyposażonymi w końcówkę bazy, co umożliwia dodatkowe sterowanie przepływem prądu w obwodzie kolektora. Fototranzystory występują najczęściej w postaci dyskretnych elementów przewlekanych (THT) lub do montażu powierzchniowego (SMD). W pierwszym przypadku typowe obudowy fototranzystorów wizualnie niczym nie różnią się od przewlekanych diod LED o średnicy obudowy 3 mm lub 5 mm, choć dostępne są także rozwiązania z obudowach prostokątnych. Fototranzystory do montażu powierzchniowego także przypominają swoim wyglądem oraz wymiarami diody LED i często są dostępne w obudowach typu 1206 lub 0805. Fototranzystory wchodzą ponadto w skład zintegrowanych czujników optycznych, np. transoptorów szczelinowych lub odbiciowych. W tych elementach jednak – oprócz samego fotoelementu – zamontowana jest fabrycznie we wspólnej obudowie także dioda podczerwieni, która odgrywa rolę nadajnika wiązki światła.

Fototranzystory w ofercie Sklepu AVT

W naszej ofercie znajdziesz przewlekane fototranzystory w obudowach o średnicy 3 mm i 5mm, które doskonale nadają się do aplikacji pracujących w paśmie podczerwieni (IR), choć znakomicie radzą sobie także ze światłem w zakresie widzialnym dla człowieka. Przykładowo: fototranzystor typu NPN o oznaczeniu LTR4206 oferuje maksymalne napięcie kolektor-emiter równe 30V, zaś napięcie saturacji to zaledwie 0,4 V, dzięki czemu fototranzystor ten można zastosować w bezpośrednim podłączeniu do wejścia mikrokontrolera np. AVR lub PIC. Wspomniany poziom napięcia doskonale odpowiada bowiem wymogom popularnych mikrokontrolerów, dotyczącym maksymalnego napięcia wejściowego w stanie niskim. To z kolei oznacza, że podłączenie takiego elementu do wejścia cyfrowego mikrokontrolera i spolaryzowanie fototranzystora rezystorem szeregowym o wartości z zakresu od 1 do kilku kΩ wystarczy, aby procesor był w stanie wykrywać pojawienie się wiązki światła, bez konieczności stosowania dodatkowych wzmacniaczy, komparatorów czy też przetworników ADC. Niektóre modele, np. LTR4206E są dostosowane tylko do pracy w świetle podczerwonym, gdyż posiadają wbudowane filtry optyczne – można się o tym przekonać, patrząc na czarny kolor obudowy – które filtrują światło widzialne i przepuszczają jedynie promieniowanie w zakresie podczerwieni.