Проверка фототранзисторов: Фототранзистор: принцип работы, как проверить

Как проверить инфракрасный свето- и фотодиод, мощная доработка тестера ut61e

Как известно, одним из лучших, если не лучшим тестером в категории до 50 баксов является uni-t ut61e. Однако, у него есть несколько недостатков, которые можно и нужно исправлять, о чём я и расскажу в этом обзоре.

Недостатков у данного тестера три: отсутствие автоотключения, отсутствие измерения температуры и отсутствие подсветки. С температурой придётся, к сожалению, смириться. Подсветку я лично не считаю чем-то необходимым, особенно в случае использования «кроны» и «классической» реализации, когда подсветка загорается на 15-30-60с. А вот задействовать автоотключение — не только можно но и нужно, потому что забыть включенный прибор и утром обнаружить полностью севшую батарейку — чертовски неприятно.

Перейдём к диодам. Тут особо писать нечего — диоды как диоды. В пакете 50 штук совершенно стандартных ИК светодиодов диаметром 3мм в прозрачном корпусе, и 50 штук 3мм фотодиодов в черном корпусе, что должно отфильтровать видимый спектр. На деле фонарик вполне засвечивает и открывает фотодиод даже через это чёрное стекло. Длину излучаемой волны измерить нечем, но в темноте светодиод я не разглядел, а в фотоаппарат — вполне.

На этом обзор диодов можно считать завершенным 😉

Переходим к доработке мультиметра. Доработка будет состоять из нескольких этапов: доработка ИК порта, доработка мультиметра в части автоотключения, и бонусом — установка внешнего источника опорного напряжения. Последнее, к сожалению, актуально только для приборов старых ревизий, где на плате предусмотрено место для внешнего ИОНа и обвязки.

Часть первая, ИК порт. Идея взята тут.

Во-первых — для чего переделывается порт? Для того, чтобы обеспечить И автоотключение, И передачу данных — мало ли когда оно понадобится?

Берём комплектный шнурок и разбираем его:

Берём светодиод

Загибаем ему ноги как у уже запаянного фотодиода, и запаиваем на место. Полярность на плате подписана.

Кроме светодиода запаиваем резистор на 10кОм

Всё, можно собирать. Я заклеил суперклеем.

Теперь переходим к мультиметру. Идея переделки заключается в том, чтобы не только отпаять и приподнять 111 ножку чипа, отвечающую за автоотключение, но и подключить к ней фотодиод или фототранзистор для управления от порта.

Для начала изготовим платку для фотодиода и резистора. Я просто из обрезка одностороннего стеклотекстолита вырезал и пропилил надфилем в двух местах.

Теперь замеряемся куда и как ставить нашу плату:

Как видим, расстояние между диодами должно быть 16.5мм, а высота диода над платой — 10мм. Изгибаем, запаиваем, клеим на плату на «китайские сопли» (термопистолет), или тонкий двухсторонний скотч:

Ищем точки подключения:

… и выводим провод на противоположную сторону платы через штатное отверстие. Провод нужен тоненький, чтобы пролез в отверстие и изоляция не повредилась нигде:

Поднимаем ногу микросхемы, и подпаиваем к ней провод, закрепляя тем же термоклеем. Кстати, плату с диодом и провода тоже нужно прицепить термоклеем, чтобы не развалилось всё это. Я этот момент не сфотографировал, к сожалению.

Хочется сделать так:

Но так делать НЕЛЬЗЯ — там расстояние до дисплея минимальное. Поэтому делаем так:

Обратите внимание, что анод (+) фотодиода подключается к V-, то есть включение «обратное», «стабилитронное» 😉

Всё, можно собирать и проверять. Как видим, значок передачи данных погас, а значок автоотключения загорелся:

Подключаем к компьютеру.

Нажимаем COM-connect:

Ура, всё работает.

Ну и бонусом — установка нового ИОНа LT1790ACS6-1.25 (я брал сразу три штуки, вышло не так дорого за один. возможно есть и более дешевые варианты). Тут я хочу повториться что данная доработка актуальна только для старых приборов, там на плате предусмотрены места установки данного ИОНа и обвязки. В новых ревизиях платы их установка не предусмотрена, соответственно, придётся вешать на соплях, ну и в этом случае разумно поискать что-то подешевле и без обвязки. Типа того что установлено в an8008, например.

Зачем это нужно? У внешней опорки LT1790 температурный коэффициент 10-25ppm (в зависимости от варианта), а у встроенной в es51922 — вроде как аж 75ppm (идея взята здесь).

К сожалению, маркировка микросхемы никак не зависит от типа этой микросхемы, то есть узнать реальную точность, температурный коэффициент и температурный диапазон — нельзя. таким образом может оказаться что китаец впаривает более дешевый чип под видом более дорогого — но доказать это невозможно без применения высокоточного оборудования.

Схема подключения такова:

Вместе с установкой ИОНа весьма желательно заменить также резисторы делителя, то есть R16 и многооборотный подстроечник — таким образом, чтобы подстроечник имел минимальное сопротивление. В этом случае он будет оказывать минимальное же влияние и обеспечивать комфортную регулировку. Штатный подстроечник имеет сопротивление аж 2кОм что явно многовато. рекомендуется установка подстроечника 50-100 Ом. Купить можно например тут. Я пока поставил первый попавшийся на 500 Ом, что всяко лучше штатного, а потом посмотрю что делать дальше. Сразу хочу сказать, что настройка стала заметно плавнее, последний разряд это пара оборотов подстроечника.

Итак, переделка:

Нужно запаять резисторы R52 и R53 размера 0603 и номиналом 10кОм и конденсатор С50 емкостью 10мкФ (размер 0805, наверно можно попытаться и 1206 воткнуть), а также перенести резистор R15 на позицию R51. Ну и запаять собственно сам ИОН. После этого подключаем внешний источник образцового напряжения (см в конце обзора) и калибруем по постоянному напряжению.

Если честно, данная переделка особо ничего не даёт, это просто такая «прикольная фишка» типа «прокачай свой мультиметр» 😉

А вот внедрение свето- и фото- диодов и допиливание автоотключения — это совершенно однозначно та самая операция, которая должна проводиться сразу же после приобретения тестера.

Теперь о подсветке. Если кому-то прям не спится без подсветки в тестере — то самый простой способ это поместить внутрь модуль на TTP223, типа такого, подключить его после выключателя питания и стабилизатора и переключить в режим «кнопка с фиксацией». 8мА он должен по выходу держать, а больше как-бы и не нужно для подсветки. Ну либо по выходу модуля поставить еще и транзистор, который позволит получить любой нужный ток.

На этом всё, дорабатывайте свои ut61e и наслаждайтесь удобством!

Фототранзисторы биполярные и полевые, обозначение на схемах,…

Привет, Вы узнаете про Фототранзисторы, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое Фототранзисторы, Фототранзистор , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

Фототранзистор – это управляемый излучением прибор с двумя или большим числом взаимодействующих между собой электрических переходов. Его применяют в качестве чувствительного к излучению элемента оптоэлектронных пар и фотоприемных устройств, первичного преобразователя измерительных информационных систем, элемента приемного модуля волоконно-оптических линий связи средней пропускной способности и др. Различают биполярные и полевые Фототранзисторы . К фототранзисторам также относится фототиристор .

Обозначения на схемах фототранзисторов

Схематическое изображение фототранзистора на электрических схемах

VТ1 – фототранзисторы с базой, VТ2 – фототранзисторы без базы.

История

Фототранзистор изобрел Джон Нортроп Шив (John Northrup Shive) в 1948 г., во время его работы в

Bell Laboratories[1], но об этом изобретении было заявлено только в 1950 г.[2] Тогда же фототранзисторы были впервые применены в считывателе перфокарт в автоматической телефонной станции.

Биполярный фототранзистор. Устройство и принцип действия.

Рис. 1

Один из возможных вариантов конструкции фототранзистора показан на Рис.1. Как видно из этого рисунка, фототранзистор отличается от обычного транзистора лишь прозрачным окном в корпусе; через него световой поток падает на пластину полупроводника, служащую базой, в центре которой путем вплавления создан коллекторный переход.

Возможны и другие варианты расположения электродов, например кольцеобразный коллектор на освещаемой поверхности базы.

Устройство и схема включения биполярного фототранзистора также показаны на Рис.2.а.

Фототранзистор состоит из:

1 – эмиттерной области р+- типа;

2 – области базы n- типа, большая часть которой пассивна и открыта световому потоку;

3 – широкой коллекторной области р- типа.

Рис.2

Пассивная часть базы расположена на Рис.2.а слева от штрих пунктирной линии. Фототранзистор, как правило, включается по схеме ОЭ с резистором нагрузки Rн в коллекторной цепи (Рис.2.а). Входным сигналом фототранзистора является модулированный световой поток, а выходным – изменение напряжения на его коллекторе.

Типовая спектральная чувствительность кремниевого фототранзистора

Рассмотрим принцип работы фототранзистора в схеме с разорванной цепью базы. Оптический сигнал генерирует в коллекторном переходе и области пассивной базы носители. Эти носители диффундируют в базе к коллекторному переходу и разделяются его электрическим полем. Не основные носители создают фототок коллекторного перехода, а основные накапливаются в базе и компенсируют заряд неподвижных ионов примесей на границе эмиттерного перехода. Потенциальный барьер перехода снижается, что усиливает инжекцию носителей из эмиттера в базу. Инжектированные носители диффундируют через базу к коллекторному переходу и втягиваются его электрическим полем в область коллектора. Ток инжектированных носителей, а соответственно и образованный ими коллекторный ток многократно превышает фототок оптически генерируемых носителей.

Общий ток коллектора – это сумма фототока Iфб и тока Iкр инжектированных эмиттером дырок, прошедших коллекторный переход.

Коэффициент усиления фототока:

М=(Iфв+Iкр)/Iфб=β+1, если , (1)

где β – статический коэффициент передачи по току транзистора в схеме с ОЭ.

Усиленный в М раз фототок создает падение напряжения на резисторе нагрузки

Rн, изменяя напряжение коллектора на:

, (2)

Из этого соотношения следует, что фототранзистор можно представить в виде эквивалентного фотодиода VD и усилительного транзистора VT (Рис.2.б). Эквивалентный фотодиод образован пассивной базой и областью коллектора слева от штрих-пунктирной линии на Рис.2.а, структура усилительного транзистора расположена справа от этой линии. Транзистор увеличил чувствительность эквивалентного фотодиода в ( β+1) раз.

Вывод базы Б фототранзистора иногда используется для подачи смещения при выборе рабочей точки на входной и выходной характеристиках транзистора и обеспечения ее температурной стабилизации.

Семейство выходных характеристик фототранзистора в схеме с ОЭ приведено на Рис.2.в. Фототок образован генерируемыми в области базы неравновесными носителями.

Характеристики фототранзистора.

Световая характеристика фототранзистора – это зависимость тока коллектора от светового потока Iк=f(Ф). Она линейна только при малых потоках. С увеличением светового потока и ростом концентрации неравновесных носителей в базе повышается вероятность их рекомбинации, снижаются коэффициенты переноса, и инжекции фототранзистора. Прямо пропорциональная зависимость коллекторного тока от светового потока нарушается.

Рис . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 3

Большинство параметров биполярного фототранзистора аналогично по физическому смыслу параметрам фотодиодов. Кроме того, фототранзистор характеризуется рабочим напряжением питания, емкостями переходовСк и Сэ, статическим коэффициентом усиления по току и другими параметрами обычного транзистора.

Вольт-амперные характеристики фототранзистора (Рис.3) напоминают выходные характеристики обычного транзистора в схеме ОЭ, но параметром здесь служит не ток IК, а световой поток Ф.

Крутой начальный участок этих характеристик соответствует режиму насыщения: при малых Uкэ коллекторный переход, как и в биполярном транзисторе, за счет накопления дырок в коллекторе открывается. Наклон характеристик к оси абсцисс в их пологой части объясняется, так же как и для биполярного транзистора, эффектом модуляции ширины базы.

Рис. 4

Частотные свойства фототранзисторов определяются в основном диффузионным движением носителей в базе прибора и процессами заряда емкостей переходов.

С увеличением частоты модуляции светового потока фототок уменьшается так же, как и в фотодиодах (Рис.4).

Одним из важнейших параметров фототранзистора служит коэффициент усиления по фототоку фототранзистора (Куф) – отношение фототока коллектора фототранзистора при отключенной базе к фототоку освещаемого р-n перехода, измеренному в диодном режиме:

, (3)

Токовая чувствительность фототранзистора – это отношение изменения электрического тока на выходе фототранзистора к изменению потока излучения при холостом ходе на входе и коротком замыкании на выходе по переменному току. Для схемы с общим эмиттером токовая чувствительность равна:

(4)

Эмиттерный переход биполярного фототранзистора включен в прямом направлении. Его удельная емкость около 105 . Постоянная времени заряда емкости эмиттерного перехода увеличивается с ослаблением интенсивности светового потока. При малых световых потоках она определяет в основном инерционность фототранзистора. При больших световых потоках на инерционность фототранзистора влияют время диффузии носителей в базе и емкость коллекторного перехода. Поэтому для фототранзистора выбирают материалы с высокой подвижностью носителей, используют структуру с внутренним электрическим полем в базе или с тонкой базой. Уменьшать емкость коллекторного перехода снижением концентрации примесей в области коллектора удается лишь до некоторого предела. Сокращать для этой цели площадь эквивалентного фотодиода нецелесообразно, так как при этом падает чувствительность фототранзистора.

Рис. 5

Для повышения чувствительности фототранзистора следует увеличивать толщину базы,время жизни носителей в базе и, следовательно, выбирать материалы с высоким удельным сопротивлением. Но для повышения его граничной частоты толщину базы и время жизни носителей необходимо уменьшать. Разрешает противоречие между быстродействием и чувствительностью структура фотодиод – транзистор, эквивалентная схема которой показана на Рис.5. Оба элемента структуры изготовлены в одном кристалле. Параметры фотодиода выбирают из условий достижения максимальной чувствительности и быстродействия, а параметры транзистора – максимальной граничной частоты и усиления. В совокупности оба элемента эквивалентны быстродействующему фототранзистору с высоким коэффициентом усиления

Полевой фототранзистор.

Рис.6

Устройство и схема включения полевого фототранзистора с управляющим р-n переходом показаны на Рис.6.а

где: 1 – просветляющее покрытие;

2 – диэлектрический слой;

3 – область истока n+ – типа;

4 – канал n- типа;

5 – область затвора р- типа;

6 – стоковая область n+ – типа;

7 – выводы прибора;

Rн – резистор нагрузки в цепи затвора;

Rн.тр – резистор нагрузки фототранзистора.

Световой поток генерирует неравновесные носители в области затвора 3 и р-n перехода затвор-канал. Электрическое поле этого перехода разделяет неравновесные носители. В цепи затвора появляется фототок Iф. Он создает на резисторе Rн падение напряжения:

(5)

Напряжение на затворе увеличивается, ток стока изменяется на:

, (6)

где S – крутизна стокозатворной характеристики полевого транзистора. Проводимость канала возрастает, и соответственно уменьшается напряжение стока на:

, (7)

Изменение напряжения стока является выходным электрическим сигналом схемы. Таким образом, полевой фототранзистор эквивалентен фотодиоду “затвор-канал” и усилительному полевому транзистору с управляющим р-n переходом (Рис.6.б).

Рис.7

В эквивалентной схеме полевого фототранзистора (Рис.7) источники Iфи и Iфс моделируют фототоки р-n переходов “исток-затвор” и “сток-затвор”; источник SUз – усиление в транзисторе; резистор rДИФ – дифференциальное выходное сопротивление транзистора; резисторы Rи, Rc и конденсаторы Си, Сс учитывают сопротивление и емкости переходов между областями “исток-затвор”, “сток-затвор”. Резисторы Rпс, Rпи, R`пс, R`пи с учетом сопротивления омических контактов определяют последовательно включенные сопротивления областей между выводом затвора и областью стока, выводом затвора и областью истока, выводом истока и областью затвора, выводом стока и областью затвора. Для источника тока в выходной цепи фототранзистора можно записать:

, (8)

где Iф.к. – фототок p-n перехода “канал-затвор”.

При коротком замыкании цепи “затвор-исток” объемные сопротивления Rпu, R`пи, Rпс выполняют роль резисторов нагрузки. Постоянными времени (Rпи+R`пи)Cи и (Rпс+R`пс)Cс, а также временем пролета носителей в канале определяется предельное быстродействие фототранзистора.

Параметры полевого фототранзистора аналогичны по физическому смыслу параметрам биполярного.

Структуры полевых транзисторов с р-n переходом и МОП фототранзисторов многообразны. Наибольшие быстродействие и чувствительность у структуры фотодиод – полевой транзистор . Фотодиод совмещен с областью истока полевого транзистора – усилительного элемента. Каждая из составляющих структуры оптимизирована: фотодиод – по чувствительности и быстродействию, полевой транзистор – по граничной частоте и усилению.

Сравнительная оценка параметров фототранзисторов показывает, что наибольшая чувствительность у составного фототранзистора, а максимальное быстродействие при хорошей чувствительности у структуры фотодиод – биполярный транзистор (ФД-БТ). Структура фотодиод – полевой транзистор имеет параметры, близкие к параметрам структуры ФД-БТ. Фототранзисторы уступают фотодиодам по быстродействию, но за счет усиления сигнала имеют высокую чувствительность.

Свойство усиления

Фототранзисторы имеют рабочий диапазон, размер которого зависит от интенсивности падающего света, так как это связано с положительным потенциалом его базы.

Ток базы от падающего света подвергается усилению в сотни и тысячи раз. Дополнительное усиление тока обеспечивается особым транзистором Дарлингтона, который представляет собой полупроводник , эмиттер которого соединен с базой другого биполярного транзистора. На схеме изображен такой вид фототранзистора.

Это дает возможность создать повышенную чувствительность при слабом освещении, так как происходит двойное усиление двумя полупроводниками. Двумя транзисторами можно добиться усиления в сотни тысяч раз. Необходимо учитывать, что транзистор Дарлингтона медленнее реагирует на свет, в отличие от обычного фототранзистора.

Схемы подключения биполярных фототранзисторов

Схема с общим эмиттером

По этой схеме создается сигнал выхода, переходящий от высокого состояния в низкое, при падении лучей света.

Эта схема выполнена с помощью подключения сопротивления между коллектором транзистора и источником питания. Напряжение выхода снимают с коллектора.

Схема с общим коллектором

Усилитель , подключенный с общим коллектором, создает сигнал выхода, переходящий от низкого состояния в высокое, при попадании света на полупроводник.

Эта схема образуется подключением сопротивления между отрицательным выводом питания и эмиттером. С эмиттера снимается выходной сигнал.

В обоих вариантах транзистор может работать в 2-х режимах:

1. Активный режим.
2. Режим переключения.

Активный режим

В этом режиме фототранзистор создает сигнал выхода, зависящий от интенсивности падающего света. Когда уровень освещенности превосходит определенную границу, то транзистор насыщается, и сигнал на выходе уже не будет повышаться, даже если увеличивать интенсивность лучей света. Такой режим действия рекомендуется для устройств с функцией сравнения двух порогов потока света.

Режим переключения

Действие полупроводника в этом режиме значит, что транзистор будет реагировать на подачу света выключением или включением. Такой режим необходим для устройств, в которых необходимо получение выходного сигнала в цифровом виде. Путем изменения значения резистора в схеме усилителя, можно подобрать один из режимов функционирования.

Для эксплуатации фототранзистора в качестве переключателя чаще всего применяют сопротивление более 5 кОм. Напряжение выхода повышенного уровня в переключающем режиме будет равно питающему напряжению. Напряжение выхода малого уровня должно равняться менее 0,8 В.

Проверка фототранзистора

Такой транзистор легко проверяется мультитестером, даже без наличия базы транзистора. Если подключить мультитестер к участку эмиттер-коллектор, то его сопротивление при любой полярности будет большим, так как транзистор закрыт. Если луч света попадает на чувствительный элемент, то измерительный прибор покажет низкое значение сопротивления, так как транзистор в этом случае открылся, благодаря свету, при правильной полярности питания.

Так ведет себя обычный транзистор, но он открывается сигналом электрического тока, а не лучом света. Кроме силы света, большую роль играет спектральный состав света.

Конструкция корпусов

Приборы, предназначенные для приема внешнего излучения заключают в пластмассовый, металлостеклянный или металлокерамический корпус с прозрачным окошком или линзой, изготовленных из пластмассы или стекла. Исключение составляют фототранзисторы, входящие в состав оптронов, заключенные совместно с источником излучения в непрозрачный корпус.

Приборы, оформленные в металлостеклянных и металлокерамических корпусах, обычно имеют электрический вывод базы.

Сдвоенный фототранзистор

Преимущества и Недостатки фототранзисторов

Преимущества фототранзисторов

• Выдают ток больше, чем фотодиоды .
• Способны создать мгновенную высокую величину тока выхода.
• Основное достоинство – способность создания повышенного напряжения, в отличие от фоторезисторов.
• Невысокая стоимость.

Недостатки фототранзисторов

Фототранзисторы являются аналогом фотодиодов, однако имеют серьезные недостатки, которые создают условия для узкой специализации этого полупроводника.

• Многие виды фототранзисторов изготавливают из силикона, поэтому они не могут работать с напряжением более 1 кВ.
• Такие светочувствительные полупроводники имеют большую зависимость от перепадов напряжения питания в электрической цепи. В таких режимах фотодиод ведет себя гораздо надежнее.
• Фототранзисторы не сочетаются с работой в лампах, по причине малой скорости носителей заряда

Применение фототранзисторов

Оптопара с составным транзистором фототранзистор-транзистор по схеме Дарлингтона

Так как фототранзисторы более чувствительны чем фотодиоды их удобно применять в качестве приемников излучения в различных системах автоматики безопасности, системах охранной сигнализации, считывателях перфокарт и перфолент, датчиках положения и расстояния и др. применениях, где некритично быстродействие.

Часто фототранзисторы применяют в оптопарах в качестве приемников излучения в оптронах.

так же фототранзисторы применяются в

• Системы охраны (чаще применяются инфракрасные ф-транзисторы).
• Фотореле.
• Системы расчета данных и датчики уровней.
• Автоматические системы коммутации осветительных приборов (также применяются инфракрасные ф-транзисторы).
• Компьютерные управляющие логические системы.
• Кодеры.

На этом все! Теперь вы знаете все про Фототранзисторы, Помните, что это теперь будет проще использовать на практике. Надеюсь, что теперь ты понял что такое Фототранзисторы, Фототранзистор и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

KT315 ФОТОДИОД или ФОТОТРАНЗИСТОР | Дмитрий Компанец

Оптопара и фотодиод

Оптопара и фотодиод

Как проверить фотодиод и как отличить его от фототранзистора. Разумеется можно использовать специальные приборы которые так старательно предлагают нам покупать в рекламных роликах гуру электроники. Но я предпочитаю методики простые и надежные с минимумом приборов, но с максимумом сообразительности.

Многие старые фототранзисторы и фотодиоды похожи корпусами и имеют сходство с обыкновенными светодиодами, хотя, по большому счету инфракрасные Светодиоды мало чем отличаются от ИК фотодиодов – и те и другие прекрасно преобразуют свет в электричество, что и используется во всевозможных датчиках и устройствах таких к примеру как Дистанционное управление телевизором или музыкальным центром.

Современные роботы никак не обходятся без фотодатчиков и у некоторых из них этих датчиков просто множество. Я разбирая Робот пылесос , нашел внутри более 20 датчиков основанных на излучении и восприятии света инфракрасного диапазона.

Простым примером таких устройств являются компьютерные мышки в них стоят самые распространенные типы устройств – Оптопары открытого типа или Щелевые датчики.

Эти датчики могут состоять из пары Светодиод + Фотодиод или Светодиод + Фототранзистор, хотя в оптопарах мугут встречаться и вариации к примеру с тиристорами и резисторами.

Простейшим способом проверки оптопар , фотодиодов, и фототранзисторов является прозвонка их тестером, НО не в обычном режиме проверки Диодов и Транзисторов, а в режиме измерения напряжения на ПН переходе возникающего при освещении светом. Эта методика годится практически для любых фото и свето диодов и помогает даже тогда, когда проверить светодиод невозможно традиционным способом.

Для транзисторов эта методика не годится. Всё дело в том, что транзистор ведет себя как сопротивление – условно это два противоположно направленных диода, поэтому проверку стоит проводить на режиме измерения сопротивлений.

Включив тестер в режим Омметра и подсоединив фототранзистор, можно наблюдать изменение его сопротивления при освещении его светом фонаря или лампы.

Разнообразные формы оптопар могут удивить , но суть работы их не меняется – один излучает другой принимает, а вот количество устройств которые можно создать с помощью этих устройств …это отдельный разговор!

Схемы приборов для проверки оптопар. Оптопара PC817 принцип работы и очень простая проверка

Многим из нас часто приходилось сталкиваться с тем, что из-за одной, вышедшей из строя, детальки перестаёт работать целое устройство. Что бы избежать недоразумений, следует уметь быстро и правильно проверять детали. Этому я и собираюсь Вас научить. Для начала, нам потребуется мультиметр

Транзисторы биполярные

Чаще всего, сгорают в схемах транзисторы. По крайней мере у меня. Проверить их на работоспособность очень просто. Для начала, стоит прозвонить переходы База-Эмиттер и База-Коллектор. Они должны проводить ток в одном направлении, но не пускать в обратном. В зависимости от того, ПНП это транзистор или НПН, ток они будут проводить к Базе или от Базы. Для удобства, можем представить его в виде двух диодов

Так же стоит прозвонить переход Эмиттер-Коллектор. Точнее это 2 перехода. . . Ну в прочем не суть. В любом транзисторе, ток не должен проходить через них в любом направлении, пока транзистор закрыт. Если же на Базу подали напряжение, то ток протекая через переход База-Эмиттер откроет транзистор, и сопротивление перехода Эмиттер-Коллектор резко упадёт, почти до нуля. Учтите, что падение напряжения на переходах транзистора обычно не ниже 0,6В. А у сборных транзисторов (Дарлингтонов) более 1,2В. По этому некоторые «китайские» мультиметры с батарейкой в 1,5В просто не смогут их открыть. Не поленитесь/поскупитесь достать себе мультиметр с «Кроной»!

Учтите, что в некоторых современных транзисторах параллельно с цепью Коллектор-Эмиттер встроен диод. Так что стоит изучить даташит на Ваш транзистор, если Коллектор-Эмиттер звонится в одну сторону!

Если хотя бы одно из утверждений не подтверждается, то транзистор нерабочий. Но прежде чем заменить его, проверьте оставшиеся детали. Возможно причина в них!

Транзисторы униполярные (полевые)

У исправного полевого транзистора между всеми его выводами должно быть бесконечное сопротивление. Причем бесконечное сопротивление прибор должен показывать независимо от прикладываемого тестового напряжения. Следует заметить, что имеются некоторые исключения.

Если при проверке приложить положительный щуп тестового прибора к затвору транзистора n-типа, а отрицательный – к истоку, зарядится емкость затвора и транзистор откроется. При замере сопротивления между стоком и истоком прибор покажет некоторое сопротивление. Неопытные ремонтники могут принять такое поведение транзистора за его неисправность. Поэтому перед «прозвонкой» канала «сток-исток» замкните накоротко все ножки транзистора, чтобы разрядить емкость затвора. После этого сопротивление сток-исток должно стать бесконечным. В противном случае транзистор признается неисправным.

Учтите ещё, что в современных мощных полевых транзисторах между стоком и истоком имеется встроенный диод поэтому канал «сток-исток» при проверке ведет себя как обычный диод. Для того чтобы избежать досадных ошибок, помните о наличии такого диода и не примите это за неисправность транзистора. Проверить это легко, пролистав даташит на Ваш экземпляр.

Конденсаторы – ещё одна разновидность радиодеталей. Они тоже довольно часто выходят из строя. Чаще всего умирают электролитические, плёнки и керамика портятся несколько реже. . .

Для начала, платы стоит обследовать визуально. Обычно мёртвые электролиты надуваются, а многие даже взрываются. Присмотритесь! Керамические конденсаторы не надуваются, но могут взорваться, что тоже заметно! Их, как и электролиты надо прозванивать. Ток они проводить не должны.

Перед началом электронной проверки конденсатора необходимо провести механическую проверку целостности внутреннего контакта его выводов.

Для этого достаточно поочерёдно согнуть выводы конденсатора под небольшим углом, и аккуратно поворачивая их в разные стороны, а также слегка потягивая на себя, убедиться в их неподвижности. В случае, если хотя бы один вывод конденсатора свободно вращается вокруг своей оси, или свободно вынимается из корпуса, то такой конденсатор считается не пригодным и дальнейшей проверке не подлежит.

Ещё один интересный факт – заряд/разряд конденсаторов. Это можно заметить, если мерять сопротивление конденсаторов, ёмкостью более 10мкФ. Оно есть и у меньших емкостей, но не так заметно выражен! Как только мы подключим щупы, сопротивление будет единицы Ом, но в течении секунды вырастет до бесконечности! Если мы поменяем щупы местами, эффект повторится.

Соответственно, если конденсатор проводит ток, или не заряжается, то он уже ушёл в мир иной.

Резисторы – их больше всего на платах, хотя они не так то уж и часто выходят из строя. Проверить их просто, достаточно сделать одно измерение – проверить сопротивление.

Если оно меньше бесконечности и не равно нулю, то резистор скорее всего пригоден к использованию. Обычно, мёртвые резисторы чёрные – перегретые! Но чёрные бывают и живыми, хотя их тоже стоит заменить. После нагрева, их сопротивление могло измениться от номинального, что плохо повлияет на работу устройства! Вообще стоит прозвонить все резисторы, и если их сопротивление отличается от номинального, то лучше заменить. Заметьте, что отличие от номинала на ± 5% считается допустимым. . .

Проверить диоды по моему проще всего. Померили сопротивление, с плюсом на аноде, показывать должно несколько десятков/сотен Ом. Померили с плюсом на катоде – бесконечность. Если не так, то диод стоит заменить. . .

Индуктивность

Редко, но всё же из строя выходят индуктивности. Причины тому две. Первая – КЗ витков, а вторая – обрыв. Обрыв вычислить легко – достаточно проверить сопротивление катушки. Если оно меньше бесконечности, то всё ОК. Сопротивление индуктивностей обычно не более сотен Ом. Чаще всего несколько десятков. . .

КЗ между витков вычислить несколько труднее. Надо проверить напряжение самоиндукции. Это работает только на дросселях/трансформаторах, с обмотками в хотя бы 1000 витков. Надо подать импульс низковольтный на обмотку, А после, замкнуть эту обмотку лампочкой газоразрядной. Фактически, любя ИН-ка. Импульс обычно подают, слегка касаясь контактов КРОНЫ. Если ИН-ка в итоге мигнёт, то всё норм. Если нет, то либо КЗ витков, либо очень мало витков. . .

Как видите, способ не очень точный, и не очень удобный. Так что сначала проверьте все детали, и лишь потом грешите на КЗ витков!

Оптопары

Оптопара фактически состоит из двух устройств, поэтому проверять её немного сложнее. Сначала, надо прозвонить излучающий диод. Он должен как и обычный диод прозваниваться в одну сторону и служить диэлектриком в другую. Затем надо подав питание на излучающий диод померить сопротивление фотоприёмника. Это может быть диод, транзистор, тиристор или симистор, в зависимости от типа оптопары. Его сопротивление должно быть близким к нулю.

Затем убираем питание с излучающего диода. Если сопротивление фотоприёмника выросло до бесконечности, то оптопара целая. Если что-то не так, то её стоит заменить!

Тиристоры

Ещё один важный ключевой элемент – тиристор. Так же любит выходить из строя. Тиристоры так же бывают симметричные. Называются симисторы! Проверить и те и другие просто.

Берём омметр, плюсовой щуп подключаем к аноду, минусовой к катоду. Сопротивление равно бесконечности. Затем управляющий электрод (УЭ) подсоединяем к аноду. Сопротивление падает до где-то сотни Ом. Затем УЭ отсоединяем от анода. По идее, сопротивление тиристора должно остаться низким – ток удержания.

Но учтите, что некоторые «китайские» мультиметры могут выдавать слишком маленький ток, так что если тиристор закрылся, ничего страшного! Если он всё же открыт, то убираем щуп от катода, а через пару секунд присоединяем обратно. Теперь тиристор/симистор точно должен закрыться. Сопротивление равно бесконечности!

Если некоторые тезисы не совпадают с действительностью, то Ваш тиристор/симистор нерабочий.

Стабилитрон – фактически один из видов диода. По этому проверяется он так же. Заметим, что падение напряжения на стабилитроне, с плюсом на катоде равно напряжению его стабилизации – он проводит в обратную сторону, но с бОльшим падением. Чтоб это проверить, мы берём блок питания, стабилитрон и резистор на 300…500Ом. Включаем их как на картинке ниже и меряем напряжение на стабилитроне.

Мы плавно подымаем напряжение блока питания, и в какой-то момент, на стабилитроне напряжение перестаёт расти. Мы достигли его напряжения стабилизации. Если этого не случилось, то либо стабилитрон нерабочий, либо надо ещё повысить напряжение. Если Вы знаете его напряжение стабилизации, то прибавьте к нему 3 вольта и подайте. Затем повышайте и если стабилитрон не начал стабилизировать, то можете быть уверены, что он неисправен!

Стабисторы

Стабисторы – одна из разновидностей стабилитронов. Единственное их отличие в том, что при прямом включении – с плюсом на аноде, падение напряжения на стабисторе равно напряжению его стабилизации, а в другую сторону, с плюсом на катоде, ток они не проводят вообще. Достигается это включением нескольких кристаллов-диодов последовательно.

Учтите, что мультиметр с напряжением питания в 1,5В чисто физически не сможет вызвонить стабистор скажем на 1,9В. По этому включаем наш стабистор как на картинке ниже и меряем напряжение на нём. Подать надо напряжение около 5В. Резистор взять сопротивлением в 200…500Ом. Повышаем напряжение, меряя напряжение на стабисторе.

Если на какой то точке оно перестало расти, или стало расти очень медленно, то это и есть его напряжение стабилизации. Он рабочий! Если же он проводит ток в обе стороны, или имеет крайне низкое падение напряжения в прямом включении, то его стоит заменить. По видимому, он сгорел!

Проверить различного рода шлейфы, переходники, разъёмы и др. довольно просто. Для этого надо прозвонить контакты. В шлейфе каждый контакт должен звониться с одним контактом на другой стороне. Если контакт не звонится ни с каким другим, то в шлейфе обрыв. Если же он звонится с несколькими, то скорее всего в шлейфе КЗ. Тоже самое с переходниками и разъёмами. Те из них, которые с обрывом или КЗ считаются бракованными и использованию не подлежат!

Микросхемы/ИМС

Их великое множество, они имеют много выводов и выполняют разные функции. Поэтому проверка микросхемы должна учитывать её функциональное назначение. Точно убедиться в целости микросхем довольно трудно. Внутри каждая представляет десятки-сотни транзисторов, диодов, резисторов и др. Есть такие гибриды, в которых одних только транзисторов более 2000000000 штук.

Одно можно сказать точно – если Вы видите внешние повреждения корпуса, пятна от перегрева, раковины и трещины на корпусе, отставшие выводы, то микросхему стоит заменить – она скорее всего с повреждением кристалла. Греющаяся микросхема, назначение которой не предусматривает её нагрева, должна быть так же заменена.

Полная проверка микросхем может осуществляться только в устройстве, где она подключена так, как ей полагается. Этим устройством может быть либо ремонтируемая аппаратура, либо специальная, проверочная плата. При проверке микросхем используются данные типового включения, имеющиеся в спецификации на конкретную микросхему.

Ну всё, ни пуха Вам, и поменьше горелых деталек!

Потребовался простой способ проверки оптронов. Не часто я с ними «общаюсь», но бывают моменты, когда надо определить – виноват ли оптрон?.. Для этих целей сделал очень простой пробник. «Конструкция выходного часа».

Внешний вид пробника:

Схема данного пробника очень проста:

Теория:
Оптроны(оптопары) стоят практически в каждом импульсном блоке питания для гальванической развязки цепи обратной связи. В составе оптрона находятся обычный светодиод и фототранзистор. Упрощенно говоря, это, своего рода, маломощное электронное реле, с контактами на замыкание.

Принцип работы оптрона: Когда через встроенный светодиод проходит электрический ток, светодиод (в оптроне) начинает светиться, свет попадает на встроенный фототранзистор и открывает его.

Оптроны часто выпускается в корпусе Dip
Первая ножка микросхемы, по стандарту обозначается ключом, точкой на корпусе микросхемы, она же анод светодиода, далее номера ножек идут по окружности, против часовой стрелки.

Суть проверки: Фототранзистор, при попадании на него света от внутреннего светодиода,
переходит в открытое состояние, а сопротивление его – резко уменьшится (с очень большого сопротивления, до примерно 30-50 Ом.).

Практика:
Единственным минусом данного пробника является то, что для проверки необходимо выпаять оптрон и установить в держатель согласно ключу(у меня роль напоминалки является кнопка тестирования – она смещена в сторону, и ключ оптрона должен смотреть на кнопку).
Далее, при нажатии кнопки, (если оптрон цел), оба светодиода загорятся: Правый будет сигнализировать о том, что светодиод оптрона рабочий(цепь не разорвана), а левый сигнализировать о работоспособности фототранзистора(цепь не разорвана).

(Держатель у меня был только DIP-6 и пришлось залить неиспользуемые контакты термоклеем.)

Для окончательного тестирования, необходимо перевернуть оптрон «не по ключу» и проверить уже в таком виде – оба светодиода не должны гореть. Если же горят оба или один из них, то это говорит нам о коротком замыкании в оптроне.

Рекомендую такой пробник в качестве первого, для начинающих радиолюбителей, которым необходимо проверять оптроны раз в полгода, год)
Существуют и более современные схемы с логикой и сигнализацией о «выходе из параметров», но такие нужны для очень узкого круга людей.

Советую посмотреть у себя в «закромах», так выйдет дешевле, да и время на ожидание доставки не потратите. Можно выпаять из плат.

Добавить в избранное Понравилось +73 +105

ЖК телевизоров, в маленькой частной мастерской. Тема эта достаточно рентабельная, и если заниматься преимущественно блоками питания и инверторами, не слишком сложная. Как известно, питается ЖК телевизор, как практически и вся современная электронная техника, от импульсного блока питания. Последний же, содержит в своем составе деталь, под названием . Деталь эта предназначена для гальванической развязки цепей, что часто бывает необходимо в целях безопасности для работы схемы устройства. В составе этой детали находятся, обычные светодиод и фототранзистор. Как же оптрон работает? Упрощенно говоря, это можно описать, как что-то типа своего рода маломощного , с контактами на замыкание. Далее приведена схема оптопары:

Схема оптопары

А вот тоже самое, но уже со странички официального даташита:

Распиновка оптопары

Ниже приведена информация из даташита, в более полном варианте:

Корпус оптопары

Оптроны часто выпускается в корпусе Dip, по крайней мере те, которые используются в импульсных блоках питания, и имеют 4 ножки.

Оптопара на фото

Первая ножка микросхемы, по стандарту обозначается ключом, точкой на корпусе микросхемы, она же анод светодиода, далее номера ножек идут по окружности, против часовой стрелки.

Проверка оптрона

Как можно проверить оптрон? Например так, как на следующей схеме:

Схема проверки оптрона

В чем суть такой проверки? Наш фототранзистор, когда на него попадет свет от внутреннего светодиода, сразу перейдет в открытое состояние, и его сопротивление резко уменьшится, с очень большого сопротивления, до 40-60 Ом. Так как мне эти микросхемы, оптроны требуется тестировать регулярно, решил вспомнить о том, что я ведь не только электронщик, но еще и радиолюбитель), и собрать какой нибудь пробничек, для быстрой проверки оптопары. Пробежался по схемам в инете, и нашел следующее:

Схема конечно очень простая, красный светодиод сигнализирует о работоспособности внутреннего светодиода, а зеленый, о целости фототранзистора. Поиск готовых устройств собираемых радиолюбителями, выдал фото простых пробничков, подобных этому:

Устройство для проверки оптопары с интернета

Это все конечно очень хорошо, но демонтировать каждый раз оптопару а после запаивать ее обратно – это же не наш метод:-). Требовалось устройство для удобной и быстрой проверки работоспособности оптопары, обязательно без выпаивания, плюс замахнулся при этом еще и на звуковую, и визуальную индикацию:-).

Звуковой пробник – схема

У меня был собран ранее простой звуковой пробничек по этой схеме, со звуковой и визуальной индикацией, с питанием от полутора вольт, батарейки АА.

Простой звуковой пробник

Решил, что это то что нужно, сразу готовый полуфабрикат), вскрыл корпус, ужаснулся своему полунавесному монтажу), времен первых лет, изучения мною радиодела. Тогда изготавливал плату, путем прорезания канавок в фольгированном текстолите, резаком. Просьба не пугаться), глядя на этот колхоз.

Внутренности и детали

Решено было пойти, путем изготовления аналога, своего рода пинцета, для быстрой проверки оптрона, в одно касание. Были выпилены из текстолита две маленьких полоски, и посередине их, была проведа бороздка резаком.

Контактные пластины из текстолита

Затем был нужен сжимающий механизм, с пружинкой. В ход пошла старая гарнитура от телефона, вернее клипса, для крепления на одежду, от нее.

Прищепка от гарнитуры

Дело было за малым, подпаять провода. и закрепить пластинки на клипсе с помощью термоклея. Получилось снова колхозно, как без этого), но на удивление крепко.

Пинцет для измерения самодельный

Провода были взяты, от разъемов подключения к материнской плате, корпусных кнопок системного блока, и светодиодов индикации. Единственный нюанс, на схеме у меня на один из щупов от мультиметра, подключаемых к пробнику посажена земля, сделайте ее контакт, если будете повторять, обязательно напротив земли питания светодиода оптрона, во избежания очень быстрого разряда батареи, при замыкании плюса питания, на минус батареи. Схемку распиновки пинцета, рисовать думаю будет лишнее, все понятно и так без труда.

Окончательный вид пробника оптронов

Так выглядит готовое устройство, причем сохранившее свой функционал звукового пробника, путем подключения через стандартные гнезда, щупов от мультиметра. Первые испытания показали, что 40 ом в открытом состоянии фототранзистора между выводами эмиттер – коллектор, для такого пробника, несколько многовато. Звук пробника был приглушен, и светодиод светил не очень ярко. Хотя для индикации работоспособности оптрона, этого было уже достаточно. Но ведь мы к полумерам не привыкли). В свое время собирал расширенный вариант, схемы этого звукового пробника, где обеспечено измерение при сопротивлении между щупами, до 650 Ом. Схему расширенного варианта привожу ниже:

Схема 2 – звуковой пробник

Данная схема отличается от оригинала, только наличием еще одного транзистора, и резистора в его базовой цепи. Печатную плату расширенной версии пробника, привел на рисунке ниже, она будут прикреплена в архиве .

Печатная плата на звуковой пробник

Данный пробник показал себя при проверке, достаточно удобным в работе, даже в таком, как есть варианте, после проведения на днях апгрейда, недостаток с тихим звучанием, и тусклым свечением светодиода, наверняка будет устранен. Всем удачных ремонтов! AKV .

Обсудить статью ПРОБНИК ДЛЯ ПРОВЕРКИ ОПТОПАР

Тестер для проверки оптопар

Выход из строя оптопары – ситуация хоть и редкая, но случающаяся. Поэтому, распаивая на запчасти телевизор, не будет лишним проверить PC817 на исправность, чтобы не искать потом причину, по которой свежеспаянный блок питания не работает. Можно также проверить пришедшие с Aliexpress оптроны, причём не только на брак, но и на соответствие параметрам. Помимо пустышек, могут встретиться экземпляры с перевёрнутой маркировкой, а более быстрые оптопары на деле могут оказаться медленными.

Описываемое здесь устройство поможет определить как исправность распространённых оптронов PC817, 4N3x, 6N135-6N137, так и их скорость. Оно выполнено на микроконтроллере ATMEGA48, который может быть заменён на ATMEGA88. Проверяемые детали можно подключать и отключать прямо во включенный тестер. Результат проверки отображается светодиодами. Светодиод ERROR светится при отсутствии подключенных оптронов или их неисправности. Если оптрон, будучи установленным в своё гнездо, окажется исправным, то загорится соответствующий ему светодиод OK. Одновременно с этим загорится один или несколько светодиодов TIME, соответствующих скорости. Так, для самого медленного, PC817, будет гореть только один светодиод – TIME PC817, соответствующий его скорости. Для быстрых 6N137 будут светиться все 4 светодиода скорости. Если это не так, то оптрон не соответствует данному параметру. Значения шкалы скорости PC817 – 4N3x – 6N135 – 6N137 соотносятся как 1:10:100:900.

Схема тестера для проверки оптопар очень простая:

нажми для увеличения
Мы развели печатную плату под питание через micro-USB разъём. Для проверяемых деталей можно установить цанговые или обычные DIP-панельки. За неимением таковых мы установили просто цанги.

Фьюзы микроконтроллера для прошивки: EXT =$FF, HIGH=$CD, LOW =$E2.

Печатная плата (Eagle) + прошивка (hex).

Описание, характеристики, Datasheet и методы проверки оптронов на примере PC817.

В продолжение темы «Популярные радиодетали при ремонтах импульсных блоков питания» разберем еще одну деталь- оптопара (оптрон) PC817. Он состоит из светодиода и фототранзистора. Между собой электрически никак не связанны, благодаря чему на основе PC817 можно реализовать гальваническую развязку двух частей схемы — например с высоким напряжением и с низким. Открытие фототранзистора зависит от освещенности светодиодом. Как это происходит более подробно я разберу в следующей статье где в экспериментах подавая сигналы с генератора и анализируя его при помощи осциллографа можно понять более точную картину работы оптопары.

Еще в других статьях я расскажу о нестандартном использовании оптрона первая в роли , а во второй . И используя эти схемные решения соберу очень простой тестер оптопар. Которому не не нужны никакие дорогие и редкие приборы, а всего лишь несколько дешевых радиодеталей.

Деталь не редкая и не дорогая. Но от нее зависит очень многое. Она используется практически в каждом ходовом (я не имею ввиду каком нибудь эксклюзивном) импульсном БЛОКЕ ПИТАНИЯ и выполняет роль обратной связи и чаще всего в связке тоже с очень популярной радиодеталью TL431

Для тех читателей, кому легче информацию воспринимать на слух, советуем посмотреть видео в самом низу страницы.

Оптопара (Оптрон) PC817

Краткие характеристики:

Корпус компактный:

• шаг выводов – 2,54 мм;
• между рядами – 7,62 мм.

Производитель PC817 – Sharp, встречаются другие производители электронных компонентов выпускают аналоги- например:

• Siemens – SFH618
• Toshiba – TLP521-1
• NEC – PC2501-1
• LITEON – LTV817
• Cosmo – KP1010

Кроме одинарного оптрона PC817 выпускаются и другие варианты:

• PC827 – сдвоенный;
• PC837 – строенный;
• PC847 – счетверенный.

Проверка оптопары

Для быстрой проверки оптопары я провел несколько тестовых экспериментов. Сначала на макетной плате.

Вариант на макетной плате

В результате удалось получить очень простую схему для проверки PC817 и других похожих оптронов.

Первый вариант схемы

Первый вариант я забраковал по той причине что он инвертировал маркировку транзистора с n-p-n на p-n-p

Поэтому чтобы не возникало путаницы я изменил схему на следующую;

Второй вариант схемы

Второй вариант работал правильно но неудобно было распаять стандартную панельку

под микросхему

Панелька SCS- 8

Третий вариант схемы

Самый удачный

Uf — напряжение на светодиоде при котором начинает открываться фототранзистор.

в моем варианте Uf = 1.12 Вольт.

В результате получилась такая очень простая конструкция.

Датчик для обнаружения страйкбольной пули

Вам не нужно, чтобы BB был отцентрирован между излучателем и детектором

Может быть возможно использовать фототранзистор в качестве аналогового датчика, а не переключателя (что, как я подозреваю, вы делаете в настоящее время) Даже если ваш предмет не полностью блокирует свет, он изменит свет в области занятой трубы. Используйте свой фототранзистор для создания напряжения, усиления или буферизации, если необходимо, и отправьте выходной сигнал на дифференцирующий усилитель . Это должно генерировать ненулевое напряжение при изменении интенсивности света. Предполагая, что ваша система закрыта на обоих концах (и что у вашего страйкбольного пистолета нет значительной дульной вспышки), это должно происходить только тогда, когда пуля проходит область.

Некоторые идеи из световых завес

Также учтите, что ваша проблема похожа на проблему, решаемую с помощью световых завес, но в меньшем масштабе. Это особенно похоже на вашу последнюю диаграмму с несколькими датчиками. Несколько хитростей можно позаимствовать из световых завес:

• Легче спроектировать и собрать прямоугольные световые завесы, чем другие формы. Предполагая, что вы спроектировали свою трубу так, чтобы она была достаточно большой, чтобы поток воздуха вокруг пули не представлял проблемы, вы можете поставить на конце трубы коробки с плоскими печатными платами для монтажа излучателей и детекторов. Это было бы значительно проще и надежнее, чем сверлить отверстия в трубе и прокладывать провода повсюду.

• Ваше разрешение может быть значительно увеличено путем сканирования ваших излучателей и проверки каждого из ваших детекторов. Это изменяет ваш шаблон сканирования с ряда линий (которые затем должны быть <6 мм друг от друга) на линии между каждым детектором и каждым излучателем. Вам нужно будет убедиться, что сформированный шаблон не оставляет зияющих отверстий, например, непосредственно примыкающих к излучателям или детекторам (хотя их можно удалить, просто расставив детекторы и излучатели дальше друг от друга). Обратите внимание, что вам нужно будет сканировать довольно быстро; ограничивающим фактором, вероятно, являются ваши фототранзисторы с временем нарастания и спада порядка 10 микросекунд. Чтобы избежать обнаружения, 6-миллиметровый объект должен был бы путешествовать в:

  6 м м 10 М ы ≈ 2000  футов в секунду6 мм10 μs≈2000 футов в секунду

  что, я надеюсь, значительно быстрее, чем способна ваша страйкбольная пушка.

Еще одна проблема о вашем источнике:

Я не знаю, какие ИК-светодиоды я использую (и продавец в магазине тоже не знает – он сказал мне, что они являются стандартными для пультов дистанционного управления, таких как телевизор или контроллер DVD).

Нет, просто нет. Физические магазины и настоящие продавцы полезны только в том случае, если (1) у вас нелепое время, и вы не можете дождаться следующего дня, когда ваши запчасти поступят по почте, или (2) они повышают ценность продукта. У вас нет времени, и ваш продавец ничего не знает о товаре, поэтому я настоятельно рекомендую вам начать смотреть на авторитетных онлайн-дистрибьюторов, таких как Mouser и Digikey, которые предоставят таблицы данных и оригинальные запчасти.

Кроме того, ваше ценовое предложение в 12 долларов за 5 ИК-излучателей (обратите внимание, что светодиоды излучают только видимый свет, поэтому технически некорректно называть их ИК-светодиодами, они называются «инфракрасными излучателями») и 5 ​​фототранзисторов просто смешно. Стоимость ИК-излучателей составляет около 0,15 долл. США каждый, а фототранзисторов – около 0,30 долл. США каждый, поэтому вы должны смотреть на 2,25 долл. США для своей установки из 5 частей. Также обратите внимание, что эти цены указаны для небольших количеств сквозных отверстий: если вы покупаете катушки или используете более дешевые детали SMD, ни светодиод, ни фототранзистор не должны стоить больше, чем 0,10 доллара.

редактировать

Чтобы выбрать между различными возможными конфигурациями излучателей и детекторов, проведите линии прямой видимости через каждую пару, которую вы собираетесь проверить, как показано здесь:

Левый более плотный в центре, а правый использует значительное количество линий прямой видимости при проверке крайней периферии. Так как вы не работаете с критически важным для безопасности приложением, таким как световая завеса, где вы не можете позволить себе время от времени пропускать какой-либо объект, и поскольку ваши объекты должны быть сосредоточены в центре (и давать ошибочные результаты, если они попадают в стороны), я бы предложил левый.

Тем не менее, оба будут сложны в изготовлении. Я все еще предлагаю использовать прямоугольное расположение, как показано здесь:

Эта схема описывает верхнюю материнскую плату, содержащую микроконтроллер и разъем для питания, заземления и импульса, который выдается при обнаружении объекта, с дочерними платами, установленными на прямоугольных разъемах. Это создает расстояние 32/5 = 6,4 мм между парами излучатель / детектор без проверки диагоналей, увеличение счетчика с 5 до 6 или 8 (что было бы легко) позволило бы выполнить простое линейное сканирование.

Учтите, что схемы для эмиттера и детектора в основном идентичны (и имеют низкую плотность / сложность), вы, вероятно, могли бы сделать все три платы физически идентичными и просто заполнить их по-разному, чтобы сэкономить деньги. Для материнской платы, микроконтроллера SSOP или SOIC в верхней части платы, выполните ввод / вывод с обеих сторон до отверстий 0,1 “для прямоугольного заголовка. Для дочерних плат поместите ряд следов эмиттера / детектора (они Достаточно легко найти его в механически идентичных упаковках, таких как пара Kingbright APT2012F3C / AA3021P3S) и резисторы в нижней части, и запустить соединения обратно к заголовкам. Несколько паяных перемычек было бы достаточно для изготовления платы любого типа, как показано в следующем Схема, или вы могли бы придумать и сделать один конец платы соединением для излучателей, а другой для детекторов.

Опять же, я настоятельно рекомендую тщательно продумать дизайн для технологичности на данном этапе! Вы не хотите получать кучу компонентов, которые не можете надежно собрать, особенно если у вас есть длительное время выполнения заказа, как указано. Небольшое усилие, вложенное рано, может сэкономить много усилий позже.

Редактировать № 2: Схема для предлагаемого дизайна

Я использовал ATtiny40 в этом проекте, есть множество контроллеров, которые можно использовать. Извините за беспорядок сетей снаружи, я пробую новый аккуратный онлайн-редактор (щелкните изображение, чтобы открыть его), у которого еще нет автобусов.

«Исследование характеристик фотодиодов и фототранзисторов»

«Исследование характеристик фотодиодов»

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Лабораторная работа «Исследование характеристик фотодиодов» Утверждено на заседании каф. 405 31.08.06 (Протокол 1) как учебно-методическое

Подробнее

Дисциплина «Твердотельная электроника»

Дисциплина «Твердотельная электроника» ТЕМА 7: «Оптоэлектронные полупроводниковые приборы» Легостаев Николай Степанович, профессор кафедры «Промышленная электроника» Оптоэлектронные полупроводниковые приборы.

Подробнее

Лекция 3 БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

21 Лекция 3 БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ План 1. Устройство и принцип действия биполярного транзистора 3. Вольт-амперные характеристики биполярных транзисторов 3. Мощные биполярные транзисторы 4. Выводы 1. Устройство

Подробнее

Исследование характеристик фоторезистора

Работа 42 Исследование характеристик фоторезистора Цель работы Ознакомиться с принципом действия фоторезистора и исследовать его вольт-амперные, световые и спектральную характеристики, оценить ширину запрещенной

Подробнее

Элементы оптоэлектроники

Элементы оптоэлектроники Электроника Оптоэлектронные приборы предназначены для преобразования электрической энергии в электромагнитное излучение в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне (в

Подробнее

Лабораторная работа 19

Лабораторная работа 19 ВНУТРЕННИЙ ФОТОЭФФЕКТ. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОРЕЗИСТОРА Цель работы: экспериментально исследовать вольтамперную, световую и спектральную характеристики фотосопротивления.

Подробнее

Нелинейные сопротивления «на ладони»

Нелинейные сопротивления «на ладони» Структурой, лежащей в основе функционирования большинства полупроводниковых электронных приборов, является т.н. «p-n переход». Он представляет собой границу между двумя

Подробнее

2.2. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

2.2. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область эмиттером (Э), а другая коллектором (К). Обычно концентрация примесей в эмиттере больше, чем в коллекторе.

Подробнее

Электронно-дырочный переход

Кафедра экспериментальной физики СПбПУ Электронно-дырочный переход Методические указания к лабораторному практикуму по общей физике СПбПУ 2014 Лабораторная работа 2.08 «Электронно-дырочный переход» 1 http://physics.spbstu.ru

Подробнее

U à, В

ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА Контрольные задания Вариант 4 1. Начертить схему включения лучевого тетрода и указать назначения всех элекродов. Каковы недостатки и достоинства лучевых тетродов по сравнению с триодами

Подробнее

Основы электроники 1/45

Основы электроники 1/45 Планетарная модель атома (Бор, Резерфорд) предусматривает наличие ядра и вращающихся на определенных (разрешенных) орбитах вокруг него электронов. Под действием внешних факторов

Подробнее

Изучение работы p-n перехода

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НИЛ техники эксперимента МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ ПО КУРСУ «ФИЗИКА» www.rib.ru e-mail: [email protected] 010804. Изучение работы –

Подробнее

ЭЛЕМЕНТЫ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ЭЛЕМЕНТЫ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ Учебное пособие Составители:

Подробнее

Рис. 2 Модуль “Транзисторы”

Глава 2 Исследование полевого и биполярного транзисторов Цель проведения работ Знание устройств, изучение характеристик и параметров электронных полупроводниковых приборов: полевых и биполярных транзисторов.

Подробнее

Работа 5.2 Изучение фотоэффекта

Работа 5. Изучение фотоэффекта Оборудование: фотоэлементы, блок питания, регулятор напряжения, источники света, монохроматор, вольтметр, гальванометр. Введение Среди различных явлений, в которых проявляется

Подробнее

ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ОПТРОН К294ПП1АП.

ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ОПТРОН К294ПП1АП. Стремление к микро миниатюризации функциональных элементов электрических цепей привело к созданию нового класса оптоэлектронных интегральных микросхем, так называемых

Подробнее

Г. Г. ИШАНИН, В. П. ЧЕЛИБАНОВ

22 УДК 68.78 Г. Г. ИШАНИН, В. П. ЧЕЛИБАНОВ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ФОТОДИОДОВ В ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКОМ И ФОТОДИОДНОМ РЕЖИМАХ Рассматриваются особенности работы фотодиодов на основе p n-перехода в фотогальваническом

Подробнее

Лабораторная работа 11 А

Лабораторная работа 11 А ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА И РАБОТЫ ВЫХОДА ФОТОКАТОДА МЕТОДОМ ЗАДЕРЖИВАЮЩЕГО ПОТЕНЦИАЛА Цель работы экспериментальная проверка уравнения Эйнштейна для внешнего фотоэффекта;

Подробнее

Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

84 Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ План 1. Введение 2. Параметрические стабилизаторы 3. Компенсационные стабилизаторы 4. Интегральные стабилизаторы напряжения 5. Выводы 1. Введение Для работы электронных

Подробнее

I н ~Ф. mv max =eu. hν= A вых. + mv max

1 ЛАБОРАТОРНАДРАБОТА 2А ИЗУЧЕНИЕ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА Цель работы: изучение законов внешнего фотоэффекта; исследование вольтамперных характеристик вакуумного фотоэлемента; определение красной границы материала

Подробнее

Фотодиод. Введение. Принцип действия

Фотодиод Введение Фотодиоды полупроводниковые приборы, действие которых основано на изменении сопротивления p-n перехода или разности потенциалов на переходе при освещении прибора излучением соответствующего

Подробнее

«Исследование оптронов»

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Лабораторная работа «Исследование оптронов» Москва, 2006 г. Оптоэлектронная пара. Оптопарой называется прибор, содержащий светоизлучатель

Подробнее

Изучение внешнего фотоэффекта

Лабораторная работа 8 Изучение внешнего фотоэффекта ЦЕЛЬ РАБОТЫ 1. Построить вольтамперную характеристику фотоэлемента;. Построить световую характеристику и определить чувствительность фотоэлемента. ПРИБОРЫ

Подробнее

Лекция 11. Электронно-дырочный переход

Лекция 11. Электронно-дырочный переход Контакт двух примесных полупроводников с различными типами проводимости называется электронно-дырочным переходом или сокращенно p-n-переходом. Обычно он создается

Подробнее

Лабораторная работа 3

Лабораторная работа 3 Определение статических – параметров биполярных транзисторов по характеристикам Цель работы: Научиться работать со справочными материалами и определять статические параметры транзистора

Подробнее

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

Министерство образования и науки Российской Федерации НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 53 3943 Ф 503 ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ Методические

Подробнее

Cоздан «синаптический» фототранзистор | Новости

В Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США при участии учёных Висконсинского и Толедского университетов был сделан прорыв в области создания энергоэффективных фототранзисторов. Исследователи объединили нанокристаллы перовскита с сетью однослойных углеродных нанотрубок, получив комбинацию материалов с интересными фотоэлектрическими свойствами.

«Обычно за поглощением света (фотоэлектриком) кратковременно возникает электрический ток, — рассказал Джозеф Лютер (Joseph Luther), старший научный сотрудник NREL и соавтор статьи об этой работе в журнале Science Advances. — Но в данном случае ток продолжал течь, не переставая, в течение нескольких минут, даже после того как свет был выключен».

Такое поведение известно как «постоянная фотопроводимость» и является своеобразной «оптической памятью»: световая энергия, падающая на устройство, запоминается как электрический ток. Это явление также может использоваться для имитации синапсов, которые используются в мозгу для хранения воспоминаний.

Как правило, для постоянной фотопроводимости требуются низкие температуры и/или высокие рабочие напряжения, а сам всплеск тока длится лишь доли секунды. В новом открытии интересно то, что электрический ток создаётся при комнатной температуре под воздействием света низкой интенсивности, а кроме того он продолжает течь более часа после выключения света.

Авторы подтвердили устойчивый эффект постоянной фотопроводимости для трёх изученных ими разных типов перовскита — бромид свинца формамидиния, йодид цезия-свинца и бромид цезия-свинца.

Предоставляемые этим исследованием принципы проектирования могут быть применены к приложениям оптической памяти и нейроморфных вычислений. На визуальное восприятие приходится подавляющая часть информации, которую мозг собирает о мире, и новые искусственные синапсы могут потенциально повысить энергоэффективность, производительность и надежность систем распознавания изображений, например, в беспилотных автомобилях.

Вы можете подписаться на нашу страницу в LinkedIn!

Как проверить фототранзистор

Чувствительность фотодиода можно увеличить примерно в 100 раз, добавив переход, в результате чего получится NPN-транзистор. Фототранзистор обычно подключается по схеме с общим эмиттером с открытой базой. Освещение (излучение) сосредоточено в области вблизи базового перехода эмиттера. Между эмиттером и коллектором прикладывается постоянное напряжение V, так что коллекторный переход имеет обратное смещение, и на обратном коллекторном переходе появляется приложенное к эмиттеру напряжение.
Изначально при отсутствии радиационного возбуждения (освещения) неосновные носители генерируются термически, а электроны, пересекающие от базы к коллектору, а также дырки, пересекающие от коллектора к базе, составляют обратный ток насыщения Ico. При Ib = 0 сборщик получает IC = (1 + BETA) ICO.

СИМВОЛ

• Фотодетектор
• Оптический переходник
• Используется в электронно-оптическом контроле
• Прием светового луча
• Переключатель света (схема общего эмиттера и коллекторного усилителя)

ФОТОТРАНЗИСТОР

КАК ПРОВЕРИТЬ С ЦИФРОВЫМ МУЛЬТИМЕТРОМ?
ШАГ-1.

• Подключите цифровой мультиметр положительный красный измерительный провод к BASE
.
• Отрицательный черный провод к коллектору = 0,618 В (КОЛЛЕКТОР)
• Отрицательный черный провод к эмиттеру = 0,648 В (ЭМИТТЕР)

Дисплей показывает хорошо.
ШАГ-2.

• Подсоедините отрицательный черный измерительный провод цифрового мультиметра к BASE
• положительный красный провод к КОЛЛЕКТОРУ
• положительный красный провод к EMITTER

На дисплее отображается OL или OL GOOD.
Проверка: Если показания цифрового мультиметра выше показывают, что состояние ХОРОШО
Проверка: Если вы получаете показание , прямое смещение как 0000 или OL или 1, и обратное смещение, как 0000 (или) низкие значения фототранзистор может выйти из строя и требует замены.

Конфигурации схем и применение фототранзисторов

»Электроника

Фототранзисторы

используются во многих различных приложениях, и используемые схемы, как правило, представляют собой общий эмиттер или общий коллектор.

---

Фототранзистор Включает:
Основы фототранзистора Приложения и схемы Фотодарлингтон Оптопара / оптоизолятор

---

Фототранзисторы являются идеальными фотодетекторами и могут использоваться во множестве различных приложений. Фототранзисторные схемы обычно относительно просты, особенно детектор требуется только для обнаружения наличия или отсутствия определенного источника света.

Применение фототранзисторов

Фототранзисторы находят применение во многих областях, благодаря простоте использования и их применения.

• Оптоизоляторы – здесь в качестве светового датчика используется фототранзистор, излучатель света расположен относительно близко, но с другим потенциалом. Физический зазор между излучателем света и детектором обеспечивает значительную степень электрической изоляции.
• Определение положения – в этом приложении оптоизолятор может использоваться для определения положения движущегося элемента, часто движущийся элемент имеет свет или прерывает луч света, который обнаруживает фототранзистор.
• Системы безопасности – фототранзистор можно использовать по-разному в системах безопасности, часто обнаруживая, присутствует ли луч света или был нарушен злоумышленником.
• Счетчики монет – фототранзистор можно использовать в монетах и ​​других приложениях для счета. Луч света прерывается каждый раз, когда монета или другой предмет проходит через заданную точку. Количество прерываний луча равно количеству монет или предметов, которые нужно пересчитать.
• Многое другое. . .

Фототранзистор можно использовать в различных схемах и разными способами в зависимости от области применения.Фототранзистор является недорогим устройством, он широко используется в электронных схемах, а также прост в установке.

Конфигурации схем фототранзисторов

Фототранзистор можно использовать в различных схемах. Как и более обычные транзисторы, фототранзистор можно использовать в схемах с общим эмиттером и общим коллектором. Цепи с общей базой обычно не используются, потому что базовое соединение часто остается плавающим внутри и может быть недоступно.Если требуется подключение к базе, то необходимо купить фототранзистор с возможностью подключения к базе.

Выбор конфигурации схемы фототранзистора с общим эмиттером или общим коллектором зависит от требований к схеме. Две конфигурации схемы фототранзистора имеют немного разные рабочие характеристики, и они могут определять используемую схему.

Схема фототранзистора с общим эмиттером

Конфигурация схемы фототранзистора с общим эмиттером, вероятно, является наиболее широко используемой, как и ее более обычная схема на прямом транзисторе.На коллектор подается напряжение питания через нагрузочный резистор коллектора, а на выходе снимается соединение коллектора на фототранзисторе. Схема генерирует выходной сигнал, который переходит из состояния высокого напряжения в состояние низкого напряжения при обнаружении света.

Схема фактически действует как усилитель. Ток, создаваемый светом, влияет на базовую область. Это обычно усиливается током транзистора.

Схема фототранзистора с общим эмиттером

Схема фототранзистора с общим коллектором

Схема фототранзистора с общим коллектором или эмиттерным повторителем имеет фактически ту же топологию, что и обычная схема транзистора с общим эмиттером – эмиттер заземляется через нагрузочный резистор, а выход для схемы берется из эмиттерного соединения устройства. .

Схема генерирует выходной сигнал, который переходит из низкого состояния в высокое при обнаружении света.

Схема фототранзистора с общим коллектором

Работа схемы фототранзистора

Схемы фототранзисторов могут использоваться в одном из двух основных режимов работы. Их называют активным или линейным режимом и режимом переключения.

Работа в «линейном» или активном режиме обеспечивает реакцию, которая очень широко пропорциональна световому стимулу. В действительности фототранзистор не дает особенно линейного выходного сигнала входному стимулу, и именно по этой причине этот режим работы более правильно назвать активным режимом.

Работа схемы фототранзистора в режиме переключения более широко используется ввиду нелинейного отклика фототранзистора на свет. Когда света мало или нет, ток в транзисторе практически не течет, и можно сказать, что он находится в выключенном состоянии. Однако по мере увеличения уровня света начинает течь ток. В конце концов достигается точка, в которой фототранзистор становится насыщенным, и уровень тока не может увеличиваться. В этой ситуации говорят, что фототранзистор насыщен.Таким образом, режим переключения имеет два уровня: – «включено» и «выключено», как в цифровой или логической системе. Этот тип режима фототранзистора полезен для обнаружения объектов, отправки данных или считывания кодировщиков и т. Д.

В большинстве схем, не использующих базовое соединение (даже если оно доступно), единственный способ изменить режим работы схемы – это изменить номинал нагрузочного резистора. Это устанавливается путем оценки максимального тока, ожидаемого от встречающихся уровней освещенности.

Используя это предположение, можно использовать следующие уравнения:

Активный режим: Vcc> RL x Ic

Режим переключения: VCC

Где:
R _L = нагрузочный резистор (т.е.е. Rc или Re на диаграммах выше).
I _C = максимальный ожидаемый ток.
В _CC = напряжение питания.

Использование базового соединения в схемах фототранзисторов

На некоторых фототранзисторах доступно базовое подключение. Доступ к базовому соединению позволяет более точно настроить условия схемы фототранзистора для некоторых приложений.

Схема фототранзистора с общим эмиттером с использованием базового резистора

Высокие значения базового резистора R _b не позволяют низким уровням света повышать уровни тока в цепи коллектора-эмиттера и, таким образом, обеспечивать более надежный цифровой выход.Все остальные аспекты функции схемы остаются прежними.

Основные концепции схем на фототранзисторах довольно просты. Обычно для них требуется небольшая конструкция, хотя может потребоваться некоторая оптимизация, чтобы минимизировать остаточный ток, а в коммутационных приложениях – небольшой ток «выключения». Однако схемы обычно надежны и могут быть легко спроектированы.

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Что такое фототранзистор »Электроника

Фототранзисторы

представляют собой биполярный транзистор, чувствительный к свету – имея усиление транзистора, они намного более чувствительны, чем фотодиоды.

---

Фототранзистор Включает:
Основы фототранзистора Приложения и схемы Фотодарлингтон Оптопара / оптоизолятор

---

Фототранзистор – это полупроводниковое устройство, способное определять уровни света и изменять ток, протекающий между эмиттером и коллектором, в зависимости от уровня получаемого света.

Фототранзисторы и фотодиоды могут использоваться для восприятия света, но фототранзистор более чувствителен с учетом усиления, обеспечиваемого тем фактом, что это биполярный транзистор. Это делает фототранзисторы более подходящими для ряда приложений.

Идея фототранзистора известна много лет. Уильям Шокли впервые предложил эту идею в 1951 году, вскоре после открытия обычного биполярного транзистора. Прошло всего два года, прежде чем был продемонстрирован фототранзистор.С тех пор фототранзисторы используются во множестве приложений, и с тех пор их разработка продолжается.

Фототранзисторы

широко доступны и могут быть легко приобретены довольно дешево у дистрибьюторов электронных компонентов – ввиду их использования во многих электронных схемах и приложениях, они доступны как часть стандартного перечня полупроводниковых устройств.

Типичный фототранзистор
Обратите внимание на линзу вверху и на тот факт, что у него только два вывода, потому что база часто остается разомкнутой, а внешнее соединение не предусмотрено.

Применение фототранзисторов

Тот факт, что фототранзисторы просты в использовании и хорошо работают в пределах своих ограничений, означает, что эти полупроводниковые устройства используются в самых разных электронных схемах.

Часто это приложения, где световой луч прерывается, но иногда их можно использовать для определения уровня освещенности.

• Энкодеры, в которых вращается вращающийся диск со светлыми и темными полосами – это определяет скорость и направление или вращение.
• Картридеры.
• Системы безопасности
• Инфракрасные извещатели.
• Управление освещением.
• Оптроны
• Системы подсчета – световой или инфракрасный луч прерывается для каждого подсчитываемого предмета.
• Управление освещением.

Конечно, эти электронные компоненты используются во многих других областях.

Первоначальная разработка фототранзистора

Изобретение фототранзистора стало продолжением разработки первого транзистора с точечным контактом.Примерно в то время в Bell Labs проводилось большое количество разработок полупроводников, и фототранзистор разрабатывался одной из этих групп.

Хотя история фототранзистора не так широко освещается, как многие другие ранние разработки полупроводников, это, безусловно, было очень важным событием.

Старинный фототранзистор OCP71 – это был PNP-транзистор OC71 с непрозрачной оболочкой.

Записка из истории фототранзисторов:

Фототранзистор появился в результате первых разработок полупроводников в Bell Telephone Laboratories.Об изобретении впервые было объявлено 30 марта 1950 года.

Подробнее о Изобретение фототранзистора

Работа фототранзистора

Фототранзистор основан на принципе работы биполярного транзистора. Фактически фототранзистор можно сделать, подвергнув полупроводник обычного транзистора свету. Очень ранние фототранзисторы создавались без покрытия пластиковой оболочки биполярного транзистора черной краской.

Типичный небольшой инфракрасный фототранзистор

Фототранзистор работает, потому что свет, падающий на полупроводник, освобождает электроны / дырки и заставляет ток течь в области базы.

Фототранзисторы работают в активном режиме, хотя соединение с базой обычно остается разомкнутым или отключенным, потому что это часто не требуется. База фототранзистора будет использоваться только для смещения транзистора, чтобы протекал дополнительный ток коллектора, и это маскировало бы любой ток, протекающий в результате фотоэффекта.Для работы условия смещения достаточно простые. Коллектор NPN-транзистора сделан положительным по отношению к эмиттеру или отрицательным для PNP-транзистора.

Свет проникает в основную область, где генерируются дырочные электронные пары. Эта генерация в основном возникает в переходе база-коллектор с обратным смещением. Пары дырка-электрон движутся под действием электрического поля и обеспечивают ток базы, заставляя электроны инжектироваться в эмиттер. В результате ток фотодиода умножается на коэффициент усиления транзистора β по току.

Характеристики фототранзистора могут превосходить характеристики фотодиода для некоторых приложений с точки зрения его усиления. В качестве приблизительного ориентира, если фотодиод может пропускать ток около 1 мкА в типичных комнатных условиях, фототранзистор может пропускать ток 100 мкА. Это очень грубые приближения, но они показывают порядок величин различных значений и сравнений.

Одним из недостатков фототранзистора является то, что он очень медленный и его высокочастотная характеристика очень плохая.Фотодиоды – это гораздо более быстрые электронные компоненты, и они используются там, где важна скорость, несмотря на их низкую чувствительность.

Обозначение схемы фототранзистора

Стандартные символы схем необходимы для каждого типа электронных компонентов, что позволяет легко рисовать принципиальные схемы и узнавать их для всех. Символ фототранзистора состоит из основного символа биполярного транзистора с двумя стрелками, указывающими на соединение биполярного транзистора. Это схематично изображает работу фототранзистора.

Обозначение схемы фототранзистора (для устройства, основанного на транзисторе NPN)

Фототранзисторы могут быть основаны как на транзисторах NPN, так и на транзисторах PNP, и поэтому вполне возможно иметь фототранзистор PNP, и для этого направление стрелки на эмиттере меняется на противоположное. обычным способом.

Видно, что показанный символ фототранзистора не указывает на соединение с базой. Часто база остается отключенной, поскольку свет используется для обеспечения протекания тока через фототранзистор.В некоторых случаях база может быть смещена, чтобы установить требуемую рабочую точку. В этом случае база будет отображаться на символе фототранзистора обычным образом.

Структура фототранзистора

Хотя обычные биполярные транзисторы проявляют светочувствительные эффекты, если они подвергаются воздействию света, структура фототранзистора специально оптимизирована для фотоприложений. Фототранзистор имеет гораздо большие площади базы и коллектора, чем у обычного транзистора.Эти устройства обычно изготавливались с использованием диффузионной или ионной имплантации.

Планарная структура фототранзистора с гомопереходом

В ранних фототранзисторах во всем устройстве использовался германий или кремний, что давало структуру с гомопереходом. В более современных фототранзисторах используются полупроводниковые материалы типа III-V, такие как арсенид галлия и подобные. Разновидности NPN-транзисторов более популярны в связи с тем, что используются системы отрицательного заземления, и NPN-транзисторы лучше подходят для этого режима работы.

Гетероструктуры, в которых используются разные материалы по обе стороны от PN перехода, также популярны, потому что они обеспечивают высокую эффективность преобразования. Как правило, они изготавливаются путем эпитаксиального выращивания материалов с соответствующей структурой решетки.

Эти фототранзисторы обычно используют мезаструктуру. Иногда переход Шоттки (металлический полупроводник) может использоваться для коллектора в фототранзисторе, хотя в наши дни такая практика менее распространена, поскольку другие структуры предлагают более высокие уровни производительности.

Чтобы обеспечить оптимальное преобразование и, следовательно, чувствительность, контакт эмиттера часто смещен в структуре фототранзистора. Это гарантирует, что максимальное количество света достигает активной области фототранзистора.

Характеристики фототранзистора

Как уже упоминалось, фототранзистор имеет высокий уровень усиления, обусловленный действием транзистора. Для гомоструктур, то есть тех, которые используют один и тот же материал во всем полупроводниковом устройстве, это может быть порядка от 50 до нескольких сотен.

Однако для устройств с гетероструктурой уровни усиления могут достигать десяти тысяч. Несмотря на их высокий уровень усиления, устройства с гетероструктурой не получили широкого распространения, поскольку эти полупроводниковые устройства значительно дороже в производстве. Еще одно преимущество всех фототранзисторов по сравнению с лавинным фотодиодом, еще одним устройством, обеспечивающим усиление, заключается в том, что фототранзистор имеет гораздо более низкий уровень шума. Лавинные диоды всех форм известны большим уровнем шума, который они создают в результате лавинообразного процесса.

Одним из основных недостатков фототранзистора является то, что он не имеет особенно хорошей высокочастотной характеристики. Это происходит из-за большой емкости, связанной с переходом база-коллектор. Это соединение должно быть относительно большим, чтобы оно могло улавливать достаточное количество света. Для типичного гомоструктурного устройства полоса пропускания может быть ограничена примерно 250 кГц. Устройства с гетеропереходом имеют гораздо более высокий предел, и некоторые из них могут работать на частотах до 1 ГГц.

Характеристики фототранзистора при разной интенсивности света. Они очень похожи на характеристики обычного биполярного транзистора, но с разными уровнями базового тока, замененными разными уровнями интенсивности света.

В фототранзисторе протекает небольшой ток, даже когда нет света. Это называется темновым током и представляет собой небольшое количество носителей, которые вводятся в эмиттер.Как и фото-генерируемые носители, он также подвергается усилению за счет действия транзистора.

Сводка преимуществ и недостатков фототранзисторов

Хотя эти полупроводниковые устройства используются в огромном количестве электронных устройств, схем и приложений, их преимущества и недостатки необходимо взвесить, чтобы определить, являются ли они правильным электронным компонентом для данного приложения. Фоторезисторы или светозависимые резисторы LDRs; фотодиоды; фотодарлингтоны, фото-полевые транзисторы и даже фототиристоры и симисторы – все это доступно и может подойти для любого конкретного применения.

Преимущества фототранзистора

• Имеют относительно высокое усиление и поэтому относительно чувствительны.
• Эти электронные компоненты относительно дешевы, поскольку фактически представляют собой транзистор, открытый для света.
• Они могут быть включены в интегральную схему.
• Предложите разумную скорость.

Недостатки фототранзистора

• Эти устройства не могут работать с высокими напряжениями других полупроводниковых устройств, таких как фототиристоры и симисторы.
• В приложениях, где они подвергаются скачкам и скачкам переходного напряжения, они могут повредить
• Не так быстро, как другие светочувствительные электронные компоненты, такие как фотодиоды.

Это некоторые из основных преимуществ и недостатков этих электронных компонентов.

Фототранзисторы

– это полупроводниковые устройства, основанные на базовом биполярном транзисторе, и они доступны как транзисторы NPN или транзисторы PNP. Наряду с другими электронными компонентами и полупроводниковыми устройствами они доступны практически у всех дистрибьюторов электронных компонентов, и часто их стоимость очень низкая.

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

Конструкция, принципиальная схема и ее применение

Концепция фототранзистора была известна в течение последних многих лет.Первая идея была предложена Уильямом Шокли в 1951 году после открытия нормального биполярного транзистора. Через два года был продемонстрирован фототранзистор. После этого он использовался в различных приложениях, и день ото дня его развитие продолжалось. Фототранзисторы широко доступны по низкой цене у дистрибьюторов электронных компонентов для использования в различных электронных схемах. Полупроводниковое устройство, такое как фототранзистор, используется для определения уровней освещенности и изменения потока тока между выводами эмиттера и коллектора в зависимости от уровня освещенности, который он получает.В этой статье обсуждается обзор фототранзисторов.

Что такое фототранзистор?

A Фототранзистор – это электронный переключающий и усиливающий ток компонент, работа которого зависит от воздействия света. Когда свет падает на переход, течет обратный ток, пропорциональный яркости. Фототранзисторы широко используются для обнаружения световых импульсов и преобразования их в цифровые электрические сигналы. Они работают от света, а не от электрического тока.Обеспечивая большой коэффициент усиления, низкую стоимость, эти фототранзисторы могут использоваться во многих приложениях.

Фототранзистор Symbol

Он способен преобразовывать световую энергию в электрическую. Фототранзисторы работают аналогично фоторезисторам, широко известным как LDR (светозависимый резистор), но могут производить как ток, так и напряжение, в то время как фоторезисторы способны производить ток только из-за изменения сопротивления.

Фототранзисторы – это транзисторы с открытым выводом базы.Вместо того, чтобы посылать ток в базу, фотоны падающего света активируют транзистор. Это потому, что фототранзистор сделан из биполярного полупроводника и фокусируется на энергии, которая проходит через него. Они активируются световыми частицами и используются практически во всех электронных устройствах, которые так или иначе зависят от света. Все кремниевые фотодатчики (фототранзисторы) реагируют на весь видимый диапазон излучения, а также на инфракрасное излучение. Фактически, все диоды, транзисторы, транзисторы Дарлингтона, симисторы и т. Д.имеют одинаковую базовую частотную характеристику излучения.

Структура фототранзистора специально оптимизирована для фотоприложений. По сравнению с обычным транзистором, фототранзистор имеет большую базу и ширину коллектора и изготавливается с помощью диффузии или ионной имплантации.

Конструкция

Фототранзистор – не что иное, как обычный биполярный транзистор, в котором область базы освещена. Он доступен как в типах P-N-P, так и в N-P-N, имеющих разные конфигурации, такие как общий эмиттер, общий коллектор и общая база, но обычно используется конфигурация с общим эмиттером .Он также может работать, когда основание открыто. По сравнению с обычным транзистором он имеет больше площадей базы и коллектора.

В древних фототранзисторах использовались отдельные полупроводниковые материалы, такие как кремний и германий, но теперь современные компоненты используют такие материалы, как галлий и арсенид, для достижения высокого уровня эффективности. База – это вывод, ответственный за активацию транзистора. Это устройство управления затвором для более крупного источника питания. Коллектор – это положительный вывод и больший источник питания.Излучатель – это отрицательный вывод и выход для большего источника электроэнергии.

Конструкция фототранзистора

При отсутствии света, падающего на устройство, будет протекать небольшой ток из-за термически генерируемых пар дырка-электрон, а выходное напряжение схемы будет немного меньше, чем значение питания из-за падения напряжения на нагрузке. резистор R. При попадании света на переход коллектор-база ток увеличивается. При разомкнутой цепи соединения базы ток коллектор-база должен течь в цепи база-эмиттер, и, следовательно, протекающий ток усиливается нормальным действием транзистора.

Переход коллектор-база очень чувствителен к свету. Его рабочее состояние зависит от интенсивности света. Базовый ток падающих фотонов усиливается коэффициентом усиления транзистора, что приводит к увеличению тока в диапазоне от сотен до нескольких тысяч. Фототранзистор в 50-100 раз чувствительнее фотодиода с меньшим уровнем шума.

Как работает фототранзистор?

Нормальный транзистор включает выводы эмиттера, базы и коллектора.Вывод коллектора смещен положительно относительно вывода эмиттера, а переход BE смещен в обратном направлении.

Фототранзистор активируется, когда свет попадает на клемму базы, и свет запускает фототранзистор, позволяя конфигурировать пары дырка-электрон, а также протекать ток через эмиттер или коллектор. Когда ток увеличивается, он концентрируется, а также превращается в напряжение.
Обычно фототранзистор не имеет соединения с базой.Клемма базы отключена, поскольку свет используется, чтобы позволить току проходить через фототранзистор.

Типы фототранзисторов

Фототранзисторы подразделяются на два типа: BJT и FET.

Фототранзистор BJT

При недостатке света фототранзистор BJT допускает утечку между коллекторами, а также между эмиттером 100 нА в противном случае малым. Когда на этот транзистор попадает луч, он работает до 50 мА. Это отличает его от фотодиода, который не пропускает большой ток.

Фототранзистор на полевом транзисторе

Фототранзистор этого типа включает в себя две клеммы, которые соединяются внутри через коллектор и эмиттер, иначе исток и сток внутри полевого транзистора. Вывод базы транзистора реагирует на свет и контролирует ток между выводами.

Схема фототранзистора

Фототранзистор работает так же, как обычный транзистор, где базовый ток умножается, чтобы дать ток коллектора, за исключением того, что в фототранзисторе базовый ток контролируется количеством видимого или инфракрасного света, где только устройство нужно 2 контакта.Схема фототранзистора

В простой схеме , предполагая, что к Vout ничего не подключено, базовый ток, управляемый количеством света, будет определять ток коллектора, то есть ток, проходящий через резистор. Следовательно, напряжение на Vout будет двигаться вверх и вниз в зависимости от количества света. Мы можем подключить его к операционному усилителю для усиления сигнала или напрямую ко входу микроконтроллера.

Выход фототранзистора зависит от длины волны падающего света.Эти устройства реагируют на свет в широком диапазоне длин волн от ближнего УФ, видимого до ближнего ИК-диапазона. Для заданного уровня освещенности источника света выход фототранзистора определяется площадью открытого перехода коллектор-база и коэффициентом усиления по постоянному току транзистора

Фототранзисторы доступны в различных конфигурациях, таких как оптоизолятор, оптический переключатель, ретро-датчик. Оптоизолятор похож на трансформатор в том, что выход электрически изолирован от входа.Объект обнаруживается, когда он входит в зазор оптического переключателя и блокирует световой путь между излучателем и детектором. Ретро-датчик обнаруживает присутствие объекта, генерируя свет, а затем исследуя его коэффициент отражения от объекта, который нужно воспринимать.

Усиление

Рабочий диапазон фототранзистора в основном зависит от интенсивности приложенного света, поскольку его рабочий диапазон зависит от входа базы. Ток на выводе базы падающих фотонов можно усилить за счет усиления транзистора, в результате чего коэффициент усиления по току находится в диапазоне от 100 до 1000.Фототранзистор более чувствителен по сравнению с фотодиодом за счет меньшего уровня шума.
Дополнительное усиление может быть обеспечено через транзистор фотодарлингтона.

Это фототранзистор, включающий выход эмиттера, который подключен к клемме базы следующего биполярного транзистора. Он обеспечивает высокую чувствительность при слабом освещении, поскольку обеспечивает усиление по току, эквивалентное двум транзисторам. Коэффициент усиления двух каскадов может обеспечить чистую прибыль более 100 000 А.Фототранзистор Дарлингтона имеет меньший отклик по сравнению с обычным фототранзистором.

Режимы работы

В схемах на фототранзисторах основные режимы работы включают два типа «активный и переключающий», где обычно используется режим работы переключаемого типа. Это объясняет нелинейный отклик на свет; если нет света, значит, ток в транзистор не поступает. Ток начинает поступать так же, как увеличивается воздействие света. Режим переключения работает в системе ВКЛ / ВЫКЛ.Активный режим также называется линейным, который реагирует таким образом, что он пропорционален световому стимулу.

Рабочие характеристики

Выбор фототранзистора может производиться в зависимости от различных параметров, а также от следующих технических характеристик.

• Ток коллектора (IC)
• Ток базы (Iλ)
• Пиковая длина волны
• Напряжение пробоя коллектор-эмиттер (VCE)
• Напряжение пробоя коллектор-эмиттер (VBRCEO)
• Напряжение пробоя эмиттер-коллектор (VBRECO) )
• Темновой ток (ID)
• Рассеиваемая мощность (PD или Ptot)
• Время нарастания (tR)
• Время спада (tF)

Параметры конструкции

Выбранные материалы, а также их состав, играют важную роль роль в чувствительности этого типа транзистора.Уровень усиления гомоструктурных устройств или устройств из одного материала колеблется от 50 до нескольких сотен. Это обычные фототранзисторы, которые часто изготавливаются из кремния. Устройства с гетероструктурой или устройства с несколькими конфигурациями материалов могут иметь уровни усиления до 10 кОм, но они встречаются реже из-за высоких производственных затрат.

• Диапазон длин электромагнитных волн для различных материалов:
• Для материала кремния (Si) диапазон длин электромагнитных волн составляет от 190 до 1100 нм
• Для материала из германия (Ge) диапазон длин электромагнитных волн составляет от 400 до 1700 нм.
• Для материала арсенида галлия индия (InGaAs) диапазон длин электромагнитных волн составляет от 800 до 2600 нм
• Для материала сульфида свинца диапазон длин электромагнитных волн составляет <1000-3500
• Для правильного функционирования фототранзистора технология монтажа играет важную роль. ключевая роль.

Технология SMT или поверхностного монтажа использует компоненты на печатной плате, подключая клеммы компонентов посредством пайки в противном случае к верхней поверхности платы. Обычно прокладка печатной платы может быть покрыта пастой, такой как состав припоя и флюса. Высокие температуры, обычно исходящие от инфракрасной печи, растворяют пасту для припайки клемм компонентов к контактным площадкам печатной платы.

THT или технология сквозного отверстия – это обычно используемый способ монтажа.Компоновка компонентов может быть выполнена путем размещения клемм компонентов с использованием отверстий внутри печатной платы, и эти компоненты могут быть припаяны на противоположной стороне печатной платы. Особенности фототранзисторов в основном включают в себя отсекающий фильтр, используемый для блокировки видимого света. Обнаружение света в других может быть улучшено с помощью антибликового покрытия. Также доступны устройства, включающие круглую купольную линзу вместо плоской линзы.

Фотодиод против фототранзистора

Различие между фотодиодом и фототранзистором включает следующее.

Фототранзистор используется для преобразования энергии света в электрическую Он менее чувствителен Он более чувствителен Выходной отклик фотодиода быстрый Выходной отклик фототранзистора низкий Он вырабатывает ток Он вырабатывает напряжение и ток Он используется в производстве солнечной энергии, обнаруживая УФ, иначе ИК-лучи, а также для измерения освещенности и т. д. Он используется в проигрывателях компакт-дисков, детекторах дыма, лазерах, приемниках невидимого света и т. Д. Он более реагирует на падающий свет Он менее реактивен Фотодиод имеет меньший темновой ток Фототранзистор имеет высокий темновой ток В этом случае используется как прямое, так и обратное смещение В этом случае используется прямое смещение Диапазон линейного отклика фотодиода намного шире Диапазон линейного отклика фототранзистора намного ниже Фотодиод допускает низкий ток по сравнению с фототранзистором Фототранзистор допускает большой ток по сравнению с фотодиодом Фотодиод используется для устройств с батарейным питанием, которые потребляют меньше энергии. Фототранзистор используется как твердотельный переключатель, а не как фотодиод.

Характеристики

Характеристики фототранзистора включают следующее.

• Недорогое фотодетектирование в видимом и ближнем ИК диапазонах.
• Доступен с коэффициентом усиления от 100 до более чем 1500.
• Умеренно быстрое время отклика.
• Доступен в широком ассортименте корпусов, включая технологии с эпоксидным покрытием, литьем методом трансферного формования и для поверхностного монтажа.
• Электрические характеристики аналогичны сигнальным транзисторам.

Преимущества фототранзистора

Фототранзисторы имеют несколько важных преимуществ, которые отделяют их от другого оптического датчика, некоторые из них упомянуты ниже

• Фототранзисторы вырабатывают более высокий ток, чем фотодиоды.
• Фототранзисторы относительно недороги, просты и достаточно малы, чтобы разместить несколько из них на одном интегрированном компьютерном чипе.
• Фототранзисторы очень быстрые и способны обеспечивать почти мгновенный выходной сигнал.
• Фототранзисторы вырабатывают такое напряжение, которого не могут сделать фоторезисторы.

Недостатки фототранзистора

• Фототранзисторы, сделанные из кремния, не способны выдерживать напряжения выше 1000 вольт.
• Фототранзисторы также более уязвимы к скачкам и скачкам электричества, а также к электромагнитной энергии.
• Фототранзисторы также не позволяют электронам перемещаться так же свободно, как это делают другие устройства, такие как электронные лампы.

Применение фототранзисторов

Сферы применения фототранзисторов включают:

• Считыватели перфокарт.
• Системы безопасности
• Энкодеры – измерение скорости и направления
• ИК-детекторы фото
• Электроуправление
• Схема компьютерной логики.
• Реле
• Управление освещением (автомагистрали и т. Д.)
• Индикация уровня
• Системы счета

Итак, это все о обзоре фототранзистора .Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что фототранзисторы широко используются в различных электронных устройствах для обнаружения света, таких как инфракрасные приемники, детекторы дыма, лазеры, проигрыватели компакт-дисков и т. Д. Вот вам вопрос, в чем разница между фототранзистором и фотоприемник?

Как проверить оптрон – AntiMath

Оптопара или оптоизолятор – это устройство, которое содержит светодиод ( LED ) и фотодатчик (фотодетектор, такой как фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и т. Д.).Назначение оптопары – передавать сигналы от одной цепи к другой, сохраняя при этом их гальваническую развязку.

Здесь я хочу показать вам, как проверить, работает ли оптопара. Поэтому для демонстрации я выбрал одну из наиболее часто используемых оптопар (PC123 – 4 контакта), но вы можете использовать тот же принцип для всех оптопар (примечание: сначала сверьтесь с таблицей данных).

Шаг 1

Используя схему справа, определите контакты; сначала анод и катод светодиода (в данном случае контакты 1 и 2 ), а затем с помощью омметра, установленного в области «X1 Ом», измерьте между контактами 1 и 2, и вы должны получить одно показание. в одну сторону и нет чтения в обратном (точно так же, как вы проверяете диод).Если вы получаете значение в любом случае или вообще не получаете значение, значит, проблема со светодиодом, и вам следует найти другую оптопару.

Шаг 2

Если светодиод исправен, то мы должны проверить фототранзистор, вы можете измерить его омметром, как светодиод между контактами 3 и 4 (эмиттер и коллектор), и вы должны получить высокое значение сопротивления в обоих направлениях, если фототранзистор исправен. хорошо. Если вы вообще не получите показания, это, вероятно, связано с тем, что большинство фототранзисторов имеют такое высокое сопротивление между эмиттером и коллектором, которое омметр не может измерить; в этом случае вы можете подключить два омметра последовательно, увеличив область измерения; … Хотя я думаю, что у большинства нет двух метров, поэтому я рекомендую «эмпирический» метод, предполагая, что у вас есть источник питания с регулируемым постоянным током.

«Эмпирический» метод

Подключите омметр (X1K Ом или X10K Ом) между эмиттером и коллектором (3 и 4) следующим образом: красный зонд к коллектору и черный зонд к эмиттеру. Теперь подключите резистор на несколько сотен Ом (~ 300 Ом) последовательно с анодом светодиода, после этого включите источник питания и начните увеличивать напряжение с 0 до 2… 3 вольт, и вы должны увидеть на экране омметром, как уменьшается выходное сопротивление при увеличении входного напряжения и наоборот.

Фототранзистор

– обзор | Темы ScienceDirect

Оптический датчик положения коленчатого вала

В достаточно чистой среде положение вала также можно определить с помощью оптических методов. Рисунок 6.17 иллюстрирует такую ​​систему. Опять же, как и в случае с магнитной системой, диск напрямую соединен с коленчатым валом. На этот раз в диске есть отверстия, соответствующие количеству выступов на дисках магнитных систем. С каждой стороны диска смонтированы оптоволоконные световоды.Отверстие в диске позволяет передавать свет через световоды от источника светодиода (LED) к фототранзистору, используемому в качестве светового датчика. Свет не будет передаваться от источника к датчику, когда нет отверстия, потому что твердый диск блокирует свет. С другой стороны, всякий раз, когда отверстие в диске совмещается с одной из оптоволоконных световодов, свет от светодиода проходит через диск на фототранзистор.

Рисунок 6.17. Оптический датчик углового положения.

Светоизлучающий диод, используемый в качестве источника света для этого датчика, находит все большее количество других применений в автомобильных системах, включая освещение (например.g., стоп-сигналы, указатели поворота и приборные дисплеи). Теория работы светодиода объясняется в главе 9. Светодиоды изготавливаются из различных полупроводниковых материалов и доступны в диапазоне длин волн от инфракрасного до ультрафиолетового, в зависимости от материала, изготовления и напряжения возбуждения. Есть даже сейчас светодиод белого света.

Другой важный компонент оптического датчика положения на рис. 6.17a – фототранзистор. Биполярный фототранзистор по существу имеет конфигурацию обычного транзистора, имеющего области коллектора, базы и эмиттера.Однако вместо того, чтобы вводить неосновные носители в базовую область через электрический источник (то есть через базовый ток i _b ), принятый свет выполняет эту функцию. Фототранзистор сконструирован таким образом, что свет от источника фокусируется в области перехода. Ширина запрещенной зоны в основной области Δ E _g (т. Е. Щель в допустимой энергии электронов от верха валентной зоны до низа зоны проводимости – см. Главу 3) определяет длину волны света, до которой фототранзистор отвечает.

На рисунке 6.17b изображен фототранзистор NPN и его схема заземленного эмиттера. Переход коллектор – база имеет обратное смещение. Входящий свет с уровнем освещенности P фокусируется линзой на область основания (b) фототранзистора. Когда фотоны входящего света поглощаются в области базы, они создают носители заряда, эквивалентные току базы обычного биполярного транзистора. Как объяснялось в главе 3, увеличение носителей в основной области приводит к увеличению тока коллектор-эмиттер.Следовательно, ток коллектора I _c изменяется линейно с P и определяется выражением

(48) Ic = Io + βγP

, где β = усиление тока заземленного эмиттера

= константа преобразования силы света в эквивалентный базовый ток.

Напряжение нагрузки В _L равно

(49) VL = Vcc − IcRL = Vcc − RL (Io + βγP)

Каждый раз, когда отверстие в диске проходит через оптоволоконный свет путь, изображенный на рисунке 6.17а, напряжение нагрузки будет импульсом от высокого к низкому напряжению. Усилитель может быть сконфигурирован с отрицательным усилением напряжения, так что на его выходе будет положительный импульс напряжения в момент, когда любое отверстие проходит оптический путь. Эти импульсы напряжения можно использовать для определения углового положения вращающегося вала (например, коленчатого вала) аналогично магнитным датчикам положения, описанным выше.

Одна из проблем оптических датчиков заключается в том, что они должны быть защищены от грязи и масла; в противном случае оптический путь будет иметь недопустимую пропускную способность.С другой стороны, у них есть преимущества, заключающиеся в том, что они могут определять положение без работающего двигателя и что амплитуда импульсов практически постоянна при изменении скорости.

(PDF) Оценка надежности кремниевого фототранзистора и новые стратегии выбора для космических приложений

Тест на срок службы устройств PHT02: наличие мобильных зарядов, захваченных пассивацией фото-базы. Мобильные заряды

Чувствительность

коррелирует с чувствительностью космических радиационных устройств.Мы провели на устройствах PHT02 двухэтапный тест (например, 48-часовой

жизненный тест с 48-часовым тестом хранения), который демонстрирует влияние заряженных мобильных устройств на эту технологию. Изохронный отжиг

часто выполняется для того, чтобы предвидеть поведение электронных устройств при испытаниях на срок службы. Мы предлагаем упрощенную версию этого метода отжига

под названием «Тест на изменение температуры» (TRT). В нашей работе делается вывод, что дрейфы тока TRT хорошо коррелируют с деградацией

, наблюдаемой во время жизненного испытания, и могут быть очень полезны для быстрой оценки деградации биполярных микросхем

во время жизненного испытания.Мы считаем, что использование этого метода можно обобщить в последовательности проверки устройств

, на которые могут повлиять мобильные заряды, в частности, биполярных устройств и устройств MOS. Фактически, этот метод будет применен к третьей партии устройств

от производителя, которые показали текущую нестабильность после первых предварительных испытаний на срок службы. Текущая деятельность

в настоящее время сосредоточена на электрооптическом моделировании устройства PHT03 с анализом отказов для альтернативной интерпретации переноса

мобильных зарядов в такой структуре.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

[1]

Н. Э. Ликудес, К. К. Чайлдерс, «Обзор механизма отказа полупроводниковой нестабильности», IEEE Trans. Надежный, Vol.

Р-29, № 3, август 1980 г.

[2]

S.L. Kosiert, R.D. Schrimpft, R.N. Nowlintt, D.M. Флитвуд, М. ДеЛаус, Р.Л. Пиз, У. Combsw, A. Weit,

и F. Chait, «Разделение заряда для биполярных транзисторов», IEEE Trans. Nucl. Sci., Vol. 40, No. 6, декабрь 1993 г.

[3]

F.Х. Де Ла Монеда и Э. Р. Шенетт, «Шум в фототранзисторах», IEEE Trans. Электронные устройства, т. ED-18, N.

6, июнь 1971 г.

[4]

О. Жилард, Г. Куадри, П. Спеццигу, Дж. Л. Ру, «Оценка надежности биполярных фототранзисторов для космических приложений

», Семинар по данным о радиационных эффектах , IEEE июль 2007 г.

[5]

SN Рашкеев, К. Р. Цирба, Д. М. Флитвуд, Р. Д. Шримпф, С. К. Витчак, А. Мичез, С. Т. Пантелидес, «Физическая модель

для улучшенного образования ловушек на границе раздела при низких мощностях доз» – IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol.49,

№ 6, декабрь 2002 г.

[6]

О. Фламент, П. Пайе, Дж. Л. Лере, Д. М. Флитвуд, «Соображения по технике изохронного отжига: от измерений

к физике», IEEE Trans. Nucl. Sci., Vol. 46, No. 6, December 1999.

[7]

Ф. Сенье, Л. Дюссо, Л. Альбер, Ж. Феске и Ж. Газио, «Экспериментальное определение частотного фактора

процессов термического отжига в структуры металл – оксид – полупроводник – затвор – оксид ”, J.Appl.Phys., Vol.82, No. 8,

October 1997.

[8]

DM Fleetwood, PS Winokur, MR Shaneyfelt, LC Riewe, O. Flament, P. Paillet, and JL Leray, ” Влияние температуры

изохронного отжига и облучения на радиационно-индуцированный захваченный заряд », IEEE Trans. Nucl. Наук,

Т. 45, No. 6, December 1998.

[9]

C. Chabrerie, JL Autran, P. Paillet, 0. Flament, JL Leray, JC Boudenot, «Изотермический и изохронный отжиг

Методология изучения пост-облучения. Явления, активируемые температурой », IEEE Trans.