Transistor quang là gì? Nguyên lý hoạt động của Phototransistor

Có lẽ Transistor quang là gì? hay Phototransistor là gì? là những câu hỏi làm các bạn khá băn khoăn. Hôm nay mindovermetal chúng mình sẽ cùng các bạn đi tìm hiểu nhé. Let’s go!

Định nghĩa

Transistor quang ( Phototransistor ) là một linh phụ kiện bán dẫn ba lớp có vùng cực gốc ( B ) nhạy cảm với ánh sáng. Phần cực nền ( cực B – Base ) cảm nhận ánh sáng và chuyển nó thành dòng điện chạy giữa vùng thu ( cực C – Collector ) và vùng phát ( Cực E – Emiter )

Cấu tạo của phototransistor tựa như như transistor thường thì, ngoại trừ cực B. Trong phototransistor, cực B không được nối với mạch điện, và thay vì dòng điện, nguồn năng lượng ánh sáng được lấy làm đầu vào .Cấu tạo của phototransistor khá giống với transistor thường thì. Đầu tiên Gecmani và Silicon được sử dụng để sản xuất Transistor quang. Những lỗ nhỏ được tạo trên mặt phẳng của mối nối B-C có công dụng như một thấu kính. Thấu kính quy tụ ánh sáng trên mặt phẳng .

Cấu tạo phototransistor

Ngày nay Transistor được làm bằng vật liệu có hiệu suất hấp thụ ánh sáng cao (như Gali và Arsenides). Điểm nối B-C được giữ ở phân cực thuận và đường giao nhau B-C được giữ ở phân cực ngược.

Khi không có ánh sáng chiếu trên mặt phẳng của Transistor, có ít hạt mang điện tích. Suy ra dòng điện bão hòa ngược nhỏ hay IB nhỏ. Năng lượng ánh sáng rơi vào mối nối B-C và tạo ra hạt tải điện hầu hết hơn, làm tăng thêm dòng điện vào dòng bão hòa ngược. Biểu đồ dưới đây cho thấy cường độ dòng điện tăng cùng với cường độ ánh sáng

Cường độ dòng điện đổi khác theo ánh sángTransistor quang được sử dụng thoáng đãng trong những thiết bị điện tử như máy dò khói, máy thu hồng ngoại, đầu đĩa CD, laser, v.v. để cảm nhận ánh sáng .

Ký hiệu của Transistor quang (Phototransistor)

Ký hiệu của phototransistor tựa như như ký hiệu của transistor thường thì. Sự độc lạ duy nhất là của hai mũi tên cho thấy ánh sáng tới trên cực B của phototransistor.

I C = βI B + (1 + B) I CBO

Khi dòng điện cơ bản I B = 0, Nó hoạt động giải trí như một mạch hở. Và dòng điện Collector trở thành

I C = (1 + B) I CBO

Các phương trình trên chỉ ra rằng dòng điện cực góp tỷ lệ thuận với dòng điện rò cơ bản, tức là, I C tăng khi tăng dòng I CBO.

Nguyên lý hoạt động của Transistor quang

Transistor quang được tạo thành từ vật tư bán dẫn. Khi ánh sáng chiếu vào vật tư, những electron / lỗ trống tự do của vật tư bán dẫn gây ra dòng điện chạy trong vùng cơ bản. Cực gốc ( Base ) của phototransistor sẽ chỉ được sử dụng để phân cực transistor. Trong trường hợp Transistor NPN, dòng điện chạy từ C về E, và trong Transistor PNP, dòng điện chạy từ E về C.

Ánh sáng đi vào vùng cực gốc của phototransistor tạo ra những cặp electron-lỗ trống. Sự tạo cặp electron-lỗ trống hầu hết xảy ra theo khuynh hướng ngược nhau. Hiểu đơn thuần là lớp nào nhiều electron thì đẩy bớt đi và ngược lại. Sự hoạt động của những electron dưới công dụng của điện trường gây ra dòng điện trong vùng cực gốc. Khi có dòng IB ­ thì làm Phototransistor thông và Open dòng IC. Hạn chế chính của phototransistor là chúng có cung ứng tần số thấp .

So sánh Photodiode Vs Phototransistor

Điốt quang ( Photodiode ) và Phototransistor ( Transistor quang ) đều quy đổi nguồn năng lượng ánh sáng thành nguồn năng lượng điện. Nhưng phototransistor hầu hết được ưu tiên hơn so với photodiode vì những ưu điểm sau của chúng

Mức tăng hiện tại trong phototransistor nhiều hơn phototransistor ngay cả khi cùng một lượng ánh sáng chiếu vào nó.Độ nhạy của phototransistor cao hơn photodiode.

• Transistor quang có thể được chuyển đổi thành Điốt quang bằng cách loại bỏ các cực phát của chúng.
• Mức tăng hiện tại trong phototransistor nhiều hơn phototransistor ngay cả khi cùng một lượng ánh sáng chiếu vào nó.

• Độ nhạy của phototransistor cao hơn photodiode.
• Transistor quang hoàn toàn có thể được quy đổi thành Điốt quang bằng cách vô hiệu những cực phát của chúng
• Thời gian phân phối của photodiode cao hơn nhiều so với phototransistor.
• Dòng điện đầu ra của diode quang tính bằng microampe và nó hoàn toàn có thể bật hoặc tắt tính bằng nano giây.
• Trong khi thời hạn phân phối của phototransistor tính bằng micro giây và nó cung ứng dòng điện tính bằng miliampe

Photodarlington – Người anh em của Phototransistor

Trong Photodarlington, hai Transistor được kết nối ngược trở lại thông qua cực gốc B được hiển thị trong hình bên dưới. Trong cách sắp xếp này, phototransistor tạo ra công suất cao hơn nhiều, tức là độ nhạy của chúng tăng lên. Transistor photodarlington có thời hạn chuyển mạch lớn, sử dụng cho những thiết nhu yếu độ đúng chuẩn cao .

Wow! Đã hết rồi sao, càng đọc càng thấy điện tử thật mê hoặc phải không những bạn. Hy vọng bài viết trên đã phân phối cho những bạn hiểu thêm một chút ít về Transistor quang là gì. Biết thêm về Phototransistor, Photodiode, Photodarlington này. Nếu những bạn có bất kể câu hỏi nào, đừng ngần ngại hãy để lại comment bên dưới nhé. mindovermetal – Chào thân ái !