Инфракрасные фотодиоды используемые в телевизорах (или каких либо других управляемых приборах) для приёма сигнала могут быть применены для множества других целей.
Повысив чувствительность фотодиода усилителем можно определять степень освещённости солнцем (или каким либо другим источником света в спектре которого присутствует инфракрасный свет). Для повышения чувствительности фотодиода можно применить простую схему доступную для сборки начинающему радиолюбителю.
Рассмотрим эту схему:
Рисунок 1 — Фотодатчик
Транзистор VT1 усиливает ток фотодиода VD1, транзистор VT2 усиливает ток транзистора VT1.
Всё просто! Фотодиод можно достать из фотоприемника из телевизора. Фотоприемник может выглядеть так:
Остальные детали несложно достать, транзисторы КТ315 широко использовались (и используются) в разной аппаратуре. Рассмотрим детали:
Катод у фотодиода располагается справа (если фотодиод лежит как на фотографии выше), на схеме (рисунок 1) катод соединён с коллекторами транзисторов VT1 и VT2 и соединён с резистором R1. Электродвигатель пригодиться для экспериментов с фотодатчиком. Для упрощения сборки на выводы транзисторов можно нацепить куски изолятора от проводов с разными цветами, например:
- зелёный — база,
- белый -коллектор,
- без изолятора — эмиттер.
- Далее рассмотрим сборку:
Чёрными линиями показано как соединять выводы. Моторчик служит для визуального определения работоспособности схемы (вместо него можно поставить другой подходящий прибор например миллиамперметр (это даже лучше)).
Рассмотрим собранный фотодатчик:
Такой датчик можно использовать для построения beam роботов, программируемых роботов, игрушек и много чего ещё. Рассмотрим схему с электродвигателем и батарейками:
Рисунок 2 — Схема с электродвигателем и батарейками
Электродвигатель для транзистора представляет активно-индуктивную нагрузку так как обмотки двигателя имеют индуктивность поэтому для защиты транзистора VT2 желательно поставить параллельно ему обратный диод и/или конденсатор параллельно двигателю, но схема работает и без этого.
Схема приведенная ниже иллюстрирует как данный фотодатчик можно использовать для включения освещения в темноте и включения электродвигателя при свете от солнца или какого либо другого источника инфракрасного излучения (пульт д. у., свеча, лампа и т. д. (тепло человеческого тела и другие подобно холодные предметы не подходят из за малой длинны волны)):
- Рисунок 3 — Схема включения светодиода в темноте и включения электродвигателя при свете
- Данный фотодатчик можно использовать в системах дистанционного управления с нестандартными протоколами передачи данных или для управления электромагнитными реле коммутирующими мощную нагрузку и много для чего ещё.
Источник: http://electe.blogspot.com/2012/02/blog-post_26.html
Изготовление транзистора своими руками
Эта статья заинтересует в первую очередь тех, кто любит и умеет мастерить. Конечно, можно купить различные готовые устройства и приборы, в том числе и изделия солнечной фотовольтаики в сборе или россыпью.
Но умельцам намного интереснее создать собственное устройство, не похожее на другие, но обладающее уникальными свойствами.
Например, из транзисторов своими руками может быть изготовлена солнечная батарея, на базе этой солнечной батареи могут быть собраны различные устройства, например, датчик освещенности или маломощное зарядное устройство.
Собираем солнечную батарею
В промышленных гелиевых модулях в качестве элемента, преобразующего солнечный свет в электричество, используется кремний. Естественно, этот материал прошел соответствующую обработку, которая превратила природный элемент в кристаллический полупроводник.
Этот кристалл нарезается на тончайшие пластины, которые затем служат основой для сборки больших солнечных модулей. Этот же материал используется и при изготовлении полупроводниковых приборов.
Поэтому, в принципе, из достаточного количества кремниевых транзисторов можно изготовить солнечную батарею.
Для изготовления гелиевой батареи лучше всего использовать старые мощные приборы, имеющие маркировку «П» или «КТ». Чем мощнее транзистор, тем большую площадь имеет кремниевый кристалл, а следовательно, тем большую площадь будет иметь фотоэлемент.
Желательно, чтобы они были рабочие, в противном случае их использование может стать проблематичным. Можно, конечно, попробовать использовать и неисправные транзисторы.
Но при этом каждый из них следует проверить на предмет отсутствия короткого замыкания на одном из двух переходов: эмиттер – база или коллектор – база.
От того, какова структура используемых транзисторов (р-n-р или n-р-n), зависит полярность создаваемой батареи. Например, KT819 имеет структуру n-р-n, поэтому для него положительным («+») выходом будет вывод базы, а отрицательными («-») – выводы эмиттера и коллектора.
А транзисторы типа П201, П416 имеют структуру р-n-р, поэтому для них отрицательным («-») выходом будет вывод базы, а положительными («+») — выводы эмиттера и коллектора.
Если взять в качестве фотопреобразователя отечественные П201 – П203, то при хорошем освещении можно получить на выходе ток до трех миллиампер при напряжении в 1.5 вольта.
Транзистор П202М
После того, как будет выбран тип и собрано достаточное количество транзисторов, к примеру, П201 или П416, можно приступать к изготовлению солнечной батареи. Для этого на расточном станке следует сточить фланцы транзисторов и удалить верхнюю часть корпуса.
Затем нужно провести рутинную, но необходимую операцию по проверке всех транзисторов на пригодность использования их в качестве фотоэлементов. Для этого следует воспользоваться цифровым мультиметром, установив его в режим миллиамперметра с диапазоном измерения до 20 миллиампер.
Соединяем «плюсовой» щуп с коллектором проверяемого транзистора, а «минусовой» — с базой.
Проверка транзистора
Если освещение достаточно хорошее, то мультиметр покажет значение тока в пределах от 0.15 до 0.3 миллиампер. Если значение тока окажется ниже минимального значения, то этот транзистор лучше не использовать. После проверки тока следует проверить напряжение.
Не снимая щупов с выводов, мультиметр следует переключить на измерение напряжения в диапазоне до одного вольта. При этом же освещении прибор должен показать напряжение, равное примерно 0.3 вольта.
Если показатели тока и напряжения соответствуют приведенным значениям, то транзистор годен для использования в качестве фотоэлемента в составе солнечной батареи.
Схема соединений транзисторов в солнечную батарею
Если есть возможность, то можно попробовать выбрать транзисторы с максимальными показателями. У некоторых транзисторов в плане расположения выводов для монтажа батареи может оказаться более удобным переход база – эмиттер. Тогда свободным остается вывод коллектора.
И последнее замечание, которое нужно иметь в виду при изготовлении гелиевой батареи из транзисторов. При сборке батареи следует позаботиться об отводе тепла, так как при нагревании кристалл полупроводника, начиная примерно с температуры +25°С, на каждом последующем градусе теряет около 0.
5% от начального напряжения.
Транзисторы П203Э с радиаторами охлаждения
В летний солнечный день кристалл кремния может нагреваться до температуры +80°С. При такой высокой температуре каждый элемент, входящий в состав гелиевой батареи, может терять в среднем до 0.085 вольта. Таким образом, коэффициент полезного действия такой самодельной батареи будет заметно снижаться. Именно для того, чтобы минимизировать потери, и нужен теплоотвод.
Обычный транзистор как элемент солнечной фотовольтаики
Кроме того, что обычный транзистор достаточно просто можно превратить в фотоэлектрический преобразователь, при небольшой фантазии его можно использовать и в других полезных схемах, используя фотоэлектрические свойства полупроводника. И область применения этих свойств может быть самая неожиданная.
Причем применять модифицированный транзистор можно в двух вариантах – в режиме солнечной батареи и в режиме фототранзистора.
В режиме солнечной батареи с двух выводов (база – коллектор или база – эмиттер) без каких-либо модификаций снимается электрический сигнал, вырабатываемый полупроводником при освещении его.
Фототранзистор представляет собой полупроводниковое устройство, реагирующее на световой поток и работающее во всех диапазонах спектра.
Этот прибор преобразовывает излучение в электрический сигнал постоянного тока, одновременно усиливая его. Ток коллектора фототранзистора находится в зависимости от мощности излучения.
Чем интенсивнее освещается область базы фототранзистора, тем больше становится ток коллектора.
Из обычного транзистора можно сделать не только фотоэлемент, преобразующий световую энергию в энергию электрическую. Обычный транзистор можно легко превратить в фототранзистор и использовать в дальнейшем уже его новые функциональные возможности. Для такой модификации подходят практически любые транзисторы. Например, серии MП.
Если повернуть транзистор выводами кверху, то мы увидим, что вывод базы припаян непосредственно к корпусу транзистора, а выводы эмиттера и коллектора изолированы и заведены вовнутрь. Электроды транзистора расположены треугольником.
Если повернуть транзистор так, чтобы вершина этого треугольника – база – была повернута к вам, то коллектор окажется слева, а эмиттер – справа.
Корпус транзистора, сточенный со стороны эмиттера
Теперь надфилем следует аккуратно сточить корпус транзистора со стороны эмиттера до получения сквозного отверстия. Фототранзистор готов к работе. Как и фотоэлемент из транзистора, так и самодельный фототранзистор может быть использован в различных схемах, реагирующих на свет. Например, в датчиках освещенности, которые управляют включением и выключением, например, внешнего освещения.
Схема простейшего датчика освещения
И те, и другие транзисторы могут быть использованы в схемах слежения за положением солнца для управления поворотом солнечных батарей. Слабый сигнал с этих транзисторов достаточно просто усиливается, например, составным транзистором Дарлингтона, который, в свою очередь, уже может управлять силовыми реле.
Примеров использования таких самоделок можно привести великое множество. Сфера их применения ограничивается только фантазией и опытом человека, взявшегося за такую работу. Мигающие елочные гирлянды, регуляторы освещенности в комнате, управление освещением дачного участка… Все это можно сделать своими руками.
Источник: http://solarb.ru/izgotovlenie-tranzistora-svoimi-rukami
Фототранзистор: принцип работы, как проверить
Фоточувствительные приборы используются в разных отраслях электроники и радиотехники. Все больше сейчас применяется фототранзистор, у которого более простой принцип работы, нежели у фотодиодов.
Что это такое и где применяется
Фототранзистор – это полупроводниковый прибор оптоволоконного типа, который используется для управления электрическим током при помощи определенного оптического излучения.
Эти устройства разработаны на базе обычного транзистора. Их современными аналогами являются фотодиоды, но фототранзисторы лучше подходят для многих современных радио и электронных приборов.
По принципу действия, они напоминают также фоторезисторы.
Фото — фототранзистор
В отличие от фотодиодов, у этих полупроводников более высокая чувствительность.
Где используется фототранзистор:
- Охранные системы (в основном, используются ИК-фототранзисторы);
- Кодеры;
- Компьютерные логические системы управления;
- Фотореле;
- Автоматическое управление освещения (здесь также используется инфракрасный фото-полупроводник);
- Датчики уровня и системы подсчета данных.
Нужно отметить, что из-за диапазона Вольт гораздо чаще в подобных системах используются фотодиоды, но фототранзисторы имеют несколько существенных преимуществ:
- Могут производить больший ток, чем фотодиоды;
- Эти радиодетали сравнительно очень дешевые;
- Могут обеспечить мгновенный высокий ток на выходе;
- Главным достоинством приборов является то, что они могут обеспечить высокое напряжение, чего, к примеру, не сделают фоторезисторы.
При этом данный аналог светодиода имеет существенные недостатки, что делает фототранзистор довольно узкоспециализированной деталью:
- Многие полупроводниковые устройства выполнены из силикона, они не способны обрабатывать напряжение свыше 1000 вольт.
- Данные радиодетали очень чувствительны к перепадам напряжения в локальной электрической сети. Если диод не перегорит от скачка напряжения, то транзистор, скорее всего, не выдержит испытания;
- Фототранзистор не подходит для использования в лампах из-за того, что не позволяет быстро двигаться направленным заряженным частицам.
Принцип работы
Фототранзистор работает так же, как и транзистор, где ток направляется к коллектору, ключевым отличием является то, что в данном приборе, электроток контролируется только двумя активными контактами.
Фото — простой фототранзистор
В простой схеме, при условии, что ничего не подключено к фототранзистору, базовый ток регулируется при помощи определенного оптического излучения, которое определяет коллектор. Электроток попадает на полупроводник только после резистора.
Таким образом, напряжение на приборе будет двигаться от высокого к низкому, в зависимости от уровня оптического излучения. Для усиления сигнала можно подключить устройство к специальному оборудованию. Выход фототранзистора зависит от длины волны падающего света. Этот полупроводник реагирует на свет в широком диапазоне волн в зависимости от спектра работы.
Выход фототранзистора определяется площадью открытой переходной коллектор-базы и постоянного тока усиления транзистора.
Фототранзистор бывает разного типа действия, про это говорят основные схемы включения устройства. Виды прибора:
- Оптический изолятор (напоминает по принципу трансформатор, у которого входы заблокированы при помощи электрических контактов);
- Фотореле;
- Датчики. Применяются в охранных системах. Это активные приборы, излучающие свет. При формировании и выделении определенного импульса, полупроводниковый прибор сразу же рассчитывает силу его возвращения. Если сигнал не вернулся или вернулся с другой частотой, то срабатывает сигнализация (как в охранных системах ИК).
Маркировки и основные параметры
Фототранзисторы, которые управляются внешними факторами, имеют обозначение аналогичное обычным транзисторам. На рисунке ниже Вы можете видеть, как такой датчик схематически показывается на чертеже.
Фото — обозначение транзисторов
При этом VT1, VT2 – это фототранзисторы и база, а VT3 – без базы (например, из мышки). Обратите внимание, цоколевка показана также, как у обычных транзисторов.
Вместе с прочими приборами полупроводникового типа (n-p-n), использующимися для трансформации излучения, эти устройства являются оптронами. Соответственно, их можно изобразить как светодиод в корпусе либо как оптроны (с двумя стрелками, находящимися под углом 90 градусов к базе коллектора). Усилитель на большинстве таких схем обозначается так же, как и база коллектора.
Основные характеристики фототранзисторов LTR 4206E, ФТ 1К и ИК-SFH 305-2/3:
| Название | Ток коллектора, mA | Ток фотоэлемента, mA | Напряжение, V | Область использования | Длина волны, nm |
| LTR 4206E | 100 | 4,8 | 30 | Радиоэлектронные схемы. | 940 |
| ФТ 1К | 100 | 0,4 | 30 | Логические системы управления, сигнализация и т. д. | 940 |
| ИК-SFH 305-2/3 (Osram) | 50 | 0.25 – 0.8 | 32 | Охранные системы, роботы, датчики препятствия Arduino (Ардуино) на фототранзисторе. | 850 |
При этом светосинхронизатор ФТ 1 выполнен из кремния, что дает ему явное преимущество – долговечность и устойчивость к перепадам напряжения. ВАХ представляют собой формулу:
Фото — формула ВАХ
Расчет производится так же, как и у биполярных транзисторов.
В зависимости от потребностей, Вы можете купить фототранзистор SMD PT12-21, КТФ-102А или LTR 4206E (перед тем, как взять деталь, нужно проверить её работоспособность). Цена от 3 рублей до нескольких сотен.
Видео: как проверить работу фототранзистора
Пример использования
Если Вы хотите своими руками сделать устройство, для которого необходим фототранзистор, можно разработать простую интеллектуальную систему. Робот по этой схеме будет реагировать на свет, в зависимости от настройки, он будет от него убегать или наоборот, выходить на источник освещения.
Чтобы самому сделать робота, необходимо приготовить:
- Микросхему L293D;
- Небольшой моторчик, можно взять даже от детской игрушки;
- Любые отечественные фототранзисторы и полевые резисторы с сопротивлением на менее 200 Ом;
- Кабеля для соединения и корпус, где будет расположен механизм.
Схема робота
Как видно по схеме, фототранзистор здесь – это своеобразный микроконтроллер, как ATMEGA, который определяет источник света, даже его подключение аналогично.
Вы можете при использовании паяльника сделать простой механизм, который будет следовать даже за тенью. Подобные импортные приборы выпускает компания BEAM, но, естественно, там более мощная оптопара.
Для работы устройства Вам нужно только правильно подключить фототранзистор к схеме и питанию.
На обозначении есть пункты GDR и VCC. Первое – это заземление, второе – питание. Обратите внимание, рядом с питанием стоит значок 5В – это значит, что батарея должна быть минимум на 5 вольт.
Принцип действия такого робота прост: когда свет попадает на фототранзистор, на микросхеме происходит включение мотора. Это реализуется, потому что приемник подал положительный сигнал. Заводится самодельный мотор и прибор начинает двигаться.
Использование резистора в этой схеме необходимо для регулировки электрического тока. Также от сопротивления резистора зависит долговечность оптической детали, если он перегреется – то фототранзистору потребуется замена.
Для работы очень важно подключить все провода также, как и на схеме. Выключатель к роботу можно приделать от обычной шариковой ручки, он будет разрывать связь между микросхемой и фототранзистором.
Проверка робота производится путем исследования его реакции на свет и тень.
Источник: https://www.asutpp.ru/fototranzistor.html
Параметры транзисторов МП26 — МП42 | Мастер Винтик. Всё своими руками!
| Тип прибора |
Структура | Pк max [ мВт ] |
fгр, f*h216 [ МГц ] |
Uкбо max [ В ] |
Uэбо max [ В ] |
| МП26 МП26А МП26Б |
|
|
|
|
|
| МП35 | n-p-n | 150 | ≥0.5* | 15 | — |
продолжение таблицы
| Тип прибора |
|
Iкбо [мкА ] |
h21э |
Cк [ пФ ] |
| МП26 МП26А МП26Б |
|
|
13…25 (35В;1.5мА) 20…50 (35В;1.5мА) 30…80 (35В;1.5мА) |
|
| МП35 | 20 (150*) | 30 (5В) | 13…125 (5В;1мА) | — |
продолжение таблицы
| Тип прибора |
rКЭнас [ Ом ] |
Kш [ дБ ] r*6 [ Ом ] |
|
примечание |
| МП26 МП26А МП26Б |
≤2.2 ≤2.2 ≤1.8 |
— — — |
≤1500*** ≤1500*** ≤1500*** |
|
| МП35 | — | ≤220* | — |
Параметры транзисторов МП36, МП37
|
Тип прибора |
Структура | Pк max [ мВт ] |
fгр, f*h216 [ МГц ] |
Uкбо max [ В ] |
Uэбо max [ В ] |
| МП36А | n-p-n | 150 | ≥1* | 15 | — |
| МП37А МП37Б |
n-p-n n-p-n |
150 150 |
≥1* ≥1* |
30 30 |
— — |
продолжение таблицы
|
Тип прибора |
|
Iкбо [мкА ] |
h21э |
|
| МП36А | 20 (150*) | ≤30 (5В) | 13…45 (5В;1мА) | — |
| МП37А МП37Б |
20 (150*) 20 (150*) |
≤30 (5В) ≤30 (5В) |
15…30 (5В;1мА) 25…50 (5В;1мА) |
— — |
продолжение таблицы
|
Тип прибора |
rКЭнас[ Ом ] r*БЭ нас [ Ом ] K**у. р. [ дБ ] |
Kш [ дБ ] r*6 [ Ом ] |
τк [ пс ] | примечание |
| МП36А | — | ≤10 (1кГц) | — | |
| МП37А МП37Б |
— — |
≤220* ≤220* |
— — |
Параметры транзисторов
МП38, МП39, МП40
|
Тип прибора |
Структура | Pк maх [ мВт ] |
fгр, f*h216 [ МГц ] |
Uкбо max U*КЭR max [ В ] |
Uэбо max [ В ] |
| МП38 МП38А |
n-p-n n-p-n |
150 150 |
≥2* ≥2* |
15 15 |
— — |
| МП39 МП39Б |
p-n-p p-n-p |
150 150 |
≥0.5* ≥0.5* |
15* (10к) 15* (10к) |
5 5 |
| МП40 МП40А |
p-n-p p-n-p |
150 150 |
≥1* ≥1* |
15* (10к) 30* (10к) |
5 5 |
продолжение таблицы
|
Тип прибора |
|
Iкбо [мкА ] |
h21э |
Cк [ пФ ] |
| МП38 МП38А |
20 (150*) 20 (150*) |
≤30 (5В) ≤30 (5В) |
25…55 (5В;1мА) 45…100 (5В;1мА) |
— — |
| МП39 МП39Б |
20 (150*) 20 (150*) |
≤15 (5В) ≤15 (5В) |
≥12 (5В;1мА) 20…60 (5В;1мА) |
≤50 (5В) ≤50 (5В) |
| МП40 МП40А |
20 (150*) 20 (150*) |
≤15 (5В) ≤15 (5В) |
20…40 (5В;1мА) 20…40 (5В;1мА) |
≤50 (5В) ≤50 (5В) |
продолжение таблицы
|
Тип прибора |
rКЭнас[ Ом ] |
Kш [ дБ ] r*6 [ Ом ] |
τк [ пс ] | примечание |
| МП38 МП38А |
— | ≤220* ≤220* |
— | |
| МП39 МП39Б |
— | -≤12 (1кГц) | — | |
| МП40 МП40А |
— | — | — |
Параметры транзисторов МП41,МП42
| Тип прибора |
Структура | Pк max [ мВт ] |
fгр, f*h216 [ МГц ] |
Uкбо max U*КЭR max [ В ] |
Uэбо max [ В ] |
| МП41 МП41А |
p-n-p p-n-p |
150 150 |
≥1* ≥1* |
15* (10к) 15* (10к) |
5 5 |
| МП42 МП42А МП42Б |
|
|
|
|
|
продолжение таблицы
| Тип прибора |
|
Iкбо [мкА ] |
h21э, h*21э |
|
| МП41 МП41А |
20 (150*) 20 (150*) |
≤15 (5В) ≤15 (5В) |
30…60 (5В;1мА) 50…100 (5В;1мА) |
≤50 (5В) ≤50 (5В) |
| МП42 МП42А МП42Б |
|
|
20…35* (1В;10мА) 30…50* (1В;10мА) 458…100* (1В;10мА) |
|
продолжение таблицы
| Тип прибора |
rКЭнас[ Ом ] | Kш [ дБ ] |
|
примечание |
| МП41 МП41А |
— — |
— — |
— — |
|
| МП42 МП42А МП42Б |
≤20 ≤20 ≤20 |
— — — |
≤2000*** ≤1500*** ≤1000*** |
Цоколёвка и размеры транзисторов
МП26 — МП42
- Таблица перевода SWG, AWG, BWG, inches в mm
- Схемы включения операционных усилителей
Для преобразования показаний в более привычными для нас миллиметры можно использовать таблицы, ниже:
Подробнее…
Типы и схемы включения операционных усилителей. Всё про обратную связь усилителей
Операционные усилители часто используются для выполнения различных операций: суммирования сигналов, дифференцирования, интегрирования, инвертирования и т. д. А также операционные усилители были разработаны как усовершенствованные
балансные схемы усиления.Подробнее…
Команды на вход в сервисное меню телевизора
Ниже перечислены сведения для квалифицированных мастеров! Перед изменением параметров рекомендуем записать текущие данные для возможного возврата в исходное состояние. В любом случае, авторы статьи за выход из строя телевизора из за ошибочных действий в сервисном меню ответственности не несут.
Подробнее…
Популярность: 16 010 просм.
Источник: http://www.MasterVintik.ru/parametry-tranzistorov-mp26-mp42/
Фототранзистор. Принцип работы и схема включения
Фототранзистор представляет собой твердотельное полупроводниковое устройство с внутренним усилением, которое используются для обеспечения аналоговых или цифровых сигналов.
Фототранзисторы используются практически во всех электронных устройствах, функционирование которых, так или иначе, зависит от света, например, детекторы дыма, лазерные радары, системы дистанционного управления.
Фототранзисторы способны реагировать не только на обычное освещение, но и на инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Фототранзисторы более чувствительные и создают больший ток по сравнению с фотодиодами.
Конструкция фототранзистора
Как известно, самым распространенным видом транзистора является биполярный транзистор. Фототранзисторы, как правило, биполярные устройства NPN типа.
Несмотря на то, что и обычные биполярные транзисторы достаточно чувствительные к свету, фототранзисторы дополнительно оптимизированы для более четкой работы с источником света. Они имеют большую зону базы и коллектора по сравнению с обычными транзисторами. Как правило, они имеют непрозрачный темный корпус с прозрачным окошком для света.
Большинство фототранзисторов производят из полупроводникового монокристалла (кремний, германий), хотя встречаются фототранзисторы, построенные и на основе сложных типов полупроводниковых материалов, например, арсенид галлия.
Принцип работы фототранзистора
Обычный транзистор состоит из коллектора, эмиттера и базы. В работе фототранзистора, как правило, вывод базы остается отключенным, так как свет генерирует электрический сигнал, позволяющий току протекать через фототранзистор.
При отключенной базе, коллекторный переход фототранзистора смещен в обратном, а эмиттерный переход — в прямом направлении. Фототранзистор остается неактивным до тех пор, пока свет не попадает на базу. Свет активирует фототранзистор, образуя электроны и дырки проводимости — носители заряда, в результате чего через коллектор — эмиттер протекает электрический ток.
Усиление фототранзистора
Диапазон работы фототранзистора напрямую зависит от интенсивности его освещения, поскольку от этого зависит положительный потенциал базы.
Базовый ток от падающих фотонов усиливается с коэффициентом усиления транзистора, который варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч единиц. Следует отметить, что фототранзистор с коэффициентом усиления от 50 до 100 более чувствителен, чем фотодиод.
Дополнительное усиление сигнала может быть обеспечено с помощью фототранзистора Дарлингтона. Фототранзистор Дарлингтона представляет собой фототранзистор, выход которого (эмиттер) соединен с базой второго биполярного транзистора. Схематическое изображение фототранзистора Дарлингтона:
Это позволяет обеспечить высокую чувствительность при низких уровнях освещения, так как это дает фактическое усиление равное усилению двумя транзисторами. Два каскада усиления может образовать коэффициент усиления до 100 000 . Однако необходимо учесть, что фототранзистор Дарлингтона имеет более медленную реакцию, чем обычный фототранзистор.
Основные схемы включения фототранзистора
Схема усилителя с общим эмиттером
В данном случае формируется выходной сигнал, который переходит из высокого состояния в низкое в момент освещения фототранзистора.
Данная схема получается путем подключения резистора между источником питания и коллектором фототранзистора. Выходное напряжение снимается с коллектора.
Схема усилителя с общим коллектором
Усилитель с общим коллектором формирует выходной сигнал, который при освещении фототранзистора, переходит из низкого состояния в высокое состояние.
Схема создается путем подключения резистора между эмиттером и минусом источника питания (земля). Выходной сигнал снимается с эмиттера.
В обоих случаях фототранзистор может быть использован в двух режимах, в активном режиме и в режиме переключения.
- Работа в активном режиме означает, что фототранзистор генерирует выходной сигнал пропорциональный степени его освещенности. Когда количество света превышает определенный уровень, фототранзистор насыщается, и выходной сигнал уже не будет увеличиваться, даже при дальнейшем увеличении освещения. Этот режим работы фототранзистора полезен в устройствах, где необходимо различить для сравнения два порога освещенности.
- Работа в режиме переключения означает, что фототранзистор в ответ на его освещение будет либо «выключен» (отсечка), либо включен (насыщенные). Этот режим полезен, когда необходимо получить цифровой выходной сигнал.
Изменяя сопротивление резистора нагрузки в цепи усилителя, можно выбрать один из двух режимов работы. Необходимое значение резистора может быть определено с помощью следующих уравнений:
- Активный режим: Vcc> R х I
- Переключатель режима: Vcc
Источник: http://www.joyta.ru/7452-fototranzistor-princip-raboty-i-sxema-vklyucheniya/
Уличное фотореле
Данная схема фотореле предназначена для автоматического включения фонаря уличного освещения в тёмное время суток. Схема собрана из широкодоступных радиодеталей, которые найдутся у каждого радиолюбителя.
Схема фотореле для улицы
Микросхема DA1 операционный усилитель КР544УД1Б, в этой схеме используется в качестве компаратора. Пока напряжение на не инвертирующем входе 3 микросхемы DA1 выше, чем на инвертирующем входе 2, на выходе 6 этой микросхема устанавливается высокий уровень. Напряжение на входе 2 DA1 задаётся делителем напряжения на резисторах R2 и R3, и составляет около 5 Вольт. А на входе 3 DA1 напряжение зависит от номинала резистора R1 и состояния фототранзистора VT1. В темное время суток освещенность фототранзистора VT1 низкая, он закрыт и его сопротивление велико. Следовательно, напряжение напряжение на входе 3 DA1 чуть меньше напряжения питания устройства. Поэтому на выходе 6 DA1 устанавливается высокий уровень напряжения, который через резистор R4 поступает на базу транзистора VT2 и открывает его. Реле К1 срабатывает, и его контакты включают лампу HL1 фонаря уличного освещения. В течении дня, когда освещенность фототранзистора VT1 относительно велика, он открыт и напряжение на входе 3 DA1 ниже чем на входе 2 DA1. Следовательно, на выходе 6 DA1 напряжение близко к нулю, транзистор VT2 закрыт, контакты реле разомкнуты, и лампа HL1 фонаря отключена.
Детали фотореле
В качестве фототранзистора VT1 в этой схеме используется обычный транзистор МП26Б, у которого напильником сточена верхняя крышка.
Его можно заменить на транзисторы: МП25, МП26, МП40, МП41, МП42 с любым буквенным индексом. Вместо самодельного фототранзистора можно использовать фоторезистор ( ФСК-1, ФСК-6, ФСД-1г и др.
), необходимо будет только подобрать номинал резистора R1 в зависимости от типа установленного фоторезистора.
В качестве микросхемы DA1 можно использовать КР544УД1 с любым буквенным индексом, а так же КР140УД608, КР140УД708. Транзистор VT2 — КТ815, КТ817 с любой буквой. Конденсатор С1 — любой керамический, а С2 — К50-35 или аналогичный импортный. Реле К1 типа РП-21 можно заменить аналогичным импортным HLS-4453.
Возможно использование и других 12 Вольтовых реле, контакты которых выдержат мощность подключаемой нагрузки. Источник питание может быть стабилизированным так и не стабилизированным, поскольку схема малочувствительна к колебаниям питающего напряжения.
Расположение деталей на печатной плате и чертёж её токоведущих дорожек представлены на рисунках выше, а фото распаянной печатной платы далее.
Установка порога срабатывания фотореле, в зависимости от уровня освещенности производится изменением номинала резистора R1. Схему предложил YRIT.
Схемы автоматики
Источник: https://elwo.ru/publ/skhemy_avtomatiki/ulichnoe_fotorele/28-1-0-787
Фотореле на транзисторах
Фоторезисторы – полупроводниковые резисторы, сопротивление которых изменяется под воздействием электромагнитного излучения оптического диапазона.
Светочувствительный элемент у таких приборов представляет собой прямоугольную или круглую таблетку спрессованную из полупроводникового материала, или тонкий слой полупроводника, нанесённого на стеклянную пластинку — подложку.
Полупроводниковый слой с обеих сторон имеет выводы для подключения фоторезистора в схему. На принципиальных схемах фоторезистор обозначается знаком резистора в кружке с боковыми стрелками.
Электропроводность фоторезистора зависит от освещенности.
Чем ярче освещение прибора, тем меньше сопротивление фоторезистора и больше ток цепи.
Данные приборы используются в схемах автоматического регулирования.
Фотодиоды являются разновидностью полупроводниковых диодов. Пока фотоэлемент не освежён, запирающий слой препятствует взаимному обмену электронов и дырок между слоями полупроводника. При облучении свет проникает в слой «р» и выбивает из него электроны.
Освободившиеся электроны проходят в слой «n» и там нейтрализуют дырки. Между выводами фотодиода возникает разность потенциалов, которая может быть усилена электронной схемой для включения устройств автоматики и телемеханики.
Из фотодиодов собираются батареи питания в быту и на космических кораблях.
Фототранзисторы — фотоэлементы, основой которого служат транзисторы. В данном фотореле освещения применён фототранзистор прямой проводимости. Для поступления светового потока на полупроводниковый кристалл крышка транзистора удаляется простым снятием кусачками.
Фотореле на рисунке выше служит для автоматического отключения или включения исполнительных устройств при изменении освещения.
Резистор R1,R2 и фототранзистор VT1 представляют делитель напряжения на базе транзистора VT2. При освещении фототранзистора VT1 напряжение на базе транзистора VT2 понижается, транзистор VT2 закрывается, а VT3 открывается.
Реле К1 срабатывает от прохождения тока и размыкает контакты К 1-2, питание нагрузки прекращается. Диод VD2 защищает транзистор VT3 от импульсных помех, которые возникают при переключениях тока в обмотке реле К1.
Контакты реле могут использоваться для переключений исполнительных устройств автоматики и телемеханики.
Резистором R1 устанавливается порог чувствительности, а R4 порог освещённости.
Светодиод HL1 индицирует включение питания и режим срабатывания реле К1. Конденсатор С1 устраняет срабатывание реле при наличии помех. Питание схемы реле стабилизировано аналоговой микросхемой DA1. Конденсаторы С2,С3 входят в сглаживающий фильтр. Диодный мост VD1 выбран на ток до 1 ампера и напряжение 50-100 Вольт.
Устройство снабжено выключателем электросети S1 и предохранителем F1.
Конструкция фототранзистора VT1 простая: удаляется «шапка» транзистора кусачками, транзистор приклеивается к гайке М.8,а гайка с транзистором к кусочку стекла и крепится на прибор.
| № | Наименование | Тип | Замена | Количество | Примечание |
| VТ1 | Фототранзистор | МП42Б | МП41Б | 1 | по рисунку |
| VT2 | Транзистор | МП42Б | МП41Б | 1 | PNP-тип |
| VT3 | Транзистор | МП25Б | МП21Б | 1 | PNP-тип |
| R1, R4 | Резисторы | СП-3 | СПО | 2 | Переменные тип-А |
| С1-С3 | Конденсаторы | К50-3Б | ЭМ | 3 | Элекролиты |
| К1 | Реле | РЭС-10 | 1 | 9-12 Вольт | |
| VD1-VD2 | Диоды | 1N4005 | 1N4007 | ||
| VD3 | Диод | КД512Б | КД106 | 1 | |
| DA1 | Стабилизатор | 7812 | 78L12 | 1 |
Правильно собранное устройство должно работать сразу. При верхнем положении движка резистора R1 и среднем положении резистора R4,при подаче освещения на фототранзистор VT1 реле К1 должно срабатывать. Предварительно реле проверить прямым включением питания 12 вольт. Резистором R1 «подогнать» чувствительность фотореле при заданном освещении R4.
Список радиоэлементов
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
Коновалов В. Опубликована: 2012 г. 0 Вознаградить Я собрал 0 0
x
- Техническая грамотность
- Актуальность материала
- Изложение материала
- Полезность устройства
- Повторяемость устройства
- Орфография
Источник: https://cxem.net/house/1-287.php
Фототранзистор из простого транзистора
или
Как изготовить фототранзистор самостоятельно
категория Практическая электроника материалы в категории
Во многих радиолюбительских конструкциях встречается такой элемент как фототранзистор. Он нужен в основном в оптических устройства: в тех где какое-то устройство должно реагировать на свет (фототир, например…).
Фототранзистор, конечно, можно и купить, но можно сделать его и самостоятельно из обыкновенного транзистора.
Известно что p-n переход реагирует на внешние факторы- температуру и освещение.Именно это свойство и послужило основанием для создания таких радиоэлементов как терморезисторы, фоторезисторы (они хоть и имеют название резисторы, но в их основе содержится полупроводник), фотодиоды и фототранзисторы.
Весь смысл фототранзистора заключается в том что при внешнем освещении у него начинает открываться переход Коллектор-Эмиттер и поэтому фототранзисторы изготавливаются в прозрачном корпусе.Обыкновенные-же транзисторы имеют, напротив, закрытый корпус чтобы избежать этого фотоэффекта. Но ведь его можно и спилить…!
Лучше всего для этих целей подходят транзисторы выполненные в металлическом корпусе. Из отечественных «малогабаритных» это КТ342, КТ3102. Из супер- древних это серия МП (МП25, МП35, МП40 и так далее).
Итак, изготавливаем фототранзистор из простого транзистора
Берем любой подходящий в металлическом корпусе( например КТ342) и спиливаем с него верхушку. При этом нужно быть по-аккуратнее чтобы не повредить сам кристалл.
Подключаемся мультиметром к выводам Коллектор и Эммитер в режиме измерения сопротивления и видим что этот переход стал проводить ток:
В освещенном виде этот переход имеет сопротивление 3,29 кОм,а если его закрыть бумажкой то сопротивление поднимается до 373 кОм. Все работает!
Теперь нужно принять меры чтобы защитить кристалл от пыли. Для этого можно залить его эпоксидной смолою или канифолью (кстати это даже еще и увеличит фотоэффект так как в результате мы получим своеобразную линзу).
Примечания Полистав различную литературу и пробежавшись по форумам я выяснил что лучшие результаты при самостоятельном изготовлении фототранзистора дают отечественные маломощные кремниевые, причем желательно чтобы коэффициент усиления у них был по-больше.
Источник: http://radio-uchebnik.ru/txt/9-prakticheskaya-elektronika/101-fototranzistor-svoimi-rukami
Загрузка...
