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什么是光电晶体管? 光电晶体管的构造、种类及应用
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2022.07.14 安徽

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光电晶体管的概念早已为人所知,但光电晶体管的概念最早是由威廉·肖克利 (William Shockley) 在发现普通双极晶体管后于 1951 年提出的。两年后,光电晶体管展出。光电晶体管随后被用于各种应用中,并且这一趋势日益发展。
光电晶体管用于各种电子电路。以低廉的价格从电子元件经销商处获得广泛好评。诸如光电晶体管之类的半导体器件用于检测光水平。并根据接收到的光的水平改变发射极和集电极端子之间的电流流动。
光电晶体管是一种电子开关和电流放大元件,它依赖于曝光来操作。当光落在一个结点时,一个与亮度成正比的反向电流流动。光电晶体管广泛用于检测光脉冲并将其转换为数字电信号。
这是通过光而不是电流来完成的。由于这具有巨大的优势并且由于其低成本,光电晶体管被用于许多应用中。
光电晶体管能够将光能转换为电能。光电晶体管的作用方式与通常称为 LDR 的光敏电阻相同,即光敏电阻。此外,这能够产生电流和电压。而光敏电阻能够由于电阻的变化而产生电流。
光电晶体管是一种基极开路的晶体管。将电流发送到基极的地方会从强光中激活光子晶体管。这是因为光电晶体管是由双极半导体构成的。它专注于通过它的能量。
它由光粒子激活,几乎用于所有类型的电子设备。这在某种程度上取决于光。所有硅胶光电传感器都对整个可见辐射范围和红外线作出响应。事实上,所有的二极管、达林顿、晶体管、TRIAC等都具有相同的基本辐射频率响应。
光电晶体管的设计特别适用于照片应用。与简单的普通晶体管相比,光电晶体管具有更大的基极和集电极宽度,并使用扩散或离子注入制成。
光电晶体管的结构:
光电晶体管只不过是普通的双极晶体管。光电晶体管的结构类似于普通晶体管。在古代,天竺葵和硅以特殊的比例用于制造。在集电极 - 基极结的表面上制作一个小孔,以将透镜放入其中。镜头将光线聚焦在表面上。
如今,晶体管由高光效材料制成,例如镓和砷化物。在这种情况下,电流表 - 基极结保持正向偏置,而集电极 - 基极结处于相反偏置。
当没有任何类型的光落在晶体管表面时,晶体管上会感应出一个小的反向饱和电流。少数少数电荷载流子会引起反向饱和电流。当光能落在集电极-基极结处时,会产生大部分电荷导体。它将电流添加到反向饱和电流。下图显示了电流随光强度增加的强度。
光电晶体管广泛用于电子设备中。感烟探测器、CD播放器、红外线接收器、激光等感应灯光。
光电晶体管的类型:
光电晶体管的分类如下:
型号光电晶体管的类型
1。BJT光电晶体管
2。场效应管光电晶体管
BJT光电晶体管:
由于缺少光,BJT 光电晶体管允许集电极的泄漏以及 100 NA 发射极的泄漏,否则会很低。一旦这个晶体管与光束接触,它就会产生高达 50 mA 的电流。这将它与不允许更多电流的光电二极管分开。
场效应管光电晶体管:
这种类型的晶体管有两个端子。它通过其集电极和发射极从内部连接。否则,FET 内部的源极和漏极。晶体管的基极端子响应光并控制端子之间流动的电流。
光电晶体管电路:
光电晶体管的功能类似于普通晶体管的功能。在基极电流乘以向集电极提供电流的情况下,除了在光电晶体管中,基极电流由可见光或红外光的量控制。这个晶体管只需要两个引脚。
如上图所示,在一个简单的电路中没有任何东西连接到 Vout。受光量控制的基极电流决定了集电极电流。电流通过电阻。因此,Vout 处的电压会根据光量加速和降低。我们可以连接到运算放大器或直接连接到微控制器的输入以加速信号。
光电晶体管输出的发生取决于光的波长。这些设备对很宽波长范围内的光做出响应,从近紫外和光谱的最近红外部分可见。对于给定光源的照度级,光电晶体管的输出由开路集电极-基极结的面积和晶体管的直流电流增益定义。
光电晶体管有多种配置,如光隔离器、光开关、反向传感器等。光隔离器就像一个变压器。其中输出与输入电隔离。当物体进入光开关的间隙并阻挡发射器和检测器之间的光路时,物体就会被检测到。逆向传感器产生光并检测物体的存在,然后从要感知的物体中寻找其反射。
光电二极管和光电晶体管的区别:
光电二极管和光电晶体管的主要区别如下:
光电二极管光电晶体管
这个不太敏感这个比较敏感
光电二极管的输出反应很快。光电晶体管的输出响应很慢
这只会产生电流它同时产生电压和电流
它对入射光更敏感它对入射光的反应较小
光电二极管具有低暗电流光电晶体管具有高暗电流
在此,两种偏差都用作正向和反向仅使用前向偏置
光电二极管的线性响应范围非常宽光电晶体管的线性响应范围非常低
与光电晶体管相比,光电二极管允许更低的电流与光电二极管相比,光电晶体管允许更高的电流
光电二极管用于使用较少能量的电池供电设备光电晶体管用作固态开关,而不是光电二极管。
这用于检测紫外线或红外线并测量太阳能生产中的光。它用于光盘播放器、激光、烟雾探测器、不可见光接收器等。
光电晶体管的特性:
光电晶体管的特性如下:
响应时间适中。
提供从 100 到 1500 的福利。
低成本的可见光和近红外光检测。
电特性类似于信号晶体管的电特性。
提供大型封装,包括环氧树脂涂层、转移成型和表面贴装技术。
光电晶体管的优点:
光电晶体管的一些重要优点如下:
光电晶体管比光电二极管产生更多的电流。
光电晶体管速度非常快,能够提供几乎即时的输出。
光电晶体管产生电压 感光器不能产生电压。
光电晶体管相对便宜、简单且足够小,可以将它们中的许多安装在集成计算机芯片上。
光电晶体管的缺点:
光电晶体管的缺点如下:
由硅制成的光电晶体管不能处理超过 1000 伏的电压。
光电晶体管对多余电力的尖峰以及电磁辐射更加敏感。
它提供低频反馈。
光电晶体管中的电涌比光电二极管更强烈。
光电晶体管受电磁能量差异的影响。
光电晶体管的应用:
光电晶体管的应用如下:
安全系统。
红外探测器照片。
计算机逻辑电路。
打孔卡阅读器。
水平指标。
照明控制。
报警系统。
电气控制。
计算系统。
用于测量速度和方向的编码器。
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