Фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори. Загальні поняття . Електронні

13.04.2017

Фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори. Загальні поняття

Фотоелектричними приладами називають електронні прилади, здатні змінювати ті чи інші свої характеристики під дією світла. Значення цих пристроїв практично у всіх областях радіотехніки і електроніки переоцінити складно, тому сьогоднішню бесіду присвятимо їм.

Фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори. Загальні поняття . Електронні
Фоторезистори. В принципі, назва приладу говорить сама за себе — вони під дією світла змінюють свій опір. Зазвичай затемнений резистор має опір близько 1 – 200 МОм, при освітленні ця цифра зменшується на 2-3 порядки. Головна перевага фоторезистора – практично лінійна залежність опору від освітленості, тому їх зручно використовувати в аналогових приладах – датчиках і вимірниках освітленості.

Недоліки фоторезисторів наступні: досить високі опору (як темновое, так і світлове), з якими не завжди зручно працювати. Наприклад, мікросхеми ТТЛ цифрової техніки напряму не зможуть управлятися таким резистором – занадто «грубі» їх входи не зможуть працювати з дільниками, зібраними на опорах великого номіналу:

На це здатні тільки мікросхеми КМОП, зібрані на польових транзисторах. Наступний недолік – досить низька (у порівнянні, звичайно, з іншими типами фотоелементів) чутливість. І головний недолік, який робить застосування фоторезисторів в цифровій техніці недоцільним – низька швидкість реакції на світло. При частоті світлових імпульсів вище килогерца форма електричного сигналу на фоторезисторе незадовільна, а якщо збільшити частоту ще, то резистор взагалі перестане бачити, що світло «блимає».

Якщо згадати, на яких частотах працює сьогоднішня цифрова техніка, то буде очевидно, що фоторезистор як «очей» для цифрового пристрою – поганий варіант. Фоторезистор – прилад неполярний, а тому стежити за тим, який висновок куди підключати, потреби немає.

Фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори. Загальні поняття . Електронні
Фотодіоди. Цей напівпровідниковий прилад за своїми характеристиками дуже нагадує звичайний діод, тому стежити за полярністю його включення доведеться.

При зворотному включенні (на катод подається «плюс» джерела живлення) фотодіод веде себе так само, як фоторезистор, але на відміну від останнього має набагато більш низьке світлове опір і в змозі витримувати пристойний струм. Це дозволяє керувати потужними транзисторами і мікросхемами ТТЛ безпосередньо, без додаткових підсилювачів:

Ще одна перевага фотодіода – досить висока швидкість реакції, завдяки чому ці прилади широко використовуються для передачі цифрової інформації. Комп’ютерна ІК-зв’язок, пульти ДУ для радіо – і телеапаратури – все це фотодіоди. По діапазону чутливості фотодіоди розрізняють на інфрачервоні прилади видимого випромінювання. Перші «бачать» в основному ІЧ-випромінювання і мало чутливі до видимого ділянці випромінювання, другі навпаки – добре бачать той світ, який бачить і наше око, але «слеповаты» в ІЧ-діапазоні.

І ще одна цікава властивість фотодіода – при прямому включенні він здатний працювати як генератор. Якщо освітити фотодіод, то на його висновках з’явиться напруга. Його можна підсилити, якщо прилад працює як датчик світла, а можна використовувати і для живлення апаратури, з’єднавши безліч світлодіодів в сонячну батарею.

Фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори. Загальні поняття . Електронні
Фототранзистор. По суті це звичайний транзистор, але без кришки в буквальному сенсі. Кришка, що закриває кристал приладу, звичайно, є, але вона виконана з прозорого матеріалу і видиме світло може потрапляти на кристал. Для чого? Насамперед, згадаємо, як працює біполярний транзистор .

Подаючи на базу деяку напругу, можна керувати опором переходу емітер-колектор. Але виявляється, опором переходу можна управляти і звичайним світлом. Отже, фототранзистор – це звичайний транзистор, який має ще одну, додаткову «базу» – світлову. Висвітлюємо – відкриваємо транзистор. У такому включенні висновок бази фототранзистора можна взагалі не використовувати – його роль виконує світло.

Але, подаючи на базу те чи інше напруга зсуву, можна змінювати чутливість фототранзистора (фахівці зазвичай кажуть «зрушити,змістити його робочу точку»), відкриваючи його в тій чи іншій мірі, а отже, регулювати параметри всієї схеми:

Короткий опис статті: фотодіод

Джерело: Фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори. Загальні поняття | Електронні саморобки

Також ви можете прочитати