Valotransistori



transu.jpg
Kuvassa on BPV111 tyyppinen valotransistori











Rakenne:


io18.gif
Kuva 1
Kuvasta yksi näkee valotransistorin rakenteen. Kuvassa on NPN valotransistori. Valotransistorin rakenne muistuttaa koteloa normaalin bipolaaritransitorin rakennetta. Kotelossa on se ero, että valotransistorin kotelo on valmistettu valoa läpäisevästä materiaalista. Sähköiseltä rakenteelta se on samanlainen kuin normaali bipolaaritransistori. Eli normaalista bilolaaritransistorista voi tehdä valotranssitori poistamalla kotelon.
[1]


Yleisesti käytetyt puolijohdemateriaalit ja niillä saavutetut aallonpituus rajat

Materiaali
aallonpituus (nm)
Pii
190-1100
Germanium
400-1700
Indium-Gallium-arsenidi
800-2600
Lyijy(II)-sulfidi
< 1000-3500
[2]

Toiminta:

jee.GIF
Kuva 2 lähde http://www.farnell.com/datasheets/6662.pdf viitattu 4.2.2010

Fototransistori on normaali bipolaaritransistori, jossa valo pääsee absorboitumaan kannan ja kollektorin väliseen P-N liitokseen. Tästä seuraa se, että ]valon absorbointi tuottaa liitokseen aukko-elektroniparin, joka aiheuttaa sähköiseen piiriin fotovirran. Eli transistori alkaa johtamaan ja sähkövirta alkaa kulkemaan kollektorilta emitterille. Transistorirakennetta käytetään vain vahvistamaan signaalia. Valotransistori on kytkentä ajaltaan nopeampi kuin valodiodi [3]

Kuvasta 2 voi huomata. Valotransitorin toiminta poikkeaa "normaalin" yleistransitorin toiminnasta sitten, että kanta virran Ib korvaa valotransistorin kannalle tulevan valon säteilyvoimakkuus. Valon säteilyvoimakkuuden yksikkö yleensä käytetään mW/cm^2. Pimeässä valotransistori toimii kuin normaali bipolaari transistori, jos kompomenttissa on kaikki kolme terminaalia eli kanta, kollektori ja emitteri, koska myynnissä on myös vain kahdella termimaalilla varustettuja valotranssitorieja. Niissä on vain kollektori ja emitteri termimaalit, mutta ovat sisäiseltä rakenteeltaan samalaisia kuin kolmen terminaaliset valotransistorit.



Käyttö:


Valotransistoria käytetään optoerottimissa, optohaarukossa ja valon intesiteettiä mittaavissa laitteissa ja myös infarpuna vastaanottimissa (television kaukosäätemen signaalin vastaanotin).

Kuvassa kolme nähdään kuinka valotransistoria yleensä käytetään valo-ohjattuna kytkimenä. Eli kuin valotransistorin kannalle lähetetään valo, niin transistori alkaa johtamaan virtaa suoraan verrannollinen valon säteilyvoimakkuuteen verrattuna. Esimerkiksi television kaukosäätimen lähettämän infrapuna signaalin vastaanotin toimii juuri näin. Jos esimerkiksi käytetään valotransistoria BPV111, niin kuvasta kaksi nähdään kollektori-emitteri virran riippuvuus kannalle tulevasta valon säteilyn voimakkuudesta.

Kuvassa neljä on esimerkki kytkentä, kuinka valotransistorilla voi mitata valon intensiteettiä. Kuvan lähteestä löytyvät yksityiskohtaiset tiedot, kuinka kuvan neljä mukainen kytkentä toimiin. Ohjeet, miten sillä on helppo mitata valo intensiteettiä.

sensor.gif
kuva 3 lähde:http://www.itee.uq.edu.au/~emami/metr2800/

image24.gif
kuva 4 lähde:http://www.edu.fi/oppimateriaalit/luonnontieteet/analyysilaitteet/luku3.html

  1. ^ http://www.electronics-tutorials.ws/io/io_4.html viitattu 4.2.2010
  2. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Photodiode#Unwanted_photodiodes 5.2.2010
  3. ^ http://vanha.physics.utu.fi/opiskelu/kurssit/FFYS4291/Optinen%20instrumentointi%202009.pdf viitattu 4.2.2010