Aplicaciones De Fototransistores Y Configuraciones De Circuitos
Los fototransistores son fotodetectores ideales y pueden ser utilizados en una gran cantidad de aplicaciones diferentes. Los circuitos de los fototransistores son normalmente relativamente sencillos, especialmente del detector sólo se requiere para detectar la presencia o ausencia de una fuente de luz en particular.
Aplicaciones del fototransistor
Por su facilidad de uso y sus aplicaciones, los fototransistores se utilizan en muchas aplicaciones.
- Opto-aisladores - aquí el fototransistor se utiliza como sensor de luz, el emisor de luz está relativamente cerca, pero a un potencial diferente. La brecha física entre el emisor de luz y el detector proporciona un grado considerable de aislamiento eléctrico.
- Detección de la posición - en esta aplicación el optoaislador puede utilizarse para detectar la posición de un elemento en movimiento, a menudo el elemento en movimiento tiene una luz o interrumpe un rayo de luz que el fototransistor detecta.
- Sistemas de seguridad - el fototransistor puede utilizarse de muchas maneras en los sistemas de seguridad, a menudo detectando si un rayo de luz está presente o ha sido interrumpido por un intruso.
- Contadores de monedas - el fototransistor puede ser usado en aplicaciones de conteo de monedas y otras. Un haz de luz se interrumpe cada vez que una moneda u otro artículo pasa por un punto determinado. El número de veces que el rayo se interrumpe es igual al número de monedas u objetos a contar.
- Muchas más...
El fototransistor puede ser utilizado en una variedad de circuitos y de varias maneras dependiendo de la aplicación. Al ser un dispositivo de bajo costo, el fototransistor es ampliamente utilizado en circuitos electrónicos y también es fácil de incorporar.
Configuraciones de circuitos del fototransistor
El fototransistor puede ser usado en una variedad de diferentes configuraciones de circuitos. Al igual que los transistores más convencionales, el fototransistor puede utilizarse en circuitos emisores y colectores comunes.
Los circuitos de base común no se utilizan normalmente porque la conexión de base se deja a menudo flotando internamente y puede no estar disponible. Si se requiere la conexión de base, entonces es necesario comprar un fototransistor con una conexión de base disponible.
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La elección de la configuración del circuito del fototransistor de emisor común o de colector común depende de los requisitos del circuito. Las dos configuraciones de circuitos de fototransistores tienen características de funcionamiento ligeramente diferentes y éstas pueden determinar el circuito utilizado.
Circuito fototransistor emisor común
La configuración común del circuito del fototransistor emisor es posiblemente la más utilizada, como su circuito de transistor recto más convencional. El colector se lleva a la tensión de alimentación a través de una resistencia de carga del colector, y la salida se toma de la conexión del colector en el fototransistor.
El circuito genera una salida que pasa de un estado de alto voltaje a un estado de bajo voltaje cuando se detecta la luz.
El circuito actúa en realidad como un amplificador. La corriente generada por la luz afecta a la región base. Esta es amplificada por la ganancia de corriente del transistor en la forma normal.
Cómo Funciona Un ResistorCircuito fototransistor de colector común
La configuración del circuito fototransistor colector común o seguidor del emisor tiene efectivamente la misma topología que el circuito transistorizado emisor común normal: el emisor se lleva a tierra a través de una resistencia de carga, y la salida del circuito se toma de la conexión del emisor del dispositivo.
El circuito genera una salida que pasa del estado bajo al estado alto cuando se detecta la luz.
Funcionamiento del circuito del fototransistor
Los circuitos de fototransistores pueden ser usados en uno de los dos modos básicos de operación. Se llaman modo activo o lineal y un modo de interruptor.
El funcionamiento en el modo "lineal" o activo proporciona una respuesta que es muy ampliamente proporcional al estímulo de luz. En realidad, el fototransistor no da una salida particularmente lineal al estímulo de entrada y es por esta razón que este modo de funcionamiento se denomina más correctamente el modo activo.
El funcionamiento del circuito del fototransistor en el modo interruptor se utiliza más ampliamente en vista de la respuesta no lineal del fototransistor a la luz. Cuando hay poca o ninguna luz, prácticamente no fluye corriente en el transistor, y se puede decir que está en el estado "apagado".
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Cómo Funciona un GiroscopioSin embargo, a medida que el nivel de luz aumenta, la corriente comienza a fluir. Eventualmente se alcanza un punto en el que el fototransistor se satura y el nivel de corriente no puede aumentar.
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En esta situación se dice que el fototransistor está saturado. El modo de conmutación, por lo tanto, tiene dos niveles: - "on" y "off" como en un sistema digital o lógico. Este tipo de modo de fototransistor es útil para detectar objetos, enviar datos o leer codificadores, etc.
En la mayoría de los circuitos que no utilizan la conexión de base (aunque esté disponible), la única forma de cambiar el modo de funcionamiento del circuito es cambiar el valor de la resistencia de carga. Esto se establece estimando la corriente máxima prevista a partir de los niveles de luz encontrados.
Utilizando esta suposición, se pueden utilizar las siguientes ecuaciones:
Modo activo: Vcc > RL x Ic
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Cambia el modo: VCC < RL x Ic
Dónde:
RL = resistencia de carga (es decir, Rc o Re en los diagramas anteriores).
IC = corriente máxima prevista.
VCC = tensión de alimentación.
Uso de la conexión de la base en los circuitos de fototransistores
En algunos fototransistores, la conexión de la base está disponible. El acceso a la conexión base permite que las condiciones del circuito del fototransistor se ajusten más adecuadamente para algunas aplicaciones.
Los altos valores de la resistencia base Rb evitan que los bajos niveles de luz eleven los niveles de corriente en el circuito emisor del colector y, de esta manera, aseguran una salida digital más fiable. Todos los demás aspectos de la función del circuito siguen siendo los mismos.
Los conceptos básicos de los circuitos de fototransistores son bastante sencillos. Normalmente requieren poco diseño, aunque puede ser necesaria cierta optimización para asegurar que la corriente residual se reduzca al mínimo y en las aplicaciones de conmutación que la corriente de "apagado" sea pequeña. Sin embargo, los circuitos son normalmente fiables y pueden diseñarse fácilmente.
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