ஃபோட்டோடியோட், ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் - வேலை மற்றும் பயன்பாட்டு சுற்றுகள்

ஃபோட்டோடியோட்கள் மற்றும் ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர்கள் குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் ஆகும், அவை அவற்றின் p-n குறைக்கடத்தி சந்தியை ஒரு வெளிப்படையான கவர் மூலம் வெளிச்சத்திற்கு வெளிப்படுத்துகின்றன, இதனால் வெளிப்புற ஒளி வினைபுரிந்து சந்தி வழியாக மின் கடத்தலை கட்டாயப்படுத்த முடியும்.

ஃபோட்டோடியோட்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

ஒரு ஃபோட்டோடியோட் ஒரு பி-என் சந்திப்பைக் கொண்ட ஒரு வழக்கமான குறைக்கடத்தி டையோடு (எடுத்துக்காட்டு 1N4148) போன்றது, ஆனால் இது ஒரு வெளிப்படையான உடலின் மூலம் வெளிச்சத்திற்கு வெளிப்படும் இந்த சந்திப்பைக் கொண்டுள்ளது.

கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒரு விநியோக மூலத்தில் தலைகீழ் சார்புடைய பாணியில் இணைக்கப்பட்ட ஒரு நிலையான சிலிக்கான் டையோடு கற்பனை செய்வதன் மூலம் அதன் செயல்பாட்டைப் புரிந்து கொள்ள முடியும்.

இந்த நிலையில், சில மிகச் சிறிய கசிவு மின்னோட்டத்தைத் தவிர வேறு எந்த மின்னோட்டமும் டையோடு வழியாக பாயவில்லை.

எவ்வாறாயினும், அதன் வெளிப்புற ஒளிபுகா அட்டையுடன் அதே டையோடு உள்ளது அல்லது ஒரு தலைகீழ் சார்பு விநியோகத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இது டையோட்டின் பி.என் சந்தியை வெளிச்சத்திற்கு அம்பலப்படுத்தும், மேலும் சம்பவம் வெளிச்சத்திற்கு விடையிறுக்கும் வகையில் அதன் மூலம் மின்னோட்டத்தின் உடனடி ஓட்டம் இருக்கும்.

இது டையோடு வழியாக 1 mA அளவுக்கு மின்னோட்டத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும், இதனால் R1 முழுவதும் உயரும் மின்னழுத்தம் உருவாகிறது.

மேலே உள்ள படத்தில் உள்ள ஃபோட்டோடியோடை கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி தரையிலும் இணைக்க முடியும். இது ஒரு எதிர் பதிலை உருவாக்கும், இதன் விளைவாக R1 முழுவதும் மின்னழுத்தம் குறைகிறது, ஒளி ஒளியுடன் ஒளிமயமாக்கப்படும் போது.

அனைத்து பி-என் சந்தி அடிப்படையிலான சாதனங்களின் வேலை ஒத்திருக்கிறது மற்றும் வெளிச்சத்திற்கு வெளிப்படும் போது புகைப்பட கடத்துத்திறனை வெளிப்படுத்தும்.

ஒரு ஒளிமின்னழுத்தத்தின் திட்டக் குறியீட்டை கீழே காணலாம்.

காட்மியம்-சல்பைடு அல்லது காட்மியம்-செலினைடு ஒளிச்சேர்க்கைகளுடன் ஒப்பிடும்போது எல்.டி.ஆர் போன்றவை , ஃபோட்டோடியோட்கள் பொதுவாக ஒளிக்கு குறைந்த உணர்திறன் கொண்டவை, ஆனால் ஒளி மாற்றங்களுக்கான அவற்றின் பதில் மிக வேகமாக இருக்கும்.

இந்த காரணத்தினால், எல்.டி.ஆர் போன்ற ஒளிச்சேர்க்கைகள் பொதுவாக புலப்படும் ஒளியை உள்ளடக்கிய பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் மறுமொழி நேரம் விரைவாக இருக்க தேவையில்லை. மறுபுறம், ஃபோட்டோடியோட்கள் குறிப்பாக அகச்சிவப்பு பிராந்தியத்தில் விளக்குகளை விரைவாகக் கண்டறிய வேண்டிய பயன்பாடுகளில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

போன்ற அமைப்புகளில் ஃபோட்டோடியோட்களைக் காண்பீர்கள் அகச்சிவப்பு ரிமோட் கண்ட்ரோல் சுற்றுகள் , பீம் குறுக்கீடு ரிலேக்கள் மற்றும் ஊடுருவும் அலாரம் சுற்றுகள் .

லீட்-சல்பைடு (பிபிஎஸ்) ஐப் பயன்படுத்தும் ஃபோட்டோடியோடின் மற்றொரு மாறுபாடு உள்ளது, மேலும் அங்கு செயல்படும் பண்பு எல்.டி.ஆர்களைப் போலவே இருக்கிறது, ஆனால் அகச்சிவப்பு வீச்சு விளக்குகளுக்கு மட்டுமே பதிலளிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர்கள்

பின்வரும் படம் ஒரு ஒளிமின்னழுத்தத்தின் திட்ட குறியீட்டைக் காட்டுகிறது

ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் பொதுவாக இருமுனை என்.பி.என் சிலிக்கான் டிரான்சிஸ்டர் வடிவத்தில் ஒரு வெளிப்படையான திறப்புடன் ஒரு அட்டையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

வெளிப்படையான திறப்பு மூலம் சாதனத்தின் பிஎன் சந்தியை அடைய ஒளியை அனுமதிப்பதன் மூலம் இது செயல்படுகிறது. ஒளி சாதனத்தின் வெளிப்படும் பிஎன் சந்தியுடன் வினைபுரிந்து, ஒளிச்சேர்க்கை நடவடிக்கையைத் தொடங்குகிறது.

பின்வரும் இரண்டு சுற்றுகளில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒரு ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் பெரும்பாலும் அதன் அடிப்படை முள் இணைக்கப்படாமல் கட்டமைக்கப்படுகிறது.

இடது பக்க உருவத்தில், இணைப்பு திறம்பட ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் தலைகீழ் சார்பு சூழ்நிலையில் இருக்க காரணமாகிறது, இது இப்போது ஒரு போட்டோடியோட் போல செயல்படுகிறது.

இங்கே, சாதனத்தின் அடிப்படை சேகரிப்பான் முனையங்களில் ஒளி காரணமாக உருவாகும் மின்னோட்டமானது சாதனத்தின் அடிப்பகுதிக்கு நேரடியாக வழங்கப்படுகிறது, இதன் விளைவாக இயல்பான மின்னோட்ட பெருக்கம் மற்றும் சாதனத்தின் கலெக்டர் முனையத்திலிருந்து வெளியீடாக மின்னோட்டம் வெளியேறுகிறது.

இந்த பெருக்கப்பட்ட மின்னோட்டம் மின்தடை R1 முழுவதும் விகிதாசார அளவு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது.

ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர்கள் திறந்த அடிப்படை இணைப்பு காரணமாக அவற்றின் சேகரிப்பாளர் மற்றும் உமிழ்ப்பான் ஊசிகளில் ஒரே மாதிரியான மின்னோட்டத்தைக் காட்டக்கூடும், மேலும் இது சாதனம் எதிர்மறையான பின்னூட்டத்திலிருந்து தடுக்கிறது.

இந்த அம்சத்தின் காரணமாக, உமிழ்ப்பான் மற்றும் தரை முழுவதும் R1 உடன் மேலே உள்ள உருவத்தின் வலது பக்கத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், அதன் விளைவு இடது பக்க உள்ளமைவுக்கு ஒத்ததாகவே இருக்கும். இரண்டு உள்ளமைவுகளுக்கும் பொருள், ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் கடத்தல் காரணமாக R1 முழுவதும் உருவாக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம் ஒத்ததாகும்.

ஃபோட்டோடியோட் மற்றும் ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டருக்கு இடையிலான வேறுபாடு

செயல்படும் கொள்கை இரண்டு சகாக்களுக்கும் ஒத்ததாக இருந்தாலும், அவற்றுக்கிடையே சில குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகள் உள்ளன.

ஒரு ஃபோட்டோடியோட் பல்லாயிரக்கணக்கான மெகாஹெர்ட்ஸ் வரம்பில் அதிக அதிர்வெண்களுடன் வேலை செய்ய மதிப்பிடப்படலாம், இது ஒரு ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டருக்கு மாறாக சில நூறு கிலோஹெர்ட்ஸுக்கு மட்டுமே கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டரில் அடிப்படை முனையத்தின் இருப்பு ஒரு போட்டோடியோடோடு ஒப்பிடும்போது மிகவும் சாதகமாக அமைகிறது.

கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒரு ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டரை அதன் தளத்தை தரையுடன் இணைப்பதன் மூலம் ஒரு ஃபோட்டோடியோட் போல வேலை செய்ய முடியும், ஆனால் ஒரு ஃபோட்டோடியோடிற்கு ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டரைப் போல வேலை செய்யும் திறன் இருக்காது.

அடிப்படை முனையத்தின் மற்றொரு நன்மை என்னவென்றால், பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, சாதனத்தின் அடிப்படை உமிழ்ப்பான் முழுவதும் ஒரு பொட்டென்டோமீட்டரை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் ஒரு ஒளிமின்னழுத்தத்தின் உணர்திறன் மாறுபடும்.

மேலே உள்ள ஏற்பாட்டில் சாதனம் ஒரு மாறி உணர்திறன் ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் போல செயல்படுகிறது, ஆனால் பானை R2 இணைப்புகள் அகற்றப்பட்டால், சாதனம் ஒரு சாதாரண ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டரைப் போல செயல்படுகிறது, மேலும் R2 தரையில் சுருக்கப்பட்டால், சாதனம் ஒரு போட்டோடியோடாக மாறும்.

பயாசிங் மின்தடையத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது

R1 மதிப்பைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கு மேலே காட்டப்பட்டுள்ள அனைத்து சுற்று வரைபடங்களிலும் பொதுவாக மின்னழுத்த ஆதாயத்திற்கும் சாதனத்தின் அலைவரிசை பதிலுக்கும் இடையிலான சமநிலை ஆகும்.

R1 இன் மதிப்பு அதிகரிக்கும் போது மின்னழுத்த ஆதாயம் அதிகரிக்கிறது, ஆனால் பயனுள்ள இயக்க அலைவரிசை வரம்பு குறைகிறது, மற்றும் நேர்மாறாகவும்.

மேலும், R1 இன் மதிப்பு சாதனங்கள் அவற்றின் நேரியல் பிராந்தியத்தில் வேலை செய்ய நிர்பந்திக்கப்பட வேண்டும். இது சில சோதனை மற்றும் பிழையுடன் செய்யப்படலாம்.

5V மற்றும் 12V இலிருந்து இயக்க மின்னழுத்தங்களுக்கு நடைமுறையில் 1K மற்றும் 10K க்கு இடையிலான எந்த மதிப்பும் பொதுவாக R1 ஆக போதுமானது.

டார்லிங்டன் ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர்கள்

இவை இயல்பானவை போன்றவை டார்லிங்டன் டிரான்சிஸ்டர் அவற்றின் உள் அமைப்புடன். உள்நாட்டில் இவை இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்தி கட்டப்பட்டுள்ளன, அவை பின்வரும் திட்ட குறியீட்டில் காட்டப்பட்டுள்ளன.

ஃபோட்டோடார்லிங்டன் டிரான்சிஸ்டரின் உணர்திறன் விவரக்குறிப்புகள் ஒரு சாதாரண ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டரை விட சுமார் 10 மடங்கு அதிகமாக இருக்கலாம். இருப்பினும், இந்த அலகுகளின் வேலை அதிர்வெண் சாதாரண வகைகளை விட குறைவாக உள்ளது, மேலும் அவை சில 10 கிலோஹெர்ட்ஸுக்கு மட்டுமே கட்டுப்படுத்தப்படலாம்.

ஃபோட்டோடியோட் ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் பயன்பாடுகள்

ஃபோட்டோடியோட் மற்றும் ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர் பயன்பாட்டின் சிறந்த எடுத்துக்காட்டு புலத்தில் இருக்கலாம் லைட்வேவ் சிக்னல் பெறுதல் அல்லது ஃபைபர் ஆப்டிக் டிரான்ஸ்மிஷன் வரிகளில் கண்டறிதல்.

ஒளியியல் இழை வழியாக செல்லும் லைட்வேவ் அனலாக் அல்லது டிஜிட்டல் நுட்பங்கள் மூலம் திறம்பட மாற்றியமைக்கப்படலாம்.

டிடெக்டர்கள் நிலைகளை உருவாக்க ஃபோட்டோடியோட்கள் மற்றும் ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன ஒளியியல் மற்றும் அகச்சிவப்பு ஒளி கற்றை குறுக்கீடு சாதனங்கள் மற்றும் ஊடுருவும் அலாரம் கேஜெட்டுகள்.

இந்த சுற்றுகளை வடிவமைக்கும்போது உள்ள சிக்கல் என்னவென்றால், புகைப்பட உணர்திறன் சாதனங்களில் ஒளியின் தீவிரம் மிகவும் வலுவாகவோ அல்லது பலவீனமாகவோ இருக்கலாம், மேலும் இவை சீரற்ற புலப்படும் விளக்குகள் அல்லது அகச்சிவப்பு குறுக்கீடு வடிவில் வெளிப்புற இடையூறுகளை சந்திக்கக்கூடும்.

இந்த சிக்கல்களை எதிர்கொள்ள, இந்த பயன்பாட்டு சுற்றுகள் பொதுவாக ஒரு குறிப்பிட்ட அகச்சிவப்பு கேரியர் அதிர்வெண் கொண்ட ஆப்டிகல் இணைப்புகளுடன் இயக்கப்படுகின்றன. மேலும் ரிசீவரின் உள்ளீட்டுப் பக்கம் ஒரு ப்ரீஆம்ப்ளிஃபையருடன் வலுவூட்டப்படுகிறது, இதனால் ஆப்டிகல் இணைக்கும் சமிக்ஞைகளில் பலவீனமானவை கூட வசதியாக கண்டறியப்படுகின்றன, இதனால் கணினியை பரந்த அளவிலான உணர்திறன் கொண்டு செயல்படுத்த முடியும்.

பின்வரும் இரண்டு பயன்பாடுகளின் சுற்றுகள் எவ்வாறு என்பதைக் காட்டுகின்றன முட்டாள்தனமான செயல்படுத்தல் 30 kHz கேரியர் பண்பேற்றம் அதிர்வெண் மூலம் ஃபோட்டோடியோட்களைப் பயன்படுத்தி செய்ய முடியும்.

இவை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ப்ரீஆம்ப்ளிஃபையர் அடிப்படையிலான ஃபோட்டோடியோட் அலாரம் சுற்றுகள் , மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட அலைவரிசைக்கு பதிலளிக்கும், இது கணினியின் முட்டாள்தனமான செயல்பாட்டை உறுதி செய்யும்.

மேல் வடிவமைப்பில், எல் 1, சி 1 மற்றும் சி 2 அகச்சிவப்பு ஆப்டிகல் இணைப்பிலிருந்து 30 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் தவிர மற்ற எல்லா அதிர்வெண்களையும் வடிகட்டுகின்றன. இது கண்டறியப்பட்டவுடன், இது Q1 ஆல் மேலும் பெருக்கப்படுகிறது, மேலும் அதன் வெளியீடு ஒரு எச்சரிக்கை அமைப்பை ஒலிக்க செயலில்ிறது.

மாற்றாக, ஆப்டிகல் இணைப்பு துண்டிக்கப்படும் போது அலாரத்தை செயல்படுத்த கணினியைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த வழக்கில் டிரான்சிஸ்டரை ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டரில் 30 ஹெர்ட்ஸ் ஐஆர் கவனம் செலுத்துவதன் மூலம் நிரந்தரமாக செயலில் வைக்கலாம் அடுத்து, டிரான்சிஸ்டரிலிருந்து வெளியீடு மற்றொரு என்.பி.என் கட்டத்தைப் பயன்படுத்தி தலைகீழாக மாற்றப்படலாம், இதனால், 30 ஹெர்ட்ஸ் ஐஆர் கற்றைக்கு இடையூறு, ஆஃப் ஆஃப் க்யூ 1, மற்றும் இரண்டாவது NPN டிரான்சிஸ்டரை இயக்குகிறது. இந்த இரண்டாவது டிரான்சிஸ்டர் மேல் சுற்றில் உள்ள Q2 சேகரிப்பாளரிடமிருந்து 10uF மின்தேக்கி மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட வேண்டும்.

இந்த பயன்பாட்டிற்கான 20 கிலோஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் வரம்பைத் தவிர, குறைந்த சுற்று செயல்பாடு டிரான்சிஸ்டரைஸ் செய்யப்பட்ட பதிப்பைப் போன்றது. 20 கிலோஹெர்ட்ஸ் பண்பேற்றம் அதிர்வெண் கொண்ட ஐஆர் சிக்னல்களைக் கண்டறிய இது ஒரு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ப்ரீஆம்ப்ளிஃபயர் கண்டறிதல் அமைப்பாகும்.

20 கிலோஹெர்ட்ஸ் வேகத்தில் ஐ.ஆர் பீம் டியூடோடோடில் கவனம் செலுத்துகின்ற வரை, இது ஒப் ஆம்பின் தலைகீழ் உள்ளீட்டு பின் 2 இல் அதிக ஆற்றலை உருவாக்குகிறது, இது ஒப் ஆம்பின் தலைகீழ் அல்லாத முனையில் சாத்தியமான வகுப்பி வெளியீட்டை மீறுகிறது. இது op amp இலிருந்து வெளியீடு RMS பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் இருக்க காரணமாகிறது.

இருப்பினும், பீம் குறுக்கிடப்பட்ட தருணம், பின் 2 இல் திடீர் திறனைக் குறைக்கிறது, மற்றும் பின் 3 இல் ஆற்றலின் அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது. இணைக்கப்பட்டதை செயல்படுத்தும் ஒப் ஆம்பின் வெளியீட்டில் இது உடனடியாக ஆர்எம்எஸ் மின்னழுத்தத்தை எழுப்புகிறது எச்சரிக்கை அமைப்பு .

எந்தவொரு தேவையற்ற சமிக்ஞையையும் தரையில் தவிர்ப்பதற்கு சி 1 மற்றும் ஆர் 1 பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

டி 1 மற்றும் டி 2 ஆகிய இரண்டு புகைப்பட டையோட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதனால் டி 1 மற்றும் டி 2 முழுவதும் ஒரே நேரத்தில் ஐஆர் சிக்னல்கள் குறுக்கிடப்படும்போது மட்டுமே கணினி செயல்படுகிறது. மனிதர்களைப் போன்ற நீண்ட செங்குத்து இலக்குகளை மட்டுமே உணர வேண்டிய இடங்களில் இந்த யோசனை பயன்படுத்தப்படலாம், அதே நேரத்தில் விலங்குகள் போன்ற குறுகிய இலக்குகளை சுதந்திரமாக கடந்து செல்ல அனுமதிக்க முடியும்.

இந்த டி 1 மற்றும் டி 2 ஐ செயல்படுத்த செங்குத்தாகவும் ஒருவருக்கொருவர் இணையாகவும் நிறுவப்பட வேண்டும், இதில் டி 1 தரையில் இருந்து ஒரு அடி உயரத்திலும், டி 2 டி 1 க்கு மேலே 3 அடி உயரத்தில் ஒரு நேர் கோட்டில் வைக்கப்படலாம்.