Setelah pengembangan transistor titik-kontak pertama, fototransistor ditemukan oleh salah satu tim di Bell Labs. Pada saat itu, sejumlah besar pembangunan sedang dimulai. Meskipun sejarah fototransistor tidak dipublikasikan seperti perkembangan awal semikonduktor lainnya, tetapi itu tentu merupakan perkembangan yang sangat signifikan. Penemuan pertama transistor ini diumumkan pada tanggal 30 Maret 1950. Artikel ini membahas gambaran umum tentang fototransistor dan cara kerjanya.
Apa itu Fototransistor?
Perangkat semikonduktor seperti fototransistor mencakup tiga lapisan dengan wilayah dasar peka cahaya. Di sini, wilayah dasar mendeteksi cahaya & mengubahnya menjadi arus yang memasok antara dua wilayah seperti emitor & kolektor.
Konstruksi fototransistor dapat dilakukan seperti transistor biasa terlepas dari daerah basis. Pada transistor jenis ini, aliran arus ke daerah basis tidak disediakan, tetapi energi cahaya dapat digunakan sebagai input.

 |
| fototransistor |
fototransistor juga dianggap seperti fotodioda termasuk penguat arus. Transistor ini berubah langsung dari foton menjadi muatan yang mirip dengan fotodioda dan juga menawarkan penguatan arus. Simbol fototransistor yang ditunjukkan di bawah ini sama dengan transistor biasa tetapi perbedaan utama adalah bahwa dua panah di sini akan menjelaskan insiden cahaya pada terminal basis transistor.
Mirip dengan transistor normal, ini juga termasuk keuntungan besar kecuali ukuran terminal basis ke kolektor. Pada transistor jenis ini, ukuran sambungan basis ke kolektor lebih tinggi karena merupakan area sensitif cahaya dari sensor.
Ketika ukuran persimpangan lebih tinggi, maka itu menghasilkan kapasitansi persimpangan yang jauh lebih baik. Akibatnya, transistor ini memiliki respons frekuensi yang lebih sedikit dibandingkan dengan fotodioda meskipun penguatannya tinggi.
Prinsip bekerja
Prinsip kerja fototransistor mirip dengan fotodioda termasuk transistor penguat. Cahaya jatuh pada terminal dasar fototransistor kemudian akan menginduksi arus kecil kemudian arus diperkuat melalui aksi transistor normal, yang menghasilkan besar yang ekstensif. Umumnya, dibandingkan dengan fotodioda terkait, fototransistor menghasilkan 50 – 100 kali arus fotodioda.
Fototransistor dibuat dengan bahan semikonduktor. Setelah cahaya jatuh pada material maka pembawa muatan seperti lubang atau elektron dari bahan semikonduktor dapat menyebabkan arus mengalir di dalam area basis. Wilayah dasar ini dapat digunakan untuk bias transistor.
Cahaya menembus terminal basis transistor untuk menghasilkan pasangan lubang elektron pada bias balik. Aliran elektron dalam tekanan medan listrik dapat menyebabkan arus di dalam daerah basis. Arus ini dapat disuntikkan dengan elektron di dalam area emitor. Kerugian utama dari transistor ini adalah respons frekuensi rendah.
Konstruksi Fototransistor
Dibandingkan dengan transistor normal, area terminal kolektor dan basis di fototransistor besar. Contoh terbaik dari IC fototransistor adalah fototransistor 2N5777.
Area terminal basis dapat ditingkatkan untuk meningkatkan jumlah arus yang dihasilkan karena ketika lebih banyak cahaya jatuh pada transistor ini maka arus yang besar akan dihasilkan. Sebelumnya, ia dirancang dengan bahan semikonduktor tunggal seperti germanium atau silikon. Saat ini, transistor ini terbuat dari Arsenik & Gallium untuk mendapatkan efisiensi tinggi.
Akhirnya, susunan fototransistor dapat dilakukan dalam kotak logam & lensa ditempatkan di bagian atas kotak untuk menyerap radiasi yang datang. Konstruksi fototransistor sangat mirip dengan transistor biasa. Sebelumnya, bahan germanium dan silikon digunakan untuk membuat fototransistor ini.
Persimpangan emitor-basis terhubung dalam bias maju sedangkan wilayah kolektor-basis terhubung dalam bias mundur. Setiap kali tidak ada sinar cahaya jatuh pada permukaan transistor, maka arus saturasi balik sedikit akan menginduksi di atas fototransistor karena pembawa muatan minoritas lebih sedikit.
Energi cahaya turun di persimpangan kolektor ke basis kemudian menghasilkan pembawa muatan mayoritas dan menambahkan aliran arus menuju arus saturasi balik. Grafik di bawah ini menunjukkan besarnya arus yang bertambah seiring dengan intensitas cahaya.
Karakteristik
Karakteristik fototransistor dibahas di bawah ini.
Dalam grafik berikut, sumbu x menandakan tegangan yang diberikan pada daerah kolektor-emitor transistor sedangkan sumbu y menandakan suplai arus kolektor ke seluruh perangkat dalam mA. Dari grafik berikut, kita dapat melihat bagaimana aliran arus di daerah kolektor berubah dengan intensitas cahaya yang datang.
Arus di dalam terminal kolektor meningkat melalui intensitas cahaya. Arus dalam daerah kolektor berubah melalui panjang gelombang serta intensitas cahaya. Pada grafik di atas, kita dapat melihat bahwa arus meningkat melalui intensitas cahaya ketika jatuh pada terminal basis. Dan juga menandakan perbedaan dalam arus basis melalui perbedaan dalam intensitas cahaya.
Sirkuit Alarm Sederhana
Diagram rangkaian rangkaian alarm sederhana menggunakan fototransistor yaitu alarm gangguan cahaya ditunjukkan di bawah ini. Dengan menggunakan transistor ini, kita dapat merancang rangkaian ini. Setelah cahaya turun pada transistor ini, transistor ini akan diaktifkan & wilayah gerbang SCR akan menjadi RENDAH. Jadi, SCR akan dinonaktifkan.
Setelah lampu terputus, transistor akan dimatikan & memberikan potensi yang cukup pada terminal gerbang SCR untuk mengaktifkannya. Akibatnya, alarm dapat dihasilkan & dapat disetel ulang dengan bantuan sakelar.
spesifikasi
Spesifikasi fototransistor mencakup hal berikut.
- Panjang gelombang puncak adalah 940 nm
- Daya Maks 100 mW
- Bentuk bulat dengan ukuran 5 mm
- Arus Maks adalah 100 nA
- Jenis lensanya adalah plastik gelap untuk memangkas cahaya yang terlihat
- IC maksimum adalah 3,12 mA
- Sudut pandang adalah 20 derajat
- Kerusakan VCE Maksimum adalah 30 V
Kelebihan
Kelebihan dari fototransistor meliputi hal-hal berikut.
- Sangat sensitif
- Tidak mahal
- Tidak Rumit
- Ini memberikan jumlah arus yang tinggi termasuk gain yang tinggi.
- Dibandingkan dengan fotodioda, transistor ini memiliki gain yang tinggi, arus & waktu respons yang cepat.
- Ini sensitif terhadap panjang gelombang yang berkisar dari UV ke IR melalui radiasi tampak.
- Peka terhadap sumber cahaya yang berbeda seperti neon, pijar, laser, sinar matahari, lampu neon, api, dll.
- Stabil sementara
- Sangat dapat diandalkan
- Tidak bising dibandingkan dengan fotodioda tipe longsoran.
- Ini tersedia dalam paket yang berbeda seperti transfer-molded, epoxy-coated & surface mounted.
Kekurangan
Kekurangan dari fototransistor meliputi hal-hal berikut.
- Ini memberikan respons yang lebih jarang.
- Ketika iluminasi rendah maka sirkuit tidak dapat memperhatikannya secara efektif.
- Lonjakan listrik sering terjadi
- Fototransistor dipengaruhi oleh perbedaan energi elektromagnetik.
Fungsi
Fungsi fototransistor adalah sebagai berikut:
- Untuk mendeteksi dan mengendalikan cahaya
- Dalam sistem penghitungan dan pembaca kartu punch
- Dalam relai
- Sistem Alarm
- Indikator Level
- Detektor Kedekatan
- pembuat enkode
Jadi, ini semua tentang ikhtisar fototransistor dan cara kerjanya. Ini adalah perangkat semikonduktor & ada seperti transistor PNP atau NPN. Komponen ini juga dapat tersedia seperti perangkat semikonduktor & komponen elektronik lainnya dari hampir semua distributor komponen elektronik dengan biaya lebih murah. Jadi, fototransistor sangat sensitif dan cukup lambat. Kelemahan utama transistor ini adalah peningkatan sensitivitas. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, apa saja jenis transistor yang tersedia di pasaran?