Phototransistors





1. Tujuan (kembali)
 a. Memahami karakteristik sensor cahaya (Phototransistor)
 b. Membuat rangkaian dari sensor cahaya (Phototransistor)

2. Komponen (kembali)
 a. Phototransistor
Gambar 1

 Photo Transistor adalah Transistor yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik dan memiliki penguat (gain) Internal.

 b. Resistor
Gambar 2

Resistor adalah komponen elektronika yang memiliki nilai resitansi atau hambatan  tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika.

 c. Baterai
Gambar 3

Baterai merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

 d. LED
Gambar 4

LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju.

 e. AVO Meter
Gambar 5

AVO meter adalah sebuah alat ukur listrik multifungsi yang bisa digunakan untuk mengukur arus listrik, tegangan dan resistansi baik komponen elektronika atau lainnya. AVO meter sendiri biasa disebut multimeter atau juga multitester, itu dikarenakan fungsinya yang memang terdiri dari gabungan 3 alat ukur yang berbeda.

 3. Dasar Teori (kembali)
Phototransistors adalah perangkat photojunction mirip dengan transistor kecuali bahwa sinyal yang diperkuat adalah pasangan muatan yang dihasilkan oleh input optik. Seperti halnya transistor, phototransistors dapat memiliki gain tinggi. Fototransistor dapat dibuat pada silikon menggunakan junction p-dan n-type atau dapat menjadi heterostructures. Gambar 56.8 menunjukkan sketsa struktur phototransistor bipolar sederhana, yang pada dasarnya sama dengan transistor bipolar sederhana. Perbedaan utama adalah persimpangan basis-kolektor yang lebih besar, yang merupakan daerah peka cahaya. Hal ini menghasilkan kapasitansi junction yang lebih besar dan, meskipun perangkat memiliki gain, kapasitansi memberikan respon frekuensi phototransistors lebih rendah daripada dioda.

Gambar 6

Menggunakan teknologi transistor film tipis (TFT) yang dikembangkan untuk display panel datar, array besar phototransistors dapat dibuat pada silikon amorphous untuk membentuk perangkat pencitraan yang dapat digunakan di tempat teknologi pencitraan lain seperti tabung vidicon atau bahkan film. Contohnya adalah detektor luas (ratusan sentimeter persegi) yang diselidiki untuk digunakan dalam radiografi medis dengan menggabungkan susunan TFT dengan layar fosfor radiografi atau digabungkan ke film semikonduktor .

Struktur Phototransistor
Photo Transistor dirancang khusus untuk aplikasi pendeteksian cahaya sehingga memiliki Wilayah Basis dan Kolektor yang lebih besar dibanding dengan Transistor normal umumnya. Bahan Dasar Photo Transistor pada awalnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Silikon dan Germanium yang membentuk struktur Homo-junction.

Namun seiring dengan perkembangannya, Photo Transistor saat ini lebih banyak menggunakan bahan semikonduktor seperti Galium Arsenide yang tergolong dalam kelompok Semikonduktor III-V sehingga membentuk struktur Hetero-junction yang memberikan efisiensi konversi lebih tinggi. Yang dimaksud dengan Hetero-junction atau Heterostructure adalah Struktur yang menggunakan bahan yang berbeda pada kedua sisi persimpangan PN.

Gambar 7

Photo Transistor pada umumnya dikemas dalam bentuk transparan pada area dimana Photo Transistor tersebut menerima cahaya.

Bentuk dan Simbol Phototransistor.
Photo Transistor pada umumnya dikemas dalam bentuk transparan pada area dimana Photo Transistor tersebut menerima cahaya.   Berikut ini adalah bentuk dan simbol Photo Transistor (Transistor Foto).
Gambar 8

 4. Prinsip Kerja (kembali)
Cara kerja Photo Transistor atau Transistor Foto hampir sama dengan transistor normal pada umumnya, dimana arus pada Basis Transistor dikalikan untuk memberikan arus pada Kolektor. Namun khusus untuk Photo Transistor, arus Basis dikendalikan oleh jumlah cahaya atau inframerah yang diterimanya. Oleh karena itu, pada umumnya secara fisik Photo Transistor hanya memiliki dua kaki yaitu Kolektor dan Emitor sedangkan terminal Basisnya berbentuk lensa yang berfungsi sebagai sensor pendeteksi cahaya.

Pada prinsipnya, apabila Terminal Basis pada Photo Transistor menerima intensitas cahaya yang tinggi, maka arus yang mengalir dari Kolektor ke Emitor akan semakin besar. untuk lebih jelaskan, lihat di pembuaatan simulasi rangkaian sederhana dibawah.

Kelebihan dan Kelemahan Phototransistor
Meskipun Phototransistor memiliki berbagai kelebihan, namun bukan juga tanpa kelemahan. Berikut ini adalah beberapa Kelebihan dan kelemahan Phototransistor:

Kelebihan Phototransistor
  1. Photo Transistor menghasilkan arus yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan Photo Diode.
  2. Photo Transistor relatif lebih murah, lebih sederhana dan lebih kecil sehingga mudah untuk diintegrasikan ke berbagai rangkaian elektronika.
  3. Photo Transistor memiliki respon yang cepat dan mampu menghasilkan Output yang hampir mendekati instan.
  4. Photo Transistor dapat menghasilkan Tegangan, sedangkan Photoresistor tidak bisa.
Kelemahan Phototransistor
  1. Phototransistor yang terbuat dari Silikon tidak dapat menangani tegangan yang melebihi 1000Volt
  2. Phototransistor sangat rentan terhadap lonjakan listrik yang mendadak (electric surge).
  3. Phototransistor tidak memungkin elektron bergerak sebebas perangkat lainnya (contoh: Tabung Elektron).

 5. Gambar Rangkaian (kembali)
Gambar 9

 6. Example dan Problem (kembali)
Problem
1. Untuk fototransistor yang memiliki karakteristik Gambar 21.51, tentukan basis yang diinduksi foto arus untuk kerapatan fluks radiasi 5 mW/cm2,jika hfe 40, cari IC.
Jawab:
IC=hfe x IA
IC=40 X 5
IC=200mA

2. Rancang gerbang OR-isolasi tinggi yang menggunakan fototransistor dan LED.


 7. Video (kembali)

8. Link Download (kembali)
Video klik disini
Rangkaian klik disini
Html klik disini
Datasheet Resistor klik disini
Datasheet LED klik disini


0 komentar:

Posting Komentar