光電晶體管是用于檢測電子項目中光的非常有用的組件。您經(jīng)常會在遙控接收器、脈搏血氧儀和線路跟蹤機器人中找到它們。
在本指南中，您將了解什么是光電晶體管，如何使用光電晶體管，并通過一個簡單的項目來構(gòu)建自動開/關開關。
光電晶體管符號和封裝
什么是光電晶體管？
光電晶體管是將光轉(zhuǎn)化為電的元件。它是一種晶體管，只是它使用光而不是基極電流來打開和關閉。它的符號如下所示：
光電晶體管符號
在普通 （BJT） 晶體管中，從基極到發(fā)射極的電流控制集電極和發(fā)射極之間的電流。在光電晶體管中，光控制集電極和發(fā)射極之間的電流。
下面您可以看到一個簡單的電路，您可以使用它來將光轉(zhuǎn)換為電壓來測試光電晶體管：
簡單的光電晶體管電路將光轉(zhuǎn)換為電壓的簡單電路
有兩種不同類型的光電晶體管，NPN 和 PNP。NPN光電晶體管是最常見的，用于低功耗應用，如接近傳感器或光學編碼器。PNP光電晶體管不太常見，用于煙霧探測器或紅外傳感器等應用。
光電晶體管的工作原理
光電晶體管與普通晶體管一樣具有基極、集電極和發(fā)射極，但它沒有連接到基極的引腳，而是具有一個內(nèi)部光電二極管，可將光轉(zhuǎn)換為充當基極電流的電流。
測試光電晶體管的簡單設置
以下是光電晶體管工作原理的總結(jié)：
當光照射到光電二極管上時，它會產(chǎn)生電子流進入晶體管的基極。這會打開晶體管，以便電流可以從集電極流向發(fā)射極。照射到光電二極管上的光越多，流入基極的電子就越多，電流就越強。
光電晶體管電路：制作自動燈開/關開關
現(xiàn)在您已經(jīng)了解了光電晶體管的基本概念，您可以構(gòu)建一個自動開關，在天黑時打開燈。由于流過光電晶體管的電流通常很少，因此使用另一個晶體管來打開燈。
這個項目是了解基本電子學的好方法，您可以輕松地對其進行擴展。例如，通過在這個電路上添加一個繼電器或更強大的晶體管，你可以控制一個更高的負載，比如一個電機，并將其擴展成一個跟隨光的機器人！
您需要的材料：
光電晶體管
10 kΩ電阻（R1）
1 kΩ電阻（R2）
BC547 或其他 NPN 晶體管 （Q1）
發(fā)光二極管 （LED）
9V電池
光電晶體管電路，用于在天黑時打開LED
它是如何工作的
完成所有連接后，光電晶體管應感應環(huán)境光水平并向 NPN 晶體管輸出信號。如果環(huán)境光水平較低，NPN 晶體管將打開并允許電流流過 LED，從而打開
LED。如果環(huán)境光水平較高，NPN 晶體管將關閉，LED 將關閉。
該電路背后的基本思想是光電晶體管感應落在其上的光量并相應地打開/關閉 LED。
光電晶體管與光電二極管和光敏電阻
與光電二極管和光敏電阻相比，光電晶體管的主要優(yōu)點是它們對光的高靈敏度。因為它們有一個內(nèi)置的晶體管來放大電流，所以它們可以檢測到非常低的光水平。
它們的速度也非常快，響應時間僅為幾納秒，非常適合需要高速檢測的應用。
光電晶體管（和光電二極管）可以比光敏電阻小得多，因此即使是手表或計算器等小型設備，也可以安裝數(shù)百個光敏電阻。而且它們消耗的功率更少。
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