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(jī)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(guān)開關(guān)。

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(guān)閉。它的符號如下所示：

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：

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(yīng)用，如接近傳感器或光學(xué)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(yīng)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(dāng)基極電流的電流。

測試光電晶體管的簡單設(shè)置

以下是光電晶體管工作原理的總結(jié)：

當(dāng)光照射到光電二極管上時，它會產(chǎn)生電子流進(jìn)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(qiáng)。

光電晶體管電路：制作自動燈開/關(guān)開關(guān)

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(guān)，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(xué)的好方法，您可以輕松地對其進(jìn)行擴(kuò)展。例如，通過在這個電路上添加一個繼電器或更強(qiáng)大的晶體管，你可以控制一個更高的負(fù)載，比如一個電機(jī)，并將其擴(kuò)展成一個跟隨光的機(jī)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

它是如何工作的

完成所有連接后，光電晶體管應(yīng)感應(yīng)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(guān)閉，LED 將關(guān)閉。

該電路背后的基本思想是光電晶體管感應(yīng)落在其上的光量并相應(yīng)地打開/關(guān)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(diǎn)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(yīng)時間僅為幾納秒，非常適合需要高速檢測的應(yīng)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(shè)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。
審核編輯：陳陳