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• Jhon Cando Puenayan

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TRANSISTORES OPTOELECTRÓNICOS Jhon Cando, Cristian Flores Laboratorio de Circuitos Electrónicos, Departamento de Electrónica, Telecomunicaciones y Redes de Información. Quito, Ecuador [email protected] [email protected]

I.INFORME A. Consultar y describir 3 aplicaciones de un fototransistor. •

Aplicación 1: Detector de humo

Una aplicación del fototransistor se da en los detectores de humo sirve como alarma contra incendios. Su funcionamiento se basa: •

•

En ausencia de humo, la luz del diodo LED del sensor fotoeléctrico va directamente al fototransistor a través de la ranura, de este modo, el colector del fototransistor lanza la corriente hacia tierra haciendo que la alarma no suene. Cuando el humo pasa a través el hueco del sensor fotoeléctrico, la luz de LED deja de llegarle al fototransistor y entonces la alarma empieza a sonar.

Fig. 2. Circuito control remoto por rayos infrarrojos a) emisor b) receptor [2].

•

Aplicación 3: Sensor de proximidad

El fotodiodo emite radiación que al reflejarse en un objeto es detectada por un fototransistor permitiendo la conducción de electricidad y cambiando la polaridad del motor.

Fig. 1. Circuito detector de humo [1].

•

Aplicación infrarrojo

2:

Control

remoto

por

Se compone de un transmisor y un receptor. El transmisor es un oscilador a transistores que aplica la señal al diodo LED infrarrojo. En el receptor la señal es captada por el fototransistor infrarrojo y amplificada por el Amplificador Operacional. La señal pasa después al detector de tono que activará su salida sólo cuando la señal de entrada tenga un tono de la misma frecuencia que la establecida.

Fig. 3. Circuito sensor de proximidad [3].

B. Explique el comportamiento interruptor óptico.

de

un

Es un sensor en forma de “U”, conformado por un LED y un transistor, que permite detectar un objeto que atraviesa el dispositivo por la ranura.

Cuando el rayo de luz emitida por el LED se interrumpe, el transistor se activa o desactiva, dependiendo del tipo de optointerruptor utilizado. Sus cuatro patillas corresponden a los dos polos del diodo LED, positivo y negativo, y al colector y el emisor del transistor.

Fig. 6. Circuito de compensación de temperatura con diodo de resistencia [6].

Fig. 4. Interruptor óptico [4].

En el caso de que el fototransistor no tenga terminal base, un método para compensar el voltaje de salida sería reducir la resistencia de carga del fototransistor usando un termistor como se muestra en la Fig. 7.

C. Describa la funcionalidad de un sensor óptico retroreflexivo. El emisor de luz y los elementos receptores están contenidas en un mismo recinto. La luz del elemento emisor incide en el reflector y regresa al elemento receptor de luz. Cuando hay un objeto presente, se interrumpe la luz. Fig. 7. Circuito de compensación de temperatura con termistor [6].

Fig. 5. Sensor óptico retro reflexivo [5].

D. Consultar un circuito que permita reducir la corriente oscura en un fototransistor.

2) Las corrientes oscuras pueden ser generadas por algunas corrientes de fuga. Los efectos de una resistencia de base a emisor RBE sobre la corriente oscura se muestra en la Fig. 8.

La corriente oscura puede ser un problema grave por lo tanto puede imponer limitaciones, por ese motivo hay circuitos que reducen sustancialmente esta corriente con el fin de aportar la funcionalidad más estable. 1) La corriente de oscuridad es dependiente de la temperatura, cuanto más baja es la temperatura del sensor, más baja es la corriente de oscuridad. La corriente oscura de un fototransistor tiene un coeficiente de temperatura positivo y aumenta exponencialmente. Por lo tanto, para obtener un funcionamiento estable a temperaturas ambiente de 50 ~ 60 ° C, se hace necesaria la compensación de temperatura por corriente oscura y corriente fotoeléctrica de un fototransistor. El circuito que se muestra utiliza un coeficiente de temperatura negativo retenido por el voltaje directo VF de un diodo.

Fig. 8. Disminución de la corriente oscura por RBE [6].

Como sabemos a temperatura normal la corriente oscura de un fototransistor es muy pequeña, maso menos en el orden de los [nA]. Aun así, es posible reducir aún más dicha corriente mediante el circuito de la Fig. 8. En el circuito, se inserta una resistencia en el orden de los MΩ, entre la base y el emisor para evitar la corriente de fuga a través del colector al punto de unión de la base.

[5] Datasheet: MRD300 Available: II.CONCLUCIONES •

Se observó que en los circuitos diseñados del preparatorio mediante la variación de voltaje de entrada al fototransistor se controla la cantidad luminosa en su interior. Conectando un resistor en emisor se obtiene voltaje de salida alto cuando la entrada es alta; conectando un resistor en colector se obtiene voltaje de salida bajo cuando la entrada es alta.

•

La corriente oscura puede depender de factores como: temperatura y corriente de fuga, y para reducir esta corriente existen circuitos que compensan las irregularidades para un funcionamiento más estable.

•

Si para evitar la corriente de fuga con el fin de disminuir la corriente oscura, colocamos una RBE (Resistencia Base- Emisor) muy pequeño, la hFE (Ganancia de corriente) del fototransistor se reduce, por lo tanto, no se puede obtener la corriente de luz requerida para un funcionamiento estable.

III.RECOMENDACIONES •

Se puede utilizar una fotocelda para que reemplace a un fototransistor debido a que cumplen el mismo propósito, teniendo en cuenta la aplicación que se desee realizar.

REFERENCIAS

[1] C. Julián, Fototransistor. [En línea]. Disponible: https://ingtelecto.com/fototransistor/#_Ventaja_ de _los_Fototransistores. [Último acceso: 25/10/2019] [2] Kiktronik Ltd, How an LDR works, [En línea]. Disponible: https://www.kitronik. co.uk/pdf/How_an_LDR_works.pdf [Último acceso: 25/10/2019] [3] J. R. Sendra, Dispositivos Optoelectrónicos, IUMA, 2001. [4] D. B. Huff and J. P. Anthes, "Optoelectronic isolator for microwave applications," in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Mayo 1990.

https://pdf1.alldatasheet.es/datasheetpdf/view/100974/MOTOROLA/MRD300.html [Último acceso: 25/10/2019].