¿Qué es un fototransistor? - Conoce sobre los transmisores sensibles a la luz
En electrónica, cada uno de los componentes tiene un valor fundamental para que los equipos trabajen. En ese sentido, el fototransistor es una pieza clave en el funcionamiento de muchos de los dispositivos de uso común. Así que, en este artículo, se explica lo que es esta pieza y su función. De igual manera, se especifican las diferencias que tiene el dispositivo con el fotodiodo y los tipos que existen en el mercado.
Significado y concepto de un fototransistor en electrónica
El surgimiento del transistor supuso un avance importante para la creación de tecnología. Pues, es un elemento esencial que se encuentra en la mayoría de equipos y aparatos de la electrónica. Tal es el caos de los televisores, la radio, y en las computadoras, tanto portátiles como las de mesa. Se encuentran dentro de los populares circuitos integrados o en los microchips y tienen como objetivo conducir la frecuencia eléctrica por el dispositivo.
El fototransistor nace como una variante del transistor original, con una característica extra. Pues, este es un dispositivo que es sensible a los rayos de luz. Por lo general, suelen ser luces infrarrojas, aunque no descarta otros tipos de rayos. También se les conoce como transductores electroópticos porque convierten la luz en corriente eléctrica.
El fototransistor se utiliza en equipos muy comunes, aunque no nos percatamos de su presencia. Por ejemplo, juega un papel relevante en los lectores de cinta, porque sin su existencia no se accionaría el dispositivo. De igual manera, es posible encontrarlos en las tarjetas perforadas y en lápices con funciones ópticas. Uno de los usos con mayor importancia del fototransistor se encuentra en los sensores de proximidad. Los cuales, se emplean en los sistemas de detección de objetos que tanto ayudan en la paleontología y demás ramas.
¿Qué mide un fototransistor?
La principal función de un fototransistor es tomar la luz o los rayos y convertirlos en corriente. De modo que, la transferencia de calor desde éstas luces hasta el fototransistor hace que funcionen los aparatos de electrónica. Son pequeños dispositivos, pero cumplen un rol fundamental en el funcionamiento de los equipos más comunes del hogar.
Por lo general, en el mundo de la electrónica se puede considerar que fototransistor trabaja como funciona un fotodiodo. No obstante, el primer dispositivo es más complejo al presentar su base de manera externa al cuerpo principal. Pues, se encuentra conformado de tal manera que los fotones de luz alcancen dicha base y el transmisor se encienda. Por lo que, se comienzan a generar los electrones que hacen que todo el dispositivo funcione.
Cuando se hace la representación de un fototransistor se suele comenzar con la imagen de un fotodiodo. Sin embargo, se le añade una salida de corriente que llega hasta la base del dispositivo. Es decir, el lugar en donde recoge los fotones que se convertirán en electrones.
Es posible conectar el fototransistor de varias formas, ya que cuenta con un trío de terminales. No obstante, existen dos conexiones que destacan por encima de las demás al clasificarse como las más empleadas. En ese sentido, la amplificación (EC) de emisor común produce que el voltaje de la luz transcurra desde un nivel alto a uno inferior. Por su parte, la conexión CC o colector común produce un estado contrario, es decir, un nivel de voltaje que va desde lo bajo a lo superior.
Otra de las diferencias entre el fotodiodo y el fototransistor es que este último posee modos de uso. El modo activo produce que el transistor se convierta en un dispositivo analógico. El cual, cuenta con una salida descrita como lineal que es proporcional de forma directa a la intensidad que produce la luz mediante la corriente eléctrica.
El otro tipo o modo de uso se conoce como interruptor, en donde el rol del transistor se modifica. Pues, en este caso se convierte en un dispositivo digital y allí se producen dos fases. Una de ellas es la que deja el equipo apagado o en estado de corte. Mientras que, la segunda hace que el aparato permanezca encendido o en estado de saturación.
Con estas diferencias se determina que los diodos presentan mayor velocidad que los transistores. Además, su respuesta con respecto a la frecuencia que produce la energía tiende a alcanzar un mayor rango. No obstante, el fototransistor tiene roles específicos que lo hacen muy útiles para determinadas tareas.
¿Cómo funciona un fototransistor?
El fototransistor se le asimila con un fotodiodo, otro dispositivo que capta rayos de luz para hacer energía. Sin embargo, el primero cuenta con un amplificador, que es la base que produce en mayor medida la corriente. Esta diferencia se debe a que el captador del fototransistor es más sensible que el del fotodiodo.
Al ver como funciona un fototransistor, es posible darse cuenta que se parece a un transistor común. No obstante, el elemento distinto es que puede trabajar de dos formas. La primera de ellas un transistor común que produce corriente IB de base. Por otra parte, el rol de fototransistor lo asume cuando hay existencia de rayos de luz. Pues, dichos rayos son los que ejercen el trabajo de la corriente inicial.
El trabajo de un fototransistor transcurre al igual como funciona un fotodiodo. Sin embargo, el transistor invierte la polaridad de la corriente eléctrica, de modo que también modifica todos los fotones que se encuentran allí. Estos cambios significan una ganancia extra de energía.
¿Cuáles son las características de un fototransistor?
Entre las características hay que decir que es un dispositivo clasificado como semiconductor. Por lo que, no conduce de manera completa la electricidad. Su cuerpo se encuentra integrado o formado por tres capas, más la base, que es la que recibe la luz. Dicha base, recoge la luz del infrarrojo o de otros rayos y ejecuta la conversión en energía eléctrica.
La corriente se va a suministrar en dos secciones, a las que se les conoce como colector y emisor. En otros de los puntos elementales hay que destacar la construcción de estos dispositivos. Pues, se fabrican siguiendo los pasos de un transistor común, a excepción de la base. El material con el que se producen tiende a ser de plástico, aunque también existen muchos de metal.
¿Cuáles son los tipos de fototransistores?
El flujo de la corriente se produce cuando el fotodiodo absorbe la luz. Aquí hay dos tipos diferentes de dispositivos que pueden llevar a cabo la tarea. El primero de ellos, tiene la función de una célula solar, también se le conoce como fotovoltaico, ya que requiere de un voltaje determinado. En este, la corriente se genera con tan solo percibir la luz.
El segundo transmisor es un fotodiodo que cuenta con la polaridad invertida. Es decir, que la función de su trabajo es al revés, por lo que precisa menos luz que el anterior. Cuando más brilla el rayo, la resistencia del fototransistor baja, así que se genera mucha menos energía.
Fotodiodo PIN
El Diodo PIN es una de las variantes que existen del fotodiodo y del fototransistor. Este es un dispositivo que cuenta con tres capas en su estructura, en la que el tercer actúa como el elemento semiconductor. Es decir, que depende del contexto, puede fungir como un aislante o un conductor si se le requiere. Este es de tipo intrínseco, representando la I del nombre.
Las otras dos capas son diferentes entre sí, una es de tipo P, mientras que el otro semiconductor es N. Sirve en contraposición al fotodiodo p-n que no cuenta con el pin intrínseco. Entre las funciones principales de este equipo se encuentran los atenuadores, dispositivos que bajan la intensidad de los electrones. También en los interruptores de los microondas y los detectores. El fotodiodo PIN se observa con frecuencia en trabajos de telecomunicaciones. Pues, es un elemento que debe estar presente en el cableado de la fibra óptica.
Fotodiodo de avalancha
El otro tipo de fototransistor se conoce como fotodiodo de avalancha, aunque se le suele representar con la abreviación APD. Se trata de un fotodetector que también funciona a su equivalente al fotomultiplicador. Este dispositivo cuenta con la característica de que produce una mejoría en la corriente, debido a ionización. La cual, en el mundo científico y de la electrónica, se le apoda como efecto avalancha, de donde viene el nombre.
El fototransistor y el fotodiodo en cualquiera de sus versiones se utiliza en conjunto con la tecnología LED. El objetivo de este proceso es crear interruptores que puedan hacer la detección de los rayos de luz. De igual modo, se utilizan en los circuitos en donde se crea un fototransistor con un transistor normal, al cual se le agrega un fotodiodo, se le anida en la base y se conecta un pequeño cable al cátodo.