Phototransistors (Kelas C)

[Menuju Akhir]

[Home]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar teori

4. Rangkaian Simulasi 

5. Prinsip Kerja

6. Video Tutorial

7. Link Download

1. Tujuan
[Kembali]

• Merangkai sensor Infrared sederhana dengan proteus
• Mengetahui bagaimana cara merangkai alat secara sederhana

2. Komponen

[Kembali]

• Phototransistor

Phototransistors

• Battery

Battery

• Resistor

Resistor

• Transistor

Transistor

• Relay

Relay

• Alternator (AC)

AC

• LED

Green Yellow

Red Green

• Lamp

Lamp

3. Dasar Teori

[Kembali]

Phototransistors adalah Transistor yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik dan memiliki penguat (gain) Internal. Penguat Internal yang terintegrasi ini menjadikan sensitivitas atau kepekaan Photo Transistor terhadap cahaya jauh lebih baik dari komponen pendeteksi cahaya lainnya seperti Photo Diode ataupun Photo Resistor. Cahaya yang diterima oleh Photo Transistor akan menimbulkan arus pada daerah basis-nya dan menghasilkan penguatan arus hingga ratusan kali bahkan beberapa ribu kali.  Photo Transistor juga merupakan komponen elektronika yang digolongkan sebagai Transduser.

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 56.8 Representasi skematik dari phototransistor bipolar sederhana.
Perhatikan bahwa phototransistor memiliki titik p-n yang besar
wilayah yang merupakan bagian fotosensitif dari perangkat


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 [4] atau digabungkan ke film semikonduktor [5].

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.

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).

Grafik respon sensor Phototransistor

contoh gambar grafik hubungan antara arus listrik dengan intensitas cahaya

Kelebihan dan Kelemahan Phototransistor

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

Kelebihan Photo Transistor

• Photo Transistor menghasilkan arus yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan Photo Diode.
• Photo Transistor relatif lebih murah, lebih sederhana dan lebih kecil sehingga mudah untuk diintegrasikan ke berbagai rangkaian elektronika.
• Photo Transistor memiliki respon yang cepat dan mampu menghasilkan Output yang hampir mendekati instan.
• Photo Transistor dapat menghasilkan Tegangan, sedangkan Photoresistor tidak bisa.

Kelemahan Photo Transistor

• Phototransistor yang terbuat dari Silikon tidak dapat menangani tegangan yang melebihi 1000Volt
• Phototransistor sangat rentan terhadap lonjakan listrik yang mendadak (electric surge).
• Phototransistor tidak memungkin elektron bergerak sebebas perangkat lainnya

4. Rangkaian Simulasi

[Kembali]

• Phototransistors ON (terkena cahaya)

ON

• Phototransistors OFF ( tidak terkena cahaya)

OFF

5. Prinsip Kerja

[Kembali]

• Phototransistors

Cara kerja Phototransistor atau Transistor Foto hampir sama dengan Transistor normal pada umumnya, dimana arus pada Basis Transistor dikalikan untuk memberikan arus pada Kolektor. Namun khusus untuk Phototransistor, 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.

• Prinsip kerja Rangkaian

a. Ketika Phototransistors mendapatkan cahaya (ON)

Ketika Phototransistors mendapatkan cahaya, maka base pada phototransistors tersebut mengalami bias positif sehingga emitor dan colector terhubung yang menyebabkan mengalirnya arus listrik, sehingga arus  listrik mengalir ke base pada transistor, dengan begitu maka arus listrik pada relay mengalir ke ground (Relay ON), dengan demikian switch pada relay tersebut berpindah ke kiri, sehingga lampu dan led mati.