Светочувствительный сенсор из светодиода

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Андрей Николаев, г. Запорожье
Светодиоды давно и широко применяются в различных устройствах. Тем не менее, и в настоящее время открываются их новые возможности, которые позволяют использовать светодиоды в ряде «нетрадиционных» режимов и схем. В зависимости от типа кристаллов светодиодов (LED) свет излучается в видимой или инфракрасной части спектра. Если излучение происходит в видимой глазом человека части спектра, то это воспринимается человеком как свечение LED определенным цветом. Например, отечественные светодиоды типа АЛ307БМ излучают красный свет. Если кристалл светодиода освещать внешним светом, то кванты оптического излучения проникают в зону его p-n-перехода. Это приводит к резкому снижению обратного сопротивления перехода и образованию разности потенциалов между областями кристалла с различными типами проводимости. Возникает, так называемая, фотоЭДС, и на выводах LED появляется разность потенциалов.


Ток, который может развить во внешней цепи освещенный светом кристалл светодиода, очень мал, но разность потенциалов на выводах светодиода может составлять 0.6... 1.3 В. Конкретная величина ЭДС зависит от цвета свечения LED, его типа и величины нагрузочного сопротивления.
При экспериментах наибольшую отдачу обеспечивали светодиоды красного цвета свечения, в частности, отечественные светодиоды типа АЛ307БМ и АЛ307КМ. Несколько меньшую ЭДС развивают «зеленые» светодиоды, например, АЛ307ВМ (АЛ307В). При этом имеется очень большой разброс величин ЭДС даже среди светодиодов одного типа.
На рис.1 показана принципиальная схема из [2]. Напряжение, генерируемое освещенным индикаторным светодиодом LED, вызывает отпирание транзистора Т1 типа ВС548В. При этом напряжение на коллекторе этого транзистора уменьшается. С целью получения более выраженного эффекта работы этого устройства в ней можно включить несколько светодиодов последовательно. Однако входное сопротивление базового перехода биполярного транзистора Т1 невелико, и он достаточно сильно шунтирует светодиод LED, выступающий источником фотоЭДС.

В схеме рис.2 [1] фотоЭДС, развиваемая светодиодами при их освещении светом, будет значительно больше. Это объясняется тем, что полевой транзистор Т1 имеет очень большое входное сопротивление. Светодиоды LED, будут работать как источник ЭДС в режиме «холостого хода». Напряжение двух «красных» светодиодов при их освещении достаточно интенсивным светом, естественно, больше, чем одного. Выбор типа полевого транзистора Т1 производится по наименьшей величине порогового напряжения его отпирания. Среди импортных транзисторов такими параметрами обладают, например, BS170, BS108, BSS138. Если же приобретенный для схемы транзистор имеет большое напряжение отсечки, то можно вместо двух «приемных» светодиодов использовать три или более. Реле RE1, включенное в цепь стока полевого транзистора, срабатывает при освещении светодиодов и может использоваться для включения/выключения осветительных или иных электроприборов.
Вопросу использования светодиодов в качестве фотоприемников были также посвящены статьи в [3-5].

Литература
1. PE-AR.-2016.-№2.-S.19.
2. PE-AR. - 2016. - №4. - S.30.
3. Geoff Nicholls, LEDs double as photosensors // Elektor. - 2009. - №12. - R56.
4. Elektor.-2010.-№1.-R56.
5. Евгений Яковлев. LED фотоприемник-индикатор для систем охранной сигнализации // Электрик. - 2011. - №4. - С.84-85.
РА 4 '2017

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR