LTR-209 फोटोट्रांजिस्टर डेटाशीट - ट्रांसपेरेंट पैकेज - Vce 30V - पावर 100mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTR-209 एक सिलिकॉन NPN फोटोट्रांजिस्टर है जो विशेष रूप से इन्फ्रारेड डिटेक्शन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह पारदर्शी प्लास्टिक पैकेजिंग में आता है और आपतित प्रकाश (विशेष रूप से इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम) के प्रति उच्च संवेदनशीलता प्रदर्शित करता है। यह उपकरण अपने व्यापक कार्यशील रेंज, उच्च विश्वसनीयता और लागत-प्रभावशीलता की विशेषताओं के लिए जाना जाता है, जो इसे विभिन्न संवेदन और पहचान प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ

• व्यापक कलेक्टर धारा सीमा:यह उपकरण व्यापक कलेक्टर धारा स्तरों का समर्थन करता है, जो सर्किट डिजाइन और संवेदनशीलता समायोजन के लिए लचीलापन प्रदान करता है।
• उच्च संवेदनशीलता लेंस:एकीकृत लेंस ने डिवाइस की आपतित अवरक्त विकिरण के प्रति संवेदनशीलता बढ़ाई है, जिससे सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में सुधार हुआ है।
• कम लागत वाली प्लास्टिक पैकेजिंग:किफायती प्लास्टिक पैकेजिंग का उपयोग करके समग्र सिस्टम लागत कम की गई है।
• पारदर्शी पैकेजिंग:पारदर्शी आवरण अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र तक पहुँचने वाले प्रकाश की मात्रा को अधिकतम करता है, जिससे प्रदर्शन अनुकूलित होता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

निम्नलिखित खंड LTR-209 फोटोट्रांजिस्टर के प्रमुख विद्युत और प्रकाशिक मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विवरण प्रस्तुत करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो उपकरण को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में या इनसे अधिक पर संचालन की कोई गारंटी नहीं है।

• पावर डिसिपेशन (P_D):100 mW। यह परिवेश तापमान (T_A) 25°C पर डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है। इस सीमा से अधिक होने पर थर्मल रनअवे और विफलता का जोखिम होता है।
• कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (V_CEO):30 V. बेस ओपन (केवल फोटोकरंट) की स्थिति में, कलेक्टर और एमिटर टर्मिनलों के बीच लगाया जा सकने वाला अधिकतम वोल्टेज।
• एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज (V_ECO):5 V. उत्सर्जक और संग्राहक के बीच लागू किया जा सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज।
• कार्य तापमान सीमा:-40°C से +85°C। डिवाइस को इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर सामान्य रूप से कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• भंडारण तापमान सीमा:-55°C से +100°C। गैर-कार्यशील अवस्था में भंडारण के लिए तापमान सीमा जो प्रदर्शन में गिरावट का कारण नहीं बनती।
• पिन सोल्डरिंग तापमान:पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी की दूरी पर, 260°C पर 5 सेकंड तक। यह हाथ या वेव सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए स्वीकार्य थर्मल प्रोफाइल को परिभाषित करता है।

2.2 Electrical and Optical Characteristics

ये पैरामीटर T_A=25°C की विशिष्ट परीक्षण स्थितियों में मापे गए हैं, जो डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• कलेक्टर-एमिटर ब्रेकडाउन वोल्टेज (V_(BR)CEO):30 V (न्यूनतम)। शून्य विकिरण (E_C= 0 mW/cm²) और I_e= 1mA की स्थिति में मापा गया। यह पूर्ण अधिकतम रेटिंग की पुष्टि करता है।
• एमिटर-कलेक्टर ब्रेकडाउन वोल्टेज (V_(BR)ECO):5 V (न्यूनतम)। शून्य विकिरण और I_E= 100µA की स्थिति में मापा गया।
• कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (V_CE(SAT)):0.4 V (अधिकतम)। डिवाइस के पूरी तरह से "चालू" (संचालन) होने पर इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप, I_C= 100µA और E_e= 1 mW/cm² की स्थिति में मापा गया। कम V_CE(SAT)शक्ति हानि को कम करने के लिए अनुकूल है।
• उदय समय (T_r) और गिरने का समय (T_f):क्रमशः 10 µs (विशिष्ट) और 15 µs (विशिष्ट) हैं। ये पैरामीटर फोटोट्रांजिस्टर की स्विचिंग गति को परिभाषित करते हैं। V_CC=5V, I_C=1mA, R_L=1kΩ की स्थिति में मापा गया। यह असममितता फोटोट्रांजिस्टर में आम है।
• कलेक्टर डार्क करंट (I_CEO):100 nA (अधिकतम)। यह तब होता है जब डिवाइस पूर्ण अंधकार (E_e= 0 mW/cm²) और V_CE= 10V पर, कलेक्टर से एमिटर की ओर लीकेज करंट। उच्च संवेदनशीलता अनुप्रयोगों के लिए कम डार्क करंट महत्वपूर्ण है, जो शोर को न्यूनतम करता है।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

LTR-209 ने अपने प्रमुख पैरामीटर के लिए —संचालन संग्राहक धारा (I_C(ON))— एक ग्रेडिंग प्रणाली अपनाई है। ग्रेडिंग एक गुणवत्ता नियंत्रण प्रक्रिया है जो मापित प्रदर्शन के आधार पर घटकों को विशिष्ट समूहों या "ग्रेड" में वर्गीकृत करती है। यह डिजाइनरों को उन उपकरणों का चयन करने में सक्षम बनाती है जिनकी गारंटीकृत प्रदर्शन सीमा उनके अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त है।

3.1 चालू कलेक्टर करंट ग्रेडिंग

I_C(ON)मानकीकृत स्थितियों में मापा गया: V_CE= 5V, E_e= 1 mW/cm², इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत की तरंगदैर्ध्य (λ) 940nm है। मापी गई धारा के आधार पर, डिवाइस को निम्नलिखित श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:

• BIN C:0.8 mA (न्यूनतम) से 2.4 mA (अधिकतम)
• BIN D:1.6 mA (न्यूनतम) से 4.8 mA (अधिकतम)
• BIN E:3.2 mA (न्यूनतम) से 9.6 mA (अधिकतम)
• BIN F:6.4 mA (न्यूनतम) —— इस डेटाशीट अंश में ऊपरी सीमा निर्दिष्ट नहीं है।

डिज़ाइन प्रभाव:BIN C डिवाइस (कम करंट) के लिए डिज़ाइन किया गया सर्किट, यदि BIN F डिवाइस (उच्च करंट) के साथ पुनः कैलिब्रेट किए बिना उपयोग किया जाता है, तो ठीक से काम नहीं कर सकता है, और इसके विपरीत भी। सिस्टम प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए बिन कोड निर्दिष्ट करना महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है, जो दर्शाती हैं कि मुख्य पैरामीटर परिचालन स्थितियों के साथ कैसे बदलते हैं। एकल-बिंदु विनिर्देशों से परे वास्तविक व्यवहार को समझने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

4.1 संग्राहक अंधकार धारा और परिवेश तापमान संबंध (चित्र 1)

ग्राफ दर्शाता है कि I_CEO(Dark current) पर्यावरणीय तापमान (T) के साथ घातांकीय रूप से बढ़ता है।_Aउदाहरण के लिए, 100°C पर, डार्क करंट 25°C की तुलना में कई गुना अधिक हो सकता है। यह बढ़े हुए थर्मल रूप से जनित वाहकों के कारण अर्धचालक का मूल व्यवहार है।डिज़ाइन विचार:उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों में, बढ़ा हुआ डार्क करंट एक महत्वपूर्ण शोर स्रोत बन सकता है, जो कमजोर ऑप्टिकल संकेतों को दबा सकता है। थर्मल प्रबंधन या सिग्नल कंडीशनिंग की आवश्यकता हो सकती है।

4.2 संग्राहक शक्ति अपव्यय और परिवेश तापमान संबंध (चित्र 2)

यह डिरेटिंग कर्व अधिकतम अनुमेय पावर डिसिपेशन (P_C) और T_Aके कार्यात्मक संबंध को दर्शाता है। 100 mW का पूर्ण अधिकतम रेटेड मान केवल 25°C या उससे कम तापमान पर मान्य है। T_Aजैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, डिवाइस की हीट डिसिपेशन क्षमता कम हो जाती है, इसलिए अधिकतम अनुमेय पावर को रैखिक रूप से कम किया जाना चाहिए। 85°C (अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान) पर, अनुमेय पावर डिसिपेशन काफी कम हो जाता है।डिज़ाइन विचार:सर्किट डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि वास्तविक पावर डिसिपेशन (V_CE* I_C) उच्चतम अपेक्षित ऑपरेटिंग तापमान पर डेरेटेड मूल्य से अधिक न हो।

4.3 राइज़/फॉल टाइम और लोड रेज़िस्टेंस के बीच संबंध (चित्र 3)

यह वक्र स्विचिंग गति और सिग्नल आयाम के बीच ट्रेड-ऑफ को दर्शाता है। राइज टाइम (T_r) और फॉल टाइम (T_f) दोनों लोड रेसिस्टेंस (R_L) के बढ़ने के साथ बढ़ते हैं। बड़ा R_Lबड़ा आउटपुट वोल्टेज स्विंग (ΔV = I_C* R_L) प्रदान करता है, लेकिन सर्किट की प्रतिक्रिया समय को धीमा कर देता है, क्योंकि ट्रांजिस्टर के जंक्शन कैपेसिटेंस को बड़े रेसिस्टर के माध्यम से चार्ज/डिस्चार्ज होने में अधिक समय लगता है।डिज़ाइन विचार:R_Lका मान इस आधार पर चुना जाना चाहिए कि एप्लिकेशन में उच्च गति प्रतिक्रिया (कम R_L) को प्राथमिकता दी जाती है या उच्च आउटपुट वोल्टेज लाभ (उच्च R) को।_L) का चयन करने के लिए।

4.4 सापेक्ष कलेक्टर करंट और इर्रडिएंस के बीच संबंध (चित्र 4)

यह ग्राफ सामान्यीकृत कलेक्टर धारा और आपतित प्रकाश शक्ति घनत्व (विकिरण, E_e) के बीच संबंध दर्शाता है। प्लॉट किए गए सीमा (0 से लगभग 5 mW/cm²) में यह संबंध रैखिक है। यह रैखिकता सिमुलेशन सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले फोटोट्रांजिस्टर की एक महत्वपूर्ण विशेषता है, क्योंकि आउटपुट धारा इनपुट प्रकाश तीव्रता के समानुपाती होती है। यह वक्र V_CE= 5V की स्थिति में खींचा गया।

4.5 संवेदनशीलता योजनाबद्ध आरेख (चित्र 5)

हालांकि अक्ष संक्षिप्त हैं, लेकिन "संवेदनशीलता आरेख" आमतौर पर डिटेक्टर की वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया को दर्शाता है। LTR-209 जैसे सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर निकट-अवरक्त क्षेत्र के प्रकाश के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं, जिनकी चरम संवेदनशीलता लगभग 800-950 nm पर होती है। यह उन्हें सामान्य अवरक्त एमिटर (जैसे λ=940nm वाले LED, जैसा कि बिनिंग परीक्षण स्थितियों में वर्णित है) के साथ उपयोग करने और दृश्यमान प्रकाश व्यवधान को फ़िल्टर करने के लिए आदर्श बनाता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 Package Dimensions

This device uses a standard through-hole plastic package. Key dimensional specifications in the datasheet include:

• सभी आयाम मिलीमीटर में हैं (कोष्ठक में इंच)।
• जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.25mm (±.010") लागू होती है।
• फ्लैंज के नीचे रेजिन की अधिकतम प्रोट्रूज़न मात्रा 1.5mm (.059") है।
• पिन पिच को उस स्थान पर मापा जाता है जहां पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है, जो PCB पैड डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

पोलैरिटी पहचान:लंबे पिन आमतौर पर कलेक्टर होते हैं, छोटे पिन एमिटर होते हैं। पैकेज के किनारे पर सपाट सतह भी एमिटर की ओर संकेत कर सकती है। सत्यापन के लिए हमेशा पैकेज आरेख देखें।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

प्रदान किए गए मुख्य दिशानिर्देश हैंड या वेव सोल्डरिंग के लिए लागू होते हैं: पिन 260°C तापमान को 5 सेकंड तक सहन कर सकते हैं, माप बिंदु पैकेज बॉडी से 1.6mm (.063") दूर है। यह आंतरिक सेमीकंडक्टर चिप और प्लास्टिक पैकेज को थर्मल क्षति से बचाता है।

रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए:हालांकि इस डेटाशीट में स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट नहीं है, समान प्लास्टिक पैकेज आमतौर पर JEDEC मानक (जैसे J-STD-020) के अनुरूप प्रोफाइल की आवश्यकता होती है, जिसमें पीक तापमान आमतौर पर 260°C से अधिक नहीं होता। विशिष्ट मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल (MSL) और बेकिंग आवश्यकताएं यहां प्रदान नहीं की गई हैं, निर्माता से पुष्टि की जानी चाहिए।

भंडारण स्थितियां:उपकरण को -55°C से +100°C के निर्दिष्ट तापमान सीमा में, सूखे और गैर-संक्षारक वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। दीर्घकालिक भंडारण के लिए, इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा उपायों की सिफारिश की जाती है।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• वस्तु का पता लगाना और निकटता संवेदन:अवरक्त एलईडी के साथ संयोजन में उपयोग करके, किसी वस्तु की उपस्थिति, अनुपस्थिति या निकटता का पता लगाना (उदाहरण के लिए, वेंडिंग मशीन, प्रिंटर, औद्योगिक स्वचालन में)।
• स्लॉट सेंसर और एनकोडर:वस्तुओं की गिनती या घूर्णन गति मापने के लिए अवरक्त किरण पुंज में व्यवधान का पता लगाता है।
• रिमोट कंट्रोल रिसीवर:विशिष्ट फोटोडायोड की तुलना में धीमे होने के बावजूद, इनका उपयोग सरल, कम लागत वाले अवरक्त रिसीवर सर्किट में किया जा सकता है।
• ग्रेटिंग और सुरक्षा प्रणाली:घुसपैठ का पता लगाने के लिए अदृश्य प्रकाश किरणें बनाना।

7.2 डिज़ाइन विचार एवं सर्किट कॉन्फ़िगरेशन

सबसे आम सर्किट कॉन्फ़िगरेशन हैकॉमन एमिटरमोड। फोटोट्रांजिस्टर का कलेक्टर लोड रेसिस्टर (R_CC) सकारात्मक पावर स्रोत (V_L) से कनेक्ट करें, एमिटर ग्राउंडेड। आपतित प्रकाश फोटोकरंट (I_C) प्रवाहित करता है, जिससे कलेक्टर नोड पर आउटपुट वोल्टेज (V_OUT): V_OUT= V_CC- (I_C* R_L)। प्रकाश के अभाव में, V_OUTउच्च स्तर (~V) पर होता है।_CC). प्रकाश की उपस्थिति में, V_OUT drops.

मुख्य डिज़ाइन चरण:

1. R का चयन करें_L:आवश्यक आउटपुट स्विंग (V_CC/I_C(ON)) और वांछित गति के आधार पर (चित्र 3 देखें)। 1kΩ से 10kΩ के बीच के मान सामान्य हैं।
2. बैंडविड्थ पर विचार करें:R_LRC टाइम कॉन्स्टेंट का मान डिवाइस की जंक्शन कैपेसिटेंस के साथ मिलकर एक लो-पास फिल्टर बनाता है। पल्स ऑपरेशन के लिए, सुनिश्चित करें कि सर्किट का RC टाइम कॉन्स्टेंट पल्स चौड़ाई से बहुत कम है।
3. परिवेशी प्रकाश का प्रबंधन करें:ऑप्टिकल फ़िल्टरिंग का उपयोग करें (सेंसर पर गहरे रंग या इन्फ्रारेड-पास फ़िल्टर लगाकर) ताकि अवांछित दृश्य प्रकाश अवरुद्ध हो और शोर कम हो।
4. तापमान क्षतिपूर्ति:सटीक एनालॉग सेंसिंग के लिए, डार्क करंट की तापमान निर्भरता पर विचार करें (चित्र 1)। तकनीकों में अंतर विन्यास में मेल खाते डार्क संदर्भ सेंसर का उपयोग या सॉफ़्टवेयर क्षतिपूर्ति लागू करना शामिल है।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

अन्य प्रकाशीय संसूचकों की तुलना में:

• फोटोडायोड की तुलना में:फोटोट्रांजिस्टर आंतरिक धारा लाभ (β या h_FE) प्रदान करते हैं, जिससे समान प्रकाश स्तर पर उच्च आउटपुट धारा उत्पन्न होती है। यह सर्किट डिजाइन को सरल बनाता है क्योंकि कम बाद के प्रवर्धन की आवश्यकता होती है।_hFE), जो समान प्रकाश स्तर पर उच्च आउटपुट धारा उत्पन्न करता है। यह सर्किट डिजाइन को सरल बनाता है क्योंकि कम बाद के प्रवर्धन की आवश्यकता होती है। हालांकि, फोटोट्रांजिस्टर आमतौर पर फोटोडायोड की तुलना में धीमे होते हैं (लंबे उदय/पतन समय), और उनकी रैखिक सीमा भी अधिक सीमित होती है।
• फोटो-डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर की तुलना में:फोटोट्रांजिस्टर डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर मानक फोटोट्रांजिस्टर की तुलना में अधिक लाभ प्रदान करता है, लेकिन इसकी प्रतिक्रिया समय स्पष्ट रूप से धीमी होती है और संतृप्ति वोल्टेज (V_CE(SAT)) भी अधिक होता है। LTR-209 लाभ, गति और वोल्टेज ड्रॉप के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।
• LTR-209 की विभेदक विशेषताएँ:其पारदर्शी एनकैप्सुलेशन和एकीकृत लेंसयह एक महत्वपूर्ण अंतरकारक कारक है। कई प्रतिस्पर्धी फोटोट्रांजिस्टर प्रकाश को क्षीण करने वाले काले एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन का उपयोग करते हैं। LTR-209 का पारदर्शी एनकैप्सुलेशन संवेदनशीलता को अधिकतम करता है, जबकि लेंस आपतित प्रकाश को सक्रिय क्षेत्र पर केंद्रित करने में सहायता करता है, जिससे दिशात्मकता और सिग्नल शक्ति में वृद्धि होती है।

9. Frequently Asked Questions (Based on Technical Specifications)

9.1 What does the "BIN" code mean? Why is it important?

BIN कोड (C, D, E, F) मापी गई संग्राहक धारा (I_C(ON)) उपकरणों को वर्गीकृत करता है। यह अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रदर्शन की एक विशिष्ट सीमा सुनिश्चित करता है। गलत ग्रेड के उपकरण का उपयोग करने से आपके सर्किट की संवेदनशीलता अपर्याप्त या अत्यधिक हो सकती है, जिससे विफलता हो सकती है। ऑर्डर करते समय कृपया आवश्यक ग्रेड निर्दिष्ट करना सुनिश्चित करें।

9.2 क्या मैं इस सेंसर को दृश्य प्रकाश स्रोत के साथ उपयोग कर सकता हूँ?

हालांकि सिलिकॉन सामग्री दृश्य प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करती है, इसकी शिखर संवेदनशीलता निकट-अवरक्त क्षेत्र में होती है (अंतर्निहित चित्र 5 देखें)। श्रेष्ठ प्रदर्शन प्राप्त करने और परिवेशी दृश्य प्रकाश के हस्तक्षेप से बचने के लिए, इसे एक अवरक्त एमिटर (आमतौर पर 850nm, 880nm, या 940nm) के साथ जोड़ने और डिटेक्टर पर एक अवरक्त-पारदर्शी फिल्टर का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।

9.3 आउटपुट को डिजिटल सिग्नल में कैसे परिवर्तित करें?

सबसे सरल तरीका आउटपुट (कलेक्टर नोड) को एक श्मिट ट्रिगर इन्वर्टर या हिस्टैरिसीस वाले कम्पेरेटर के इनपुट से जोड़ना है। यह एनालॉग वोल्टेज स्विंग को एक साफ डिजिटल सिग्नल में बदल देता है, जो शोर से प्रभावित नहीं होता। कम्पेरेटर की थ्रेशोल्ड को "चमकीले" और "अंधेरे" आउटपुट वोल्टेज स्तरों के बीच सेट किया जाना चाहिए।

9.4 उज्ज्वल, उच्च तापमान वाले वातावरण में मेरा आउटपुट अस्थिर क्यों है?

यह संभवतः उच्च डार्क करंट (जो चित्र 1 के अनुसार तापमान बढ़ने के साथ बढ़ता है) और परिवेशी प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया के संयुक्त प्रभाव के कारण है। समाधानों में शामिल हैं: 1) दृश्य क्षेत्र को सीमित करने के लिए भौतिक शील्ड या पाइपिंग जोड़ना, 2) मॉड्यूलेटेड इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत और सिंक्रोनस डिटेक्शन का उपयोग करना, 3) तापमान-स्थिर बायस या कम्पेंसेशन सर्किट लागू करना।

10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

दृश्य:प्रिंटर के लिए कागज का पता लगाने वाला सेंसर डिजाइन करना।

कार्यान्वयन:इन्फ्रारेड एलईडी और एलटीआर-209 को कागज के मार्ग के दोनों ओर रखें, एक बीम बनाने के लिए संरेखित करें। जब कागज मौजूद होता है, तो यह बीम को अवरुद्ध कर देता है। फोटोट्रांजिस्टर को कॉमन एमिटर मोड में कॉन्फ़िगर किया गया है, आर_L= 4.7kΩ, वी_CC= 5V.

घटक चयन और गणना:BIN D से डिवाइस का चयन करें (I_C(ON)= 1.6-4.8mA)। जब कोई पेपर नहीं होता (बीम पूर्ण), मान लें I_C= 3mA (टाइपिकल)। V_OUT= 5V - (3mA * 4.7kΩ) = 5V - 14.1V = -9.1V। यह संभव नहीं है, जिसका अर्थ है ट्रांजिस्टर संतृप्त है। संतृप्ति पर, V_OUT≈ V_CE(SAT)≈ 0.4V (low-level signal). जब कागज प्रकाश किरण को अवरुद्ध करता है, तो I_C≈ I_CEO(बहुत छोटा, ~nA), इसलिए V_OUT≈ 5V (high-level signal). कागज की उपस्थिति का पता लगाने के लिए माइक्रोकंट्रोलर का GPIO पिन इस high/low-level सिग्नल को सीधे पढ़ सकता है। शोर को फ़िल्टर करने के लिए सेंसर के पावर पिन के बीच एक डिकप्लिंग कैपेसिटर (जैसे 100nF) जोड़ने की सलाह दी जाती है।

11. कार्य सिद्धांत

एक फोटोट्रांजिस्टर एक बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) है जिसका बेस क्षेत्र प्रकाश के संपर्क में होता है। पर्याप्त ऊर्जा वाले आपतित फोटॉन बेस-कलेक्टर जंक्शन में इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं। इन फोटोजनित वाहकों को आंतरिक विद्युत क्षेत्र द्वारा बाहर निकाल दिया जाता है, जो प्रभावी रूप से बेस करंट का कार्य करता है। फिर इस "ऑप्टिकल बेस करंट" को ट्रांजिस्टर के करंट गेन (h_hFE) द्वारा प्रवर्धित किया जाता है, जिससे कहीं अधिक बड़ा कलेक्टर करंट उत्पन्न होता है। इस कलेक्टर करंट का परिमाण आपतित प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होता है, जिससे संवेदन कार्य प्रदान होता है। LTR-209 का पारदर्शी आवरण और लेंस संवेदनशील अर्धचालक जंक्शन तक पहुंचने वाले फोटॉनों की संख्या को अधिकतम करता है।

12. तकनीकी रुझान

LTR-209 जैसे फोटोट्रांजिस्टर एक परिपक्व और लागत-प्रभावी तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के वर्तमान रुझानों में शामिल हैं:

• एकीकरण:एकीकृत समाधानों की ओर विकास, जहां फोटोडिटेक्टर, एम्पलीफायर और डिजिटल लॉजिक (उदाहरण के लिए, अंतर्निर्मित लॉजिक आउटपुट वाले फोटोइंटरप्टर) को एक ही चिप पर एकीकृत किया जाता है, जिससे बाहरी घटकों की संख्या कम होती है और शोर प्रतिरोध में सुधार होता है।
• सरफेस माउंट डिवाइस (SMD):हालांकि थ्रू-होल पैकेजिंग प्रोटोटाइपिंग और कुछ अनुप्रयोगों में अभी भी लोकप्रिय है, उद्योग स्वचालित असेंबली और सीमित स्थान वाले डिजाइनों (जैसे SMT-3) के अनुरूप छोटे SMD पैकेजों की ओर मजबूती से बढ़ रहा है।
• प्रदर्शन वृद्धि:ऑटोमोटिव, औद्योगिक और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों को पूरा करने के लिए तेज प्रतिक्रिया समय, कम डार्क करंट और उच्च तापमान स्थिरता वाले उपकरणों का विकास।
• अनुप्रयोग-विशिष्ट अनुकूलन:सेंसर विशिष्ट तरंग दैर्ध्य (उदाहरण के लिए, हृदय गति निगरानी के लिए विशिष्ट अवरक्त तरंग दैर्ध्य) के लिए या अंतर्निहित सूर्य प्रकाश फिल्टर के साथ अनुकूलित किए जा रहे हैं।

फोटोट्रांजिस्टर का मूल संचालन सिद्धांत अभी भी मान्य है, और LTR-209 जैसे उपकरण अपनी सादगी, मजबूती और कम लागत के कारण, बुनियादी से मध्यम स्तर तक की विभिन्न संवेदन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक विश्वसनीय विकल्प बने हुए हैं।