Spannungsteiler mit Fototransistor

[franzlst]

Moin!

Ich habe eine Frage zur im Anhang befindlichen Schaltung. Es handelt sich dabei um eine Art Spannungsteiler, nur dass statt eines veränderlichen Widerstandes ein Fototransistor (http://www.farnell.com/datasheets/70729.pdf)eingebaut ist.

Wird der Fototransistor nicht beleuchtet, so messe ich am Voltmeter eine Spannung von etwa 0,1V, bei voller Beleuchtung etwa 5,5V.

Nun versuche ich zu verstehen, wie diese Werte zustande kommen.

Gehe ich nach der Formel für Spannungsteiler U1 = U * R1 / (R1 + R2), wobei U bei mir 5V und R1 3Mohm sind, komme ich auf einen Schein-Widerstand von -0,27Mohm bis 1500Mohm.

Jetzt kann ich das allerdings nicht ganz in Einklang mit meinem (bescheidenen) Wissen über Transistoren bringen. Ein Transistor schaltet einen Strom bzw verstärkt I_BE um einen Faktor B mit B = bspw 400 (I_CE = B * I_BE). Ein Fototransistor verstärkt seinen eigenen Strom, also den Fotostrom der bei Lichteinfall entsteht.

Lässt sich der verstärkte Fotostrom vllt mit U = R*I in einen Scheinwiderstand umrechnen (wobei U= 5V) ?

Danke schonmal für eure Erklärungen

[Moritz f.]

Hallo,

also meiner Meinung nach müsste das so gehen:

R=U/I..... ohmesches Gesetz

U=Spannungsabfall an der Kolektor-Emitter Strecke = 1,4V (2Dioden)
I=ILicht*B

Wenn nun B bekannt ist hast du den Widerstand also als

R=1,4/(ILicht*B)

Ich glaub das passt so. . .

lg MoFe

[Besserwessi]

Ein Phototransitor ist ähnlich wie eine Photodiode besser durch eine Stromquelle beschrieben.

Bei starker Beleuchtung und hochohmiger Beschaltung wirkt der Phototransitor als Spannungsquelle, ähnlich einer Solarzelle. Kann man sicher auch nachmessen wenn man nur die Spannung am Phototransitor misst, ohne weitere Schaltung.

[franzlst]

Ich messe eine Spannung zwischen 0V (keine Beleuchtung) und 0,5V, wie von dir (Besserwessi) gemeint ohne Beschaltung.
Ist das dann so zu verstehen, dass der Fototransistor ohne Beleuchtung ein offener Schalter (sehr hoher Widerstand) ist, der Abgriff also nur zwischen Masse und Masse erfolgt. Bei Beleuchtung geht der Widerstand gegen Null (da der Strom C->E so gering ist) und die Spannung vom Transistor addiert sich zur Versorgungsspannung (R1 / (R1 + R2) = 1) ?

[PICture]

Hallo franzlst!

Der Fototransistor in deiner Schaltung ist umgepolt (+5 V und 0 V vertauscht) und arbeitet als eine in Sperrrichtung polarisierte Fotodiode.

Normaleweise sollte, für n-p-n Transistor als Verstärker, sein Kollektor höheren Potenzial als Emmiter haben.

MfG

[Gock]

PICture hat recht.
Darüber hinaus ist es in der Regel besser, den R und den T zu tauschen, damit der Emmiter auf GND liegt. Aber das hängt auch davon ab, wie Du das Signal brauchst...
Gruß

[franzlst]

Ah, ich hab gerade noch mal nachgeschaut, ihr beiden habt natürlich Recht.

Damit hab ich jedoch noch weniger Erfahrung - trifft meine Erklärung trotzdem zu?

Danke

[Gock]

Also ich befürchte nicht ganz. Einen negativen Widerstand gibt es nicht und Scheinwiderstand nennt man sowas nicht. Es wäre mir neu, aber ein Phototransistor wirkt meiner Meinung nach nicht wie eine Spannungsquelle, weil er, wie Du bereits sagtest, wie ein Stromvertärker wirkt. Demnach kann die Spannung an ihm eigentlich nicht höher werden, als die angelegte. Vielleicht weiß das jemand genau??
Man kann einen "Photostrom" natürlich auch nicht in einen "Scheinwiderstand umrechnen. Aber natürlich kann man den Transistor näherungsweise als einen veränderlichen Widerstand betrachten, falls Du das meinst. An ihm gilt natürlich U=R*I.
Gruß

[Besserwessi]

Die Erklärung für die 5.5 V ist schon richtig, auch wenn der Transistor falsch herum betrieben war.

[franzlst]

Danke für eure Hilfe. Die Erklärung mit dem negativen Widerstand habe ich ja wieder aufgegeben.

Es bleibt "Sehr hoher Widerstand bis Spannungsquelle" abhängig von der Intensität des Lichteinfalls.

[PICture]

Hallo!

Der Gock hat es richtig erklärt. Um die 0,5V zu 5V zu addieren, muss die "Fotodiode" anders beschaltet werden. Ein Fototransistor wirkt immer nur als Verstärker des Stroms, der durch Lichtanfall in der B-E Strecke erzeugt wird.

MfG