Fototransistor BPW40
¿Qué es el BPW40?
El BPW40 es un fototransistor NPN de silicio encapsulado en lente de 5 mm (T-1 3/4) diseñado para detectar luz visible y cercana al infrarrojo. Convierte la iluminación incidente en una corriente de colector proporcional, por lo que se usa como sensor en barreras ópticas, seguidores de línea, contadores y sistemas de control.
Características principales
- Tensión colector-emisor máxima: 32 V.
- Corriente de colector máxima: 100 mA.
- Potencia total disipada: 150 mW.
- Longitud de onda de máxima sensibilidad: ~780 nm; respuesta útil aproximada: 520 nm a 950 nm.
- Ángulo de semisensibilidad: ±20°.
- Corriente oscura típica: 10 nA (máx. 200 nA a 20 V).
- Corriente de luz típica: ~2 mA con 1 mW/cm² a 950 nm y 5 V.
- VCE(sat) típica: ~0,3 V @ IC=1 mA.
- Frecuencia de corte típica: ~170 kHz.
¿Qué reemplazos o equivalencias tiene?
Modelos funcionalmente similares (verifica encapsulado, espectro y orientación de pines antes de sustituir):
- OSRAM SFH 300 FA (5 mm, IR, rango 730–1120 nm).
- OSRAM SFH 309 (3 mm, IR; equivalente funcional en formato más pequeño).
- Everlight PT334-6C (5 mm, fototransistor NPN de uso general).
Principio de funcionamiento
El BPW40 es un transistor NPN cuyo “control” no es una base cableada sino la luz. Al iluminarlo, genera pares electrón-hueco que incrementan la corriente de colector. En oscuridad, la corriente oscura es muy baja (decenas de nA), y con iluminación típica cercana al IR (p. ej., 1 mW/cm² a 950 nm) puede entregar del orden de miliamperios.
Ejemplo simple con 5 V: conecta el colector a 5 V a través de una resistencia de carga y el emisor a tierra. Con iluminación moderada que produzca ~1 mA, una resistencia de 2,2 kΩ generará ~2,2 V en la resistencia y el fototransistor quedará con ~2,8 V entre colector y emisor; si la luz aumenta hasta ~2 mA, la caída será ~4,4 V y el dispositivo tenderá a saturar alrededor de 0,3 V. En oscuridad (≈10–200 nA), la caída en la resistencia es despreciable, manteniendo un nivel lógico alto en el nodo de salida.
Aplicaciones típicas
- Barreras y opto-interrupciones con LED IR.
- Detección de presencia/objetos y contadores de paso.
- Seguidores de línea y robots móviles.
- Lectura de ranuras o discos con marcas reflectivas.
- Control de brillo y detección de luz ambiental (con filtro adecuado).
- Encoders sencillos y tacómetros ópticos.
Recomendaciones de uso
- Usa un LED emisor en 850–950 nm para máxima respuesta y alinea dentro de ±20°.
- Dimensiona la resistencia de colector según la corriente esperada: valores de 1 kΩ a 10 kΩ cubren desde respuesta rápida hasta sensibilidad mayor.
- Evita saturación si necesitas velocidad: trabaja con VCE > 0,3 V y una carga menor; para señal digital estable, puedes permitir saturación.
- Protege de luz ambiente no deseada con carcasa negra, tubo opaco o filtro IR si buscas inmunidad.
- Respeta límites absolutos (32 V, 100 mA y 150 mW) y considera la disipación térmica.
- Si sustituyes por un equivalente, verifica encapsulado (3 mm vs 5 mm), ángulo de haz y sensibilidad espectral para mantener el rendimiento.
- En entradas de microcontrolador, añade un resistor pull-down o pull-up según la topología, y un condensador pequeño (100 pF–1 nF) si necesitas filtrar parpadeos o ruido.