Как увеличить чувствительность фототранзистора: Фотодатчик. Часть 1 | Электроника для всех

Фотодатчик. Часть 1 | Электроника для всех

Наверняка многим захочется присобачить к AVR фотодетектор, чтобы отслеживать хотя бы наличие или отсутствие света. Это полезно как для роботостроителей, так и для тех кто делает всякую автоматику. Итак, кратко опишу какие бывают фотодетекторы.

Фоторезистор
ИМХО вымирающий вид. Последний раз я его видел еще в детстве. Обычно представляет собой такой металический кругляк со стеклянным окошком, в котором видна этакая сероватая зигзагообразная дорожка. При освещении его сопротивление падает, правда незначительно, раза в три четыре.

Фототранзистор
Последнее время я на них натыкаюсь постоянно, неиссякаемый источник фототранзисторов — пятидюймовые дисководы. Последний раз я, по цене грязи, надыбал на радио барахолке штук 5 платок от дисковертов, там светотранзисторы стоят напротив дырок контроля записи и вращения дискеты. Еще сдвоенный фототранзистор (а может и фотодиод, как повезет) стоит в обычной шариковой мышке.
Выглядит как обычный светодиод, только корпус прозрачный. Впрочем, светодиоды тоже такие же бывают так что перепутать кто из них кто раз плюнуть. Но это не беда, партизан легко вычисляется обычным мультиметром. Достаточно включить омметр между его эмитером и коллектором (базы у него нет) и посветить на него, как его сопротивление рухнет просто катастрофически — с десятков килоом до считанных ом. Тот который у меня в детекторе вращения шестерен в роботе меняет свое сопротивление с 100кОм до 30 Ом. Работает фототранзистор подобно обычному — держит ток, но в качестве управляющего воздействия тут не ток базы, а световой поток.

Фотодиод
Внешне ничем не отличается от фототранзистора или обычного светодиода в прозрачном корпусе. Также порой встречаются древние фотодиоды в металлических корпусах. Обычно это совковые девайсы, марки ФД-чето там. Такой металлический цилиндрик с окошком в торце и торчащими из задницы проводками.

В отличии от фототранзистора, может работать в двух разных режимах. В фотогальваническом и фотодиодном.
В первом, фотогальваническом, варианте фотодиод ведет себя как солнечная батарейка, то есть посветил на него — на выводах возникло слабенькое напряжение. Его можно усилить и применить =). Но куда проще работать в фотодиодном режиме. Тут мы подаем на фотодиод обратное напряжение. Поскольку он хоть и фото, но диод, то в обратную сторону напряжение не пойдет, а значит его сопротивление будет близко к обрыву, а вот если его засветить, то диод начнет очень сильно подтравливать и сопротивление его будет резко падать. Причем резко, на пару порядков, как у фототранзистора.

Спектр
Кроме типа прибора у него еще есть рабочий спектр. Например, фотодетектор заточенный на инфракрасный спектр (а их большинство) практически не реагирует на свет зеленого или синего светодиода. Плохо реагирует на лампу дневного света, но хорошо реагирует на лампу накаливания и красный светодиод, а уж про инфракрасный и говорить нечего. Так что не удивляйся если у тебя фотодатчик плохо реагирует на свет, возможно ты со спектром ошибся.

Подключение
Теперь пора показать как это подключить к микроконтроллеру. С фоторезистором все понятно, тут заморочек нет никаких — берешь и подцепляешь как по схеме.
С фотодиодом и фототранзистором сложней. Надо определить где у него анод/катод или эмитер/коллектор. Делается это просто. Берешь мультиметр, ставишь его в режим прозвонки диодов и цепляешься на свой датчик. Мультиметр в этом режиме показывает падение напряжения на диоде/транзисторе, а падение напряжения тут в основном зависит от его сопротивления U=I*R. Берешь и засвечиваешь датчик, следя за показаниями. Если число резко уменьшилось, значит ты угадал и красный провод у тебя на катоде/коллекторе, а черный на аноде/эмитторе. Если не изменилось, поменяй выводы местами. Если не помогло, то либо детектор дохлый, либо ты пытаешься добиться реакции от светодиода (кстати, светодиоды тоже могут служить детекторами света, но там не все так просто. Впрочем, когда будет время я покажу вам это технологическое извращение).

Теперь о работе схемы, тут все элементарно. В затемненном состоянии фотодиод не пропускает ток в обратном направлении, фототранзистор тоже закрыт, а у фоторезистора сопротивление весьма высоко. Сопротивление входа близко к бесконечности, а значит на входе будет полное напряжение питания aka логическая единица. Стоит теперь засветить диод/транзистор/резистор как сопротивление резко падает, а вывод оказывается посажен наглухо на землю, ну или весьма близко к земле. Во всяком случае сопротивление будет куда ниже 10кОмного резистора, а значит напряжение резко пропадет и будет где то на уровне логического нуля. В AVR и PIC можно даже резистор не ставить, вполне хватит внутренней подтяжки. Так что DDRx=0 PORTx=1 и будет вам счастье. Ну а обратывать это как обычную кнопку. Единственная сложность может возникнуть с фоторезистором — у него не настолько резко падает сопротивление, поэтому до нуля может и не дотянуть. Но тут можно поиграть величиной подтягивающего резистора и сделать так, чтобы изменения сопротивления хватало на переход через логический уровень.

Если надо именно измерять освещенность, а не тупо ловить светло/темно, то тогда надо будет подцеплять все на АЦП и подтягивающий резистор делать переменным, для подстройки параметров.

Есть еще продвинутый тип фотодатчиков — TSOP там встроенный детектор частоты и усилитель, но о нем я напишу чуть попозже.

Фотодатчик. Часть 2. Модуляция

З.Ы.
У меня тут некоторые запарки, поэтому сайт будет сильно тупить с обновлением, думаю это до конца месяца. Дальше надеюсь вернуться в прежний ритм.

Фототранзистор. Принцип работы и схема включения

Фототранзистор представляет собой твердотельное полупроводниковое устройство с внутренним усилением, которое используются для обеспечения аналоговых или цифровых сигналов. Фототранзисторы используются практически во всех электронных устройствах, функционирование которых, так или иначе, зависит от света, например, детекторы дыма, лазерные радары, системы дистанционного управления.

Фототранзисторы способны реагировать не только на обычное освещение, но и на инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Фототранзисторы более чувствительные и создают больший ток по сравнению с фотодиодами.

Конструкция фототранзистора

Как известно, самым распространенным видом транзистора является биполярный транзистор. Фототранзисторы, как правило, биполярные устройства NPN типа.

Несмотря на то, что и обычные биполярные транзисторы достаточно чувствительные к свету, фототранзисторы дополнительно оптимизированы для более четкой работы с источником света. Они имеют большую зону базы и коллектора по сравнению с обычными транзисторами. Как правило, они имеют непрозрачный темный корпус с прозрачным окошком для света.

Большинство фототранзисторов производят из полупроводникового монокристалла (кремний, германий), хотя встречаются фототранзисторы, построенные и на основе сложных типов полупроводниковых материалов, например, арсенид галлия.

Принцип работы фототранзистора

Обычный транзистор состоит из коллектора, эмиттера и базы. В работе фототранзистора, как правило, вывод базы остается отключенным, так как свет генерирует электрический сигнал, позволяющий току протекать через фототранзистор.

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Мультиметр — RICHMETERS RM101

Richmeters RM101 — удобный цифровой мультиметр с автоматическим изменен…

Мультиметр — MASTECH MY68

Измерение: напряжения, тока, сопротивления, емкости, частоты…

При отключенной базе, коллекторный переход фототранзистора смещен в обратном, а эмиттерный переход — в прямом направлении. Фототранзистор остается неактивным до тех пор, пока свет не попадает на базу. Свет активирует фототранзистор, образуя электроны и дырки проводимости — носители заряда, в результате чего через коллектор — эмиттер протекает электрический ток.

Усиление фототранзистора

Диапазон работы фототранзистора напрямую зависит от интенсивности его освещения, поскольку от этого зависит положительный потенциал базы.

Базовый ток от падающих фотонов усиливается с коэффициентом усиления транзистора, который варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч единиц. Следует отметить, что фототранзистор с коэффициентом усиления от 50 до 100 более чувствителен, чем фотодиод.

Дополнительное усиление сигнала может быть обеспечено с помощью фототранзистора Дарлингтона. Фототранзистор Дарлингтона представляет собой фототранзистор, выход которого (эмиттер) соединен с базой второго биполярного транзистора. Схематическое изображение фототранзистора Дарлингтона:

Это позволяет обеспечить высокую чувствительность при низких уровнях освещения, так как это дает фактическое усиление равное усилению двумя транзисторами. Два каскада усиления может образовать коэффициент усиления до 100 000 . Однако необходимо учесть, что фототранзистор Дарлингтона имеет более медленную реакцию, чем обычный фототранзистор.

Основные схемы включения фототранзистора

Схема усилителя с общим эмиттером

В данном случае формируется выходной сигнал, который переходит из высокого состояния в низкое в момент освещения фототранзистора.

Данная схема получается путем подключения резистора между источником питания и коллектором фототранзистора. Выходное напряжение снимается с коллектора.

Схема усилителя с общим коллектором

Усилитель с общим коллектором формирует выходной сигнал, который при освещении фототранзистора, переходит из низкого состояния в высокое состояние.

Схема создается путем подключения резистора между эмиттером и минусом источника питания (земля). Выходной сигнал снимается с эмиттера.

В обоих случаях фототранзистор может быть использован в двух режимах, в активном режиме и в режиме переключения.

• Работа в активном режиме означает, что фототранзистор генерирует выходной сигнал пропорциональный степени его освещенности. Когда количество света превышает определенный уровень, фототранзистор насыщается, и выходной сигнал уже не будет увеличиваться, даже при дальнейшем увеличении освещения. Этот режим работы фототранзистора полезен в устройствах, где необходимо различить для сравнения два порога освещенности.
• Работа в режиме переключения означает, что фототранзистор в ответ на его освещение будет либо «выключен» (отсечка), либо включен (насыщенные). Этот режим полезен, когда необходимо получить цифровой выходной сигнал.

Изменяя сопротивление резистора нагрузки в цепи усилителя, можно выбрать один из двух режимов работы. Необходимое значение резистора может быть определено с помощью следующих уравнений:

• Активный режим: Vcc> R х I
• Переключатель режима: Vcc <R х I 

Для работы в режиме переключения обычно используют резистор сопротивлением 5 кОм или выше. Выходное напряжение высокого уровня (лог.1) в режиме переключения будет равно напряжению питания. Выход низкого уровня (лог.0) должно быть не более 0,8 вольт.

Использование светодиода в качестве фотоприемника

Использование светодиода в качестве фотоприемника. В работе [1] авторами описан RGB-сенсор, использующий в качестве фотоприемников маломощные цветные светодиоды. Описанный сенсор успешно используется в лабораторной практике.

Использование светодиода в роли фотоприемника: повышение чувствительности прибора

Недостатком изготовленного сенсора является его относительно низкая чувствительность, что приводит к необходимости размещать сенсор в непосредственной близости от обьекта (1.2 метра). Поэтому появилась необходимость в разработке более чувствительного сенсора.

Можно повышать чувствительность прибора за счет усиления в канале, что для усилителя постоянного тока крайне нежелательно.
Другой путь — увеличение чувствительности фотоприемника. Поэтому как-то естественно возникла идея использование светодиода, имеющего большую площадь кристалла.

На момент начала эксперимента мы располагали одно- и трехваттными noname светодиодами со следующими длинами волн: 385 нм, 425 нм, 440 нм, 470 нм, 490 нм, 520 нм, 540 нм, 560 нм, 600 нм, 630 нм и 660 нм. Светодиоды с длинами волн 490 нм (голубой) и 540 нм (желтый), к сожалению, не годились в качестве приемных фотоэлементов, поскольку по сути являлись синими свето излучающими диодами, кристаллы которых были покрыты люминофором, излучающим вторичные фотоны с нужной длиной волны. В качестве же излучателей они вполне хороши.

Самый первый эксперимент, где мы применили использование светодиода, принес вполне ожидаемые результаты. В Таблице 1 сравнивается чувствительность трех СД мощностью в 1 Вт. Сравниваемый параметр — выходное напряжение в мВ на нагрузке 1 МОм. Относительно низкий результат прироста чувствительности для желтого фотодиода объясняется, на наш взгляд, разной длиной волны фотопика. Ниже мы вернемся к проблеме желтого прибора.

Нас интересовала также возможность использования светодиода в качестве фотоприемника. В Таблице 2 приведены выходные напряжения инфракрасных LED-элементов, включенных в режиме фото-приемника. Сравниваемый параметр — выходное напряжение в мВ на нагрузке 1 МОм. Все СД испытывались в идентичных условиях, т.е. ток излучателя, расстояние между излучателем и приемником и их взаимное положение было одинаковым.

Для сравнения: в этом же режиме испытывался фотодиод BPW34, имеющий площадь кристалла 7.5 мм2 и максимум на длине волны 940 нм, и два 940-нм фототранзистора, включенных по схеме с общим коллектором и резистором нагрузки 10 кОм. Для проверки спектральной чувствительности был сконструирован специальный стенд, для повторяемости результатов оформленный как отдельный корпусный прибор. В качестве узкоспектральных излучателей использовались LED-элементы с известной длиной волны, перечисленные выше.

Результаты в цикле выводились на цифровой осциллограф с возможностью пост-обработки.

Световой поток каждого светодиода был приведен в соответствие с калибровочной кривой, в качестве которой использовался график спектральной чувствительности интегрального светосинхронизатора на чипе ОРТ101. Описание испытательного стенда выходит за рамки статьи и приводится в конце статьи в виде видеофайла.

Изучалась спектральная чувствительность красной группы светодиодов (660 нм, 630 нм, 620 нм) для использования в качестве фото-приемника красной части спектра, оранжево-желтой группы LED-приборов (580 нм и 560 нм) для использования в зеленой части спектра и зеленого LED-элемента (520 нм) для использования светодиода в синей части спектра.

Первые полученные результаты не вселили особого оптимизма. Красный спектр «расплылся» в область оранжевого, к которому, кстати, стремились и фотоэлементы на базе светоизлучающих диодов с длинами волн 580 и 560 нм. Зеленый LED-прибор имел наибольшую чувствительность в ультрафиолетовой (385 нм) части спектра. Это ограничивало применение LED-элементов большой мощности в качестве RGB-сенсоров, где требуется достаточно четкое разделение R, G и В компонент.

Особое огорчение вызвало отсутствие 540-нм светодиода с открытым кристаллом, который должен был служить фотоприемником зеленой части спектра. Тщательные поиски на просторах Интернета показали, что такие светоизлучающие диоды отсутствуют как класс.

Поскольку сама по себе работа мощного светодиода в качестве селективного фото-приемника нас уже не удивила, мы начали искать возможность как-то обойти возникшие ограничения. После небольшого брейнсторминга мы пришли к выводу, что цветные корпуса маломощных LED-элементов способствуют более четкому разделению частей спектра, работая как светофильтры.

Таким образом, нам надо было подобрать вспомогательные светофильтры, которые эффективно разделили бы части спектра. Разумеется, мы понимали, что применение светофильтров снизит чувствительность приемных фотоприборов. Поэтому мы необходимо применили цветные фильтры: для красного светодиода -красный фильтр с длиной волны около 630 нм, и зелено-синий фильтр 500 нм для янтарного (560 нм) и зеленого (520 нм) светодиодов. Сине-зеленый фильтр эффективно подавил оранжевую составляющую для янтарного LED, а для зеленого — частично уменьшил чувствительность для света с длиной волны меньше 460 нм.

На Рисунке 1 представлен результирующий спектр принимаемых длин волн для красного, янтарного и зеленого светодиодов с соответствующими фильтрами. Плавные изгибы кривых — результат моделирования, так как из за малого количества опорных точек график имел бы странный вид. Точки, в которых были произведены измерения, отчетливо видны на графиках.

Теория и практика применения использования фотодиодов и трансимпедансных усилителей прекрасно описана в работе [2], поэтому отсылаем заинтересованного читателя к этой работе. Здесь мы говорим только о простых практических примерах использования светодиодов в качестве фото-приемников. Ниже приведены две практические схемы, имеющие различное включение и использование светодиода в качестве фотоприемника. В схемах используется бюджетный усилитель LM358.

В первой схеме, изображенной на Рисунке 2а, фотоприемник работает в качестве генератора напряжения. Схема обладает высокой чувствительностью, малыми собственными шумами, плохими частотными свойствами и нелинейной зависимостью выходного напряжения от светового потока. Во второй схеме, изображенной на Рисунке 26, фотоприемник работает в режиме генератора тока. Эта схема имеет высокую линейность и лучшие частотные свойства.

Резистор R2 и конденсатор С1 предотвращают самовозбуждение и оптимизируют передаточную характеристику в области высоких частот. При продуманном монтаже эта цепочка может отсутствовать. Выходной сигнал этой схемы представлен на Рисунке 3.

Какое может быть возможное использование мощного светодиода в качестве фотоприемника? Здесь мы можем говорить, только о тех применениях, которые внедрены нами в практику или прошли экспериментальную проверку. Первый пример. После замены маломощных светодиодов в RGB-сенсоре [1] на мощные светодиоды, его чувствительность возросла более чем в пять раз.

br>

Второй пример. Использование в качестве приемопередатчиков низкочастотного телеметрического сигнала в условиях, когда проводное и радио соединения невозможны. Поскольку светодиод принципиально может совмещать функцию излучателя с функцией фотоприемника, это позволяет резко упростить конструкцию оптического узла такого приемопередатчика.

Чтобы не перегружать статью сложной схемой контроллера приема-передачи, мы специально для данной статьи собрали простейший испытательный стенд для демонстрации этих возможностей (Рисунок 4). Все несущественные детали и номиналы элементов, не участвующих в описании работы макета, опущены. Усилитель идентичен изображенному на Рисунке 2а.

Рассмотрим работу макета.

Генератор тактовых импульсов имеет противофазные выходы, единичный сигнал на которых поочередно инициирует имитаторы сигналов приема и передачи, каждый из которых генерирует пачку из четырех импульсов. Сигнал с выхода имитатора передачи инвертируется и усиливается по току транзистором VT1, затем возбуждает светодиод VD2.

Управляющий сигнал, инициирующий имитатор передачи, поступает на вход КМОП инвертора с открытым стоком CD40107, выходной транзистор которого, открываясь, шунтирует вход операционного усилителя А1, препятствуя проникновению на вход А1 мощного сигнала передачи. После окончания цикла передачи вход А1 разблокируется и он переходит в режим приема. Имитатор сигнала приема возбуждает светодиод VD1, вспышки которого имитируют удаленный источник.

Ток через этот светодиод регулируется резистором R1. Ввиду того, что моделируется именно удаленный источник, импульсный ток через светодиод очень мал и составлял в нашем случае 0.1 -2.5мА. R2 минимизирует сквозной ток в процессе отладки. Он незначительно влияет на частотную характеристику схемы, поэтому в действующем образце он сохранен.

В макете использовались два светодиода мощностью в 1 Вт с длиной волны 630 нм. Светодиоды разделяла металлическая трубка-экран длиной 120 мм. На Рисунке 5 изображены осциллограммы, демонстрирующие работу макета в режимах минимального и максимального входного сигнала. Длительность информационного импульса ограничивается частотными свойствами светодиода-фотоэлемента.

На Рисунке 6 показан опытный образец двухканального Приемопередатчика, прошедший испытания на объекте. Для наглядности светозащитные тубусы сняты. В Приемопередатчике используются спектрально далекие красный и синий цвета, что исключает применение корректирующих фильтров, снижающих чувствительность. Угол излучения/приема равен 15 градусов.

Третий пример. Мощный инфракрасный (940 нм) светодиод использован в качестве приемника в оптическом локаторе (Рисунок 9 в [3]). Часть схемы, установленная в тубусе фотоприемника, заменена схемой на ОУ, изображенной на Рисунке 26. Приемный светодиод установлен в объектив без предварительной юстировки, аналогично передающему светодиоду (Рисунок 4 в [4]). Полученный результат является рекордным для объектива с углом 10 градусов.

Человек ростом 160 см в темно-серой зимней одежде уверенно обнаруживался на расстоянии 21 м. Площадь светового пятна, создаваемого 10-градусным локатором на таком расстоянии составляет около 7.5 м² Отражающая площадь «мишени» составляет 1.6х0.45 м = 0.72 м², то есть более чем в 10 раз меньше площади светового пятна. Рассматриваемый пример является предельным случаем, поскольку, как показано в [4], оптимальное расстояние для использования 10-градусного локатора составляет 10 метров и менее.

Заключение

В статье рассмотрены вопросы применения мощных светодиодов в качестве селективных фотоприемников и приведены три практических примера использования этого свойства. В приложении рассматривается конструкция прибора для снятия характеристик спектральной чувствительности фотоприемников.

Авторы предупреждают, что приведенные в статье результаты действительны только для конкретных партий noname- светодиодов, которыми они располагали для проведения экспериментов.

Прибор для изучения спектральных характеристик фотоприемников

br>

Литература

1. Басков М.П., Левашов О.Д. RGB-сенсор на светодиодах // РадиоЛоцман. — 2019. — №12. -С. 44
2. Иоффе Д., Хоббс С.Д. Усилители для фотодиодов на операционных усилителях // Компоненты и технологии. — 2009. — №3. — С. 46
3. Басков М.П., Левашов О .Д. «Некоторые вопросы конструирования любительских оптических локаторов. Часть 1.1»
4. Басков МЛ., Левашов О.Д. «Некоторые вопро-сы конструирования любительских оптических локаторов. Часть 1.2»

Фототранзисторы. Устройство и работа. Применение и особенности

Фототранзисторы являются твердотельными полупроводниками с внутренним усилением, применяемым для передачи цифровых и аналоговых сигналов. Этот прибор выполнен на основе обычного транзистора. Аналогами фототранзисторов являются фотодиоды, которые уступают ему по многим свойствам, и не сочетаются с работой современных электронных приборов и радиоустройств. Их принцип действия похож на работу фоторезистора.

Чувствительность фототранзистора гораздо выше, чем у фотодиода. Они нашли применение в различных устройствах, в которых применяется зависимость от светового потока. Такими устройствами являются лазерные радары, пульты дистанционного управления, датчики дыма и другие. Фототранзисторы могут реагировать как на обычное освещение, так и на ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.

Устройство

Наиболее популярны биполярные фототранзисторы структуры n-p-n.

Ф-транзисторы имеют чувствительность к свету больше, чем простые биполярные, так как они оптимизированы для лучшего взаимодействия с лучами света. В их конструкции зона коллектора и базы имеет большую площадь. Корпус выполнен из темного непрозрачного материала, с окошком для пропускания света.

Большинство таких полупроводников изготавливают из монокристаллов германия и кремния. Существуют также фототранзисторы на основе сложных материалов.

Принцип действия

Транзистор включает в себя базу, коллектор и эмиттер. При функционировании фототранзистора база не включена в работу, так как свет создает электрический сигнал, который дает возможность протекать току по полупроводниковому переходу.

При нерабочей базе переход коллектора транзистора смещается в обратном направлении, а переход эмиттера в прямом направлении. Прибор остается без активности до тех пор, пока луч света не осветит его базу. Освещение активизирует полупроводник, при этом создавая пары дырок и электронов проводимости, то есть носители заряда. В итоге через коллектор и эмиттер проходит ток.

Свойство усиления

Фототранзисторы имеют рабочий диапазон, размер которого зависит от интенсивности падающего света, так как это связано с положительным потенциалом его базы.

Ток базы от падающего света подвергается усилению в сотни и тысячи раз. Дополнительное усиление тока обеспечивается особым транзистором Дарлингтона, который представляет собой полупроводник, эмиттер которого соединен с базой другого биполярного транзистора. На схеме изображен такой вид фототранзистора.

Это дает возможность создать повышенную чувствительность при слабом освещении, так как происходит двойное усиление двумя полупроводниками. Двумя транзисторами можно добиться усиления в сотни тысяч раз. Необходимо учитывать, что транзистор Дарлингтона медленнее реагирует на свет, в отличие от обычного фототранзистора.

Схемы подключения

Схема с общим эмиттером

По этой схеме создается сигнал выхода, переходящий от высокого состояния в низкое, при падении лучей света.

Эта схема выполнена с помощью подключения сопротивления между коллектором транзистора и источником питания. Напряжение выхода снимают с коллектора.

Схема с общим коллектором

Усилитель, подключенный с общим коллектором, создает сигнал выхода, переходящий от низкого состояния в высокое, при попадании света на полупроводник.

Эта схема образуется подключением сопротивления между отрицательным выводом питания и эмиттером. С эмиттера снимается выходной сигнал.

В обоих вариантах транзистор может работать в 2-х режимах:

1. Активный режим.
2. Режим переключения.

Активный режим

В этом режиме фототранзистор создает сигнал выхода, зависящий от интенсивности падающего света. Когда уровень освещенности превосходит определенную границу, то транзистор насыщается, и сигнал на выходе уже не будет повышаться, даже если увеличивать интенсивность лучей света. Такой режим действия рекомендуется для устройств с функцией сравнения двух порогов потока света.

Режим переключения

Действие полупроводника в этом режиме значит, что транзистор будет реагировать на подачу света выключением или включением. Такой режим необходим для устройств, в которых необходимо получение выходного сигнала в цифровом виде. Путем изменения значения резистора в схеме усилителя, можно подобрать один из режимов функционирования.

Для эксплуатации фототранзистора в качестве переключателя чаще всего применяют сопротивление более 5 кОм. Напряжение выхода повышенного уровня в переключающем режиме будет равно питающему напряжению. Напряжение выхода малого уровня должно равняться менее 0,8 В.

Проверка фототранзистора

Такой транзистор легко проверяется мультитестером, даже без наличия базы транзистора. Если подключить мультитестер к участку эмиттер-коллектор, то его сопротивление при любой полярности будет большим, так как транзистор закрыт. Если луч света попадает на чувствительный элемент, то измерительный прибор покажет низкое значение сопротивления, так как транзистор в этом случае открылся, благодаря свету, при правильной полярности питания.

Так ведет себя обычный транзистор, но он открывается сигналом электрического тока, а не лучом света. Кроме силы света, большую роль играет спектральный состав света.

Применение

• Системы охраны (чаще применяются инфракрасные ф-транзисторы).
• Фотореле.
• Системы расчета данных и датчики уровней.
• Автоматические системы коммутации осветительных приборов (также применяются инфракрасные ф-транзисторы).
• Компьютерные управляющие логические системы.
• Кодеры.

Преимущества

• Выдают ток больше, чем фотодиоды.
• Способны создать мгновенную высокую величину тока выхода.
• Основное достоинство – способность создания повышенного напряжения, в отличие от фоторезисторов.
• Невысокая стоимость.

Недостатки

Ф-транзисторы являются аналогом фотодиодов, однако имеют серьезные недостатки, которые создают условия для узкой специализации этого полупроводника.

• Многие виды фототранзисторов изготавливают из силикона, поэтому они не могут работать с напряжением более 1 кВ.
• Такие светочувствительные полупроводники имеют большую зависимость от перепадов напряжения питания в электрической цепи. В таких режимах фотодиод ведет себя гораздо надежнее.
• Ф-транзисторы не сочетаются с работой в лампах, по причине малой скорости носителей заряда.

Обозначения на схемах

Управляемые световым потоком транзисторы, на схемах обозначаются как обычные транзисторы.

VТ1 и VТ2 – ф-транзисторы с базой, VТ3 – транзисторы без базы. Цоколевка изображена как у простых транзисторов.

Так же, как и другие приборы на основе полупроводников с переходом n-p-n, применяющиеся для преобразования светового потока, фототранзисторы можно назвать оптронами. Их на схемах изображают в виде светодиода в корпусе, или в виде оптронов со стрелками. Усилитель во многих схемах обозначается в виде базы и коллектора.

Похожие темы:

Чувствительность — фототранзистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Чувствительность — фототранзистор

Cтраница 1

Чувствительность фототранзисторов значительно выше чувствительности фотодиодов и составляет 0 5 — 1 0 А / лм.
 [2]

Чувствительность фототранзисторов пропорциональна чувствительности коллекторного перехода и коэффициенту усиления В.
 [3]

Чувствительность фототранзистора в несколько десятков раз превышает чувствительность фотодиода.
 [5]

Чувствительность фототранзисторов ( пропорциональна чувствительности коллекторного перехода и коэффициенту усиления В.
 [6]

Чувствительность фототранзистора, таким образом, значительно выше чувствительности фотодиода.
 [7]

Частотная зависимость чувствительности фототранзисторов с освещаемой областью эмиттера и коллектора определяется только релаксацией заряда в базе.
 [8]

Частотная зависимость чувствительности фототранзисторов с освещаемой областью эмиттера и коллектора определяется тдлько релаксацией заряда в базе.
 [9]

Для повышения чувствительности фототранзистора следует увеличивать толщину базы, время жизни носителей в базе и, следовательно, выбирать материалы с высоким удельным сопротивлением. Но для повышения его граничной частоты толщину базы и время жизни носителей необходимо уменьшать. Оба элемента структуры изготовлены в одном кристалле. Параметры фотодиода выбирают из условий достижения максимальной чувствительности и быстродействия, а параметры транзистора — максимальной граничной частоты И усиления. В совокупности оба элемента эквивалентны быстродействующему фототранзистору с высоким коэффициентом усиления.
 [10]

За счет чего увеличивается чувствительность фототранзистора по сравнению с фотодиодом.
 [11]

За счет чего увеличивается чувствительность фототранзистора по сравнению с фотодиодом.
 [12]

Получены уравнения токов фототранзистора, позволяющие определять чувствительность фототранзистора в различных схемах включения. Рассмотрена возможность создания фототранзисторов с освещаемой эмиттерной и коллекторной областью.
 [13]

В заключение следует отметить, что стабильность чувствительности фототранзисторов наряду со стабилизацией режима может быть повышена за счет термо-компенсирующих элементов и отрицательной обратной связи по переменному току.
 [14]

Световой эквивалент шума служит для оценки порога чувствительности фототранзистора.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

Фототранзисторы. Значительно выше по сравнению с фотодиодами интегральная чувствительность у фототранзисторов

Значительно выше по сравнению с фотодиодами интегральная чувствительность у фототранзисторов. Биполярный фототранзистор представляет собой обычный транзистор, но в корпусе его сделано прозрачное «окно», через которое световой поток может воздействовать на область базы. Схема включения биполярного фототранзистора типа p-n-p со «свободной», т.е. никуда не включенной, базой, приведена на рис.4.10. Обычно на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное.

Фотоны вызывают в базе генерацию пар носителей заряда – электронов и дырок. Они диффундируют к коллекторному переходу, в котором происходит их разделение так же, как и в фотодиоде. Дырки под действием поля коллекторного перехода идут из базы в коллектор и увеличивают ток коллектора. А электроны остаются в базе и повышают прямое напряжение эмиттерного перехода, что усиливает инжекцию дырок в этом переходе. За счет этого дополнительно увеличивается ток коллектора. В транзисторе типа n-p-n все происходит аналогично.

Интегральная чувствительность у фототранзистора в десятки раз больше, чем у фотодиода, и может достигать сотен мА на люмен.

Выходные характеристики фототранзистора показаны на рис.4.11. Они аналогичны выходным характеристикам для включения транзистора по схеме с общим эмиттером, но различные кривые соответствуют различным значениям светового потока, а не тока базы.

Параметры фототранзистора – интегральная чувствительность, рабочее напряжение (10-15 В), темновой ток (до десятков мА), максимальная допустимая рассеиваемая мощность (до десятков мВт), граничная частота. Фототранзисторы, изготовленные сплавным методом, имеют граничные частоты до нескольких кГц, а изготовленные диффузионным методом (планарные) могут работать на частотах до нескольких МГц. Недостаток фототранзисторов – сравнительно высокий уровень собственных шумов.

Частотные свойства ртанзистора обуславливаются временем рекомбинации неосновных носителей заряда в базе (временем восстановления их малой концентрации) при исчезновении светового потока. В реальных схемах вывод базы и эмиттера могут быть соеденины резистором 20-100 кОм. Тогда при исчезновении светового потока неосновные носители из базы могут дополнительно уходить в эмиттер через резистор, что уменьшит время восстановления их концентрации и улучшит частотные свойства оптотранзистора.

Фотодиоды и фотопроводники

Фотодиоды. Принцип действия

Фотодиод работает подобно обыкновенному сигнальному диоду. Отличие заключается в том, что фотодиод генерирует фототок, когда свет поглощается в области переходного слоя полупроводника. Это устройство обладает высокой квантовой эффективностью, а потому находит применение в решении многих задач.

При работе с фотодиодами необходимо точно определить значения выходного тока и учесть чувствительность к падающему свету. На рисунке 1 показана схема фотодиода, состоящая из основных компонентов.

Рисунок 1. Простейшая модель фотодиода. Photodetector — фотодетектор. Junction capacitance — емкость перехода. Series resistance – последовательное сопротивление. Shunt resistance – шунтирующее сопротивление. Load resistance – сопротивление нагрузки

Терминология

Чувствительность

Чувствительность фотодиода может быть определена как отношение генерируемого фототока (I_PD) к мощности падающего света (P) на заданной длине волны:

Режим работы

Фотодиоды могут работать в одном из двух режимов – без внешнего источника электрической энергии (режим фотогенератора) либо с внешним источником электрической энергии (режим фотопреобразователя). Выбор режима зависит от требований к скорости работы и количества допустимого темнового тока (тока утечки).

Режим фотопреобразователя

В режиме фотопреобразователя применяется внешнее обратное смещение, которое заложено в основе детекторов серии DET. Ток в контуре определяет освещенность устройства; выходной ток линейно пропорционален входной оптической мощности. Применение обратного смещения увеличивает ширину обедненного перехода, создавая повышенную чувствительность и уменьшая емкость перехода. Таким образом возникают линейные зависимости некоторых величин. Работа в этих условиях, как правило, приводит к увеличению темнового тока; но на это влияет и сам материал фотодиода. (Примечание: детекторы DET работают в режиме обратного направления)

Режим фотогенератора

В фотогальваническом режиме смещение равняется нулю. Ток от устройства ограничен, напряжение в цепи возрастает. В основе этого режима заложен фотогальванический эффект — на нем же работают солнечные батареи. Количество темнового тока при работе в фотогальваническом режиме минимально.

Темновой ток

Темновым током называют ток утечки, который возникает при приложении напряжения смещения к фотодиоду. При работе в режиме фотопреобразователя наблюдается увеличение темнового тока, и его зависимость от температуры. Теоретически темновой ток удваивается при каждом повышении температуры на 10°C, а сопротивление шунта удваивается при повышении на 6°C. Конечно, большее смещение может уменьшить емкость перехода, но количество присутствующего тока утечки при этом увеличится.

На темновой ток также влияет материал фотодиода и размер активной области. Обычно кремниевые фотодиоды создают низкий темновой ток по сравнению с устройствами из германия. В приведенной ниже таблице перечислены некоторые материалы, используемые в производстве фотодиодов и их относительные темновые токи, скорость, чувствительность и стоимость.

Емкость перехода

Емкость перехода (C_j) является важной характеристикой фотодиода, так как от этого зависит ширина полосы пропускания и чувствительность фотодиода. Следует отметить, что большие площади полупроводников охватывают большую часть соединения и увеличивают зарядную емкость. При применении метода обратного смещения ширина полосы обеднения увеличивается, из-за чего снижается емкость заряда и увеличивается скорость работы.

Ширина полосы пропускания и отклик

Сопротивление нагрузки будет взаимодействовать с емкостью перехода фотоприемника, ограничивая таким образом полосу пропускания. Для наилучшего частотного отклика необходимо использовать ограничитель в 50 Ом в сочетании с коаксиальным кабелем на 50 Ом. Полоса пропускания (f_BW) и время нарастания (t_r) теоретически вычисляются через значения емкости перехода (C_j) и сопротивления нагрузки (R_LOAD):

Эквивалентная мощность шумов

Эквивалентная мощность шумов (NEP) создается напряжением RMS-сигнала, когда отношение сигнал-шум равно (или близко) к единице. Это свойство необходимо, поскольку эквивалентная мощность шумов определяет способность детектора обнаруживать слабое излучение. Эквивалентная мощность шумов прямо пропорциональна активной площади детектора и определяется следующим уравнением:

Где S/N – отношение сигнал-шум, Δf – ширина полосы шума, и энергия возбуждения измеряется в Вт/см².

Термическое сопротивление

Сопротивление нагрузки используется для преобразования генерируемого фототока в выходное напряжение (V_OUT) для отображения на осциллографе:

В зависимости от типа фотодиода сопротивление нагрузки может влиять на скорость срабатывания. Для максимальной пропускной способности рекомендуется использовать коаксиальный кабель на 50 Ом с подходящим резистором на 50 Ом, расположенном на противоположном конце кабеля. Сопоставляя кабель с его характеристическим импедансом можно свести к минимуму вызывной сигнал. Если пропускная способность не важна, можно увеличить напряжение для данного уровня освещенности, увеличив сопротивление нагрузки (R_LOAD). При неверном расчете длина коаксиального кабеля может повлиять на итог эксперимента, поэтому рекомендуется выбирать кабель как можно более короткий.

Шунтирующее сопротивление

Сопротивление шунта представляет собой сопротивление нулевого смещения фотодиодного перехода. Идеальный фотодиод имеет бесконечное сопротивление шунта, но реальные значения могут варьироваться от десятка Ω до тысяч MΩ, а кроме того, шунтирующее сопротивление зависит от материала фотодиода. Например, детектор на основе арсенида галлия имеет шунтирующее сопротивление порядка 10 МОм, а германиевый детектор — в диапазоне до килоОм. Таким образом можно регулировать шумовой ток на фотодиоде. Тем не менее, для большинства задач высокая сопротивляемость оказывает малое влияние и обычно игнорируется.

Последовательное сопротивление

Последовательное сопротивление — это сопротивление полупроводникового материала, обычно им пренебрегают Последовательное сопротивление возникает из-за химических связей внутри фотодиода и используется в основном для определения линейности зависимостей некоторых характеристик фотодиода в условиях нулевого смещения.

Общие принципы работы

Рисунок 2. Схема обратного смещения (DET детекторы). Protection diode – защитный диод. Photodetector — фотоприемник. Voltage regulator – регулятор напряжения. C filter – RC-фильтр. V Bias – V-смещение

Детекторы серии DET основаны на схеме, изображенной выше. Детектор работает в режиме обратного направления, таким образом обеспечивается линейная зависимость чувствительности от приложенного света. Количество создаваемого фототока также зависит от падающего свете и длины волны. Эти данные можно вывести на осциллограф путем присоединения сопротивления нагрузки на выходе. Функция RC-фильтра состоит в том, чтобы с помощью него отделить любой высокочастотный шум, исходящий от сигнала источника питания.

Рисунок 3. Схема фотоприемника с усилителем. Transimpedance Amp – управляемый током усилитель напряжения. Feedback – обратная связь

Можно также использовать фотоприемник с усилителем, чтобы достичь высокого коэффициента усиления. Пользователь может выбрать режим работы. У каждого режима есть ряд преимуществ:

Влияние на частоту модуляции

Сигнал фотокондуктора будет оставаться постоянным до предельного времени отклика. Многие детекторы, включая устройства на PbS, PbSe, HgCdTe (MCT) и InAsSb, имеют спектр шума 1 / f (т. е. шум уменьшается с увеличением частоты модуляции), что существенно влияет на время отклика на более низких частотах.

Детектор будет проявлять меньшую чувствительность на более низких частотах модуляции.

Частота и обнаружение максимальны при:

PbS —  и PbSe – фотокондуктивные детекторы

Широко используются фотопроводящие детекторы свинцового сульфида (PbS) и селенида свинца (PbSe) для обнаружения инфракрасного излучения от 1000 до 4800 нм. В отличие от стандартных фотодиодов, которые создают ток при воздействии света, электрическое сопротивление фотопроводящего материала уменьшается при освещении светом. Хотя PbS и PbSe-детекторы могут использоваться при комнатной температуре, температурные колебания будут влиять на темновое сопротивление, чувствительность и частоту отклика.

Рисунок 4. Базовая схема фотокондуктора. Active Area – рабочая площадь. Dark Resistance – темновое сопротивление. Ground — заземление. Bias Voltage – напряжение смещения. Output signal – выходной сигнал

Принцип действия

У фотопроводящих материалов падающий свет приводит к увеличению числа заряженных частиц в активной области, что уменьшает сопротивление детектора. Изменение сопротивления влечет к изменению регистрируемого напряжения, поэтому фоточувствительность принято выражать в единицах В / Вт. Пример рабочей схемы показан далее. Обратите внимание, что данная схема не предназначается для практических целей, так как в ней присутствует низкочастотный шум.

Механизм обнаружения основан на проводимости тонкой пленки активной области. Выходной сигнал детектора без падающего света определяется следующим уравнением:

В случае, когда свет попадает на активную область, изменение выходного напряжения определяется таким соотношением:

Частотный отклик

Для получения сигналов переменного тока фотопреобразователи должны подключаться в цепь, где присутствует импульсный сигнал. То есть при использовании этих детекторов в схемах с CW-источниками следует подключать оптический прерыватель. Чувствительность детектора (R_f) при использовании прерывателя рассчитывается уравнением:

Здесь fc — частота модуляции, R₀ — отклик при нулевой частоте, τ_r — время нарастания импульса детектора.

Влияние на частоту модуляции

Сигнал фотокондуктора будет оставаться постоянным до предельного времени отклика. Многие детекторы, включая устройства на PbS, PbSe, HgCdTe (MCT) и InAsSb, имеют спектр шума 1 / f (т. е. шум уменьшается с увеличением частоты модуляции), что существенно влияет на время отклика на более низких частотах.

Детектор будет проявлять меньшую чувствительность на более низких частотах модуляции.

Частота и обнаружительная способность максимальны при:

Температурная устойчивость

Обнаружители состоят из тонкой пленки на стеклянной подложке. Эффективная форма и рабочая площадь фотопроводящей поверхности могут значительно варьироваться в зависимости от условий эксплуатации. При этом рабочие характеристики прибора также меняются, в частности — чувствительность детектора изменяется в зависимости от рабочей температуры.

Температурные характеристики запрещенных полос в соединениях PbS и PbSe отрицательны, поэтому охлаждение детектора сдвигает диапазон спектрального отклика на область более длинных волн. Для достижения наилучших результатов рекомендуется использовать фотодиоды в стабильной среде.

Схема фотопроводника с усилителем

Из-за шума, характерного для фотопроводниковых материалов, эти устройства подключают в цепи переменного тока. Шум постоянного тока, возникающий при смещении, слишком высок что негативно отражается на работе детектора.

ИК-детекторы обычно подключаются в сети переменного тока для снижения шумов. Предусилитель необходим для поддержания стабильности и лучшей регистрации генерируемого сигнала.

На схеме видно, что операционный усилитель установлен в участке цепи обратной связи между точками А и В. Разность между двумя входными потенциалами увеличивается и сохраняется на выходе. Также важно обратить внимание на фильтр верхних частот, блокирующий любой сигнал постоянного тока. Кроме того, сопротивление нагрузочного резистора (R_LOAD) должно равняться темновому сопротивлению детектора, чтобы обеспечить получение максимального сигнала. Напряжение блока питания (+ V) должно соответствовать величине напряжения, когда отношение сигнал-шум близко к единице. Некоторые задачи требуют большего напряжения, что провоцирует возрастание шумов.

Выходное напряжение вычисляется следующим образом:

Рисунок 5. Feedback resistor – резистор обратной связи

Отношение сигнал/шум

Так как шум от детектора обратно пропорционален частоте модуляции, на низких частотах шум достигает наибольшего значения. Выходной сигнал детектора линейно зависит от возрастающего напряжения смещения, но влиянием шума на небольшие смещения можно пренебречь. При достижении напряжение смещения, шум детектора будет линейно увеличиваться пропорционально напряжению. Если напряжение слишком высоко, шум будет увеличиваться экспоненциально, тем самым ухудшая отношение сигнал / шум. Чтобы получить наилучшее отношение, частоту модуляции и напряжение смещения необходимо регулировать.

Эквивалентная мощность шумов

Эквивалентная мощность шумов (NEP) создается напряжением RMS-сигнала, когда отношение сигнал-шум равно единице. Это необходимо, поскольку эквивалентная мощность шумов определяет способность детектора обнаруживать малое излучение. Мощность шумов прямо пропорциональна активной площади детектора и определяется следующим уравнением:

Где S/N – отношение сигнал-шум, Δf – ширина полосы шума, и энергия возбуждения измеряется в Вт/см².

Темновое сопротивление
Темновое сопротивление — это сопротивление детектора без падающего света. Важно отметить, что темное сопротивление имеет тенденцию увеличиваться или уменьшаться с температурой. Охлаждение устройства увеличивает темное сопротивление.

Обнаружение (D) и удельная обнаружительная способность(D*)

Обнаружительная способность (D) — еще один критерий оценки работы фотоприемника. Это мера чувствительности, связанная обратной зависимостью с эквивалентной мощностью шума.

Высокие значения обнаружительной способности указывают на высокую чувствительность, что особенно важно для обнаружения сигналов слабого излучения. Обнаружительная способность зависит от длины волны падающего света.

Эквивалентная мощность шумов детектора зависит от активной области детектора, что также влияет на чувствительность. Это затрудняет определение внутренних свойств пары детекторов. Чтобы проигнорировать ненужные зависимости, для оценки работы фотоприемника используется такое понятие как удельная способность к обнаружению (D *), которая не зависит от рабочей области детектора.

© Thorlabs Inc.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Thorlabs на территории РФ

Как повысить чувствительность полового члена

Печально известная колонка Playboy Advisor однажды получила вопрос:

«Я часто мастурбирую наждачной бумагой. У меня проблема? »

Первая строка их ответа: «Да. Но не надолго.»

Остальная часть колонки коснулась поверхности того, о чем мы подробно поговорим сегодня: Потеря чувствительности полового члена.

В этом случае мужчина использовал наждачную бумагу, потому что его пенис был настолько нечувствительным, что рука просто не могла больше выполнять эту работу.

Что такое нечувствительность полового члена? Что вызывает это? Как это влияет на эректильную функцию?

Самое главное: что вы можете сделать, чтобы этого избежать и обратить вспять?

Чрезмерная мастурбация и чувствительность полового члена

Помните, когда вам было 17 лет, и вы чувствовали, что можете полностью потереться на ветру? Прикосновение к пенису и регулярное прикосновение к нему снизят чувствительность кожи и нервов.

Если вы работаете в порно, вы не получите достаточное количество контактов для серьезных десенсибилизации только через имеющие регулярный секс. Но мастурбация может вызвать потерю чувствительности полового члена в двух ситуациях:

• Если вы мастурбируете навязчиво — несколько раз в день.
• Если вы делаете мастурбацию «мертвой хваткой» — либо очень крепкой хваткой, либо каждый раз одной и той же хваткой

В обоих случаях (или того хуже — если вы виноваты в обоих) вам может быть трудно заставить своего члена реагировать на другие формы стимулов.

Решения: Это просто. Не мастурбируй так часто. А когда вы мастурбируете, измените свою технику. Не заставляйте свое тело возбуждаться только одним прикосновением.

Низкий уровень тестостерона и чувствительность полового члена

Если вы читаете этот блог, возможно, вас уже беспокоит низкий уровень тестостерона по другим причинам, которые влияют на ваше общее и сексуальное здоровье.

И, поскольку тестостерон является одним из основных двигателей сексуальности мужчины, он может вскинуть вам свою уродливую голову и в этой области.

Тестостерон отвечает за либидо, которое включает вашу чувствительность и возбуждение при прикосновении к пенису.

Меньше тестостерона = меньше реакции.

Решение: проверьте уровень тестостерона, а затем примите меры, чтобы увеличить его, если он низкий.

Просто убедитесь, что вы объяснили, почему у вас такой низкий уровень тестостерона, иначе вы будете пытаться исправить симптом, обращаясь к другому симптому, который ни к чему не приведет.

Диабет и чувствительность полового члена

Диабет может нанести ущерб многим вещам в вашей системе, включая кровообращение и чувствительность нервов…

Это объясняет, почему диабетики могут иногда терять ноги из-за гангрены или сенсорной невропатии, и их зрение может быть потеряно из-за повреждения кровеносных сосудов сетчатки.

Циркуляция и чувствительность нервов — две наиболее важные физические функции при эрекции и оргазме, и они могут разрушить вашу чувствительность полового члена, если их не контролировать (источник).

Плохая новость в том, что вы ведете тяжелую битву с процессами, над которыми вы теряете контроль. Хорошая новость в том, что у вас все еще есть контроль над ситуацией.

Решения: Диабет часто считается пожизненным заключением, но большое соблюдение диеты, физических упражнений, введение инсулина и выбор образа жизни могут сдержать большинство симптомов. Это включает потерю кровообращения и чувствительность нервов, из-за которых пенис становится менее чувствительным.

Старение и потеря чувствительности полового члена

Старение может снизить чувствительность полового члена двумя способами:

• Использование и снижение чувствительности. Чем больше вы касаетесь (или кто-то другой касается) вашего пениса, тем больше он привыкает к стимуляции.
• Снижение кровотока. С возрастом тираж уменьшается по ряду причин. Меньший кровоток означает меньшую чувствительность, особенно в конечностях, таких как половой член.

Совокупный эффект этого означает, что к вашему 80-летию у вас будет чуть более 30% шансов потерять чувствительность, необходимую для оргазма (источник).

Хотя вы ничего не можете сделать с течением лет, вы можете предпринять шаги, чтобы уменьшить влияние старения.

В частности, все, что улучшает кровообращение и кровоток, может вернуть жизнь вашему пенису, точно так же, как эти печально известные синие таблетки, без затрат или отрицательных побочных эффектов.

Растворы: в краткосрочной перспективе, перед половым актом слегка потренируйтесь, чтобы улучшить кровоток.

Ешьте после секса (не до), чтобы кровь не попадала в пищеварение. В долгосрочной перспективе потребляйте продукты, богатые нитратами, и увеличивайте потребление жирорастворимых витаминов, чтобы ваши трубы были чистыми.

Цикличность и потеря чувствительности полового члена

Мужчины, которые проводят много времени на велосипедном сиденье, могут испытывать значительное онемение полового члена.

Это происходит потому, что сиденье сдавливает нервы и кровеносные сосуды в промежности, области между анусом и яичками.

В исследовании под названием Импотенция и генитальное онемение у велосипедистов ученые обнаружили, что у 70% велосипедистов-дальнобойщиков наблюдалось снижение кровотока в половом члене, у 61% — онемение полового члена и у 19% — эректильная дисфункция (источник).

Решения: Авторы вышеупомянутого исследования предложили сократить пробег, что может помочь минимизировать ущерб.

Вы также чаще делаете перерывы во время езды на велосипеде или смешиваете их и время от времени выполняете другие упражнения вместо того, чтобы всегда выбирать велосипед.

Как повысить чувствительность полового члена

Перво-наперво: устраните любую из основных причин чувствительности полового члена, которые мы обсуждали выше.

Как только вы начнете добиваться прогресса в этих задачах, переходите к интенсивной ротации двух или трех из следующих техник.

• Смазка вверх . Наносите немного лосьона или личной смазки, прежде чем прикасаться к себе или начинать прелюдию. Это уменьшает трение и обучает ваше устройство реагировать на более легкие раздражители.
• Охладитесь. Проведите кубиком льда по стволу пениса во время прелюдии, что откроет чувствительность новых нервных путей.
• Сделайте перерыв. Воздержитесь на время от мастурбации, прелюдии и секса. Поврежденная ткань заживает, и вы станете более отзывчивым, когда к вашему пенису снова прикоснутся.
• Используйте мягкое прикосновение. Прикоснитесь к пенису (или получите прикосновение) легким прикосновением или проведите шелком или пером по стержню, тренируя пенис реагировать на менее агрессивное обращение.

Обратите внимание, что по большей части это не быстрые решения. Пенису потребуется некоторое время (и разочарование), чтобы приспособиться.Но не паникуйте. Вы исцеляетесь от повреждений, нанесенных годами и десятилетиями. Продолжайте, и вы увидите результаты.

Как повысить чувствительность полового члена — Заключение:

Ваш пенис с годами теряет чувствительность по разным причинам…

И если дела пойдут дальше, это может вызвать у вас проблемы в спальне. Если это происходит, решения просты:

• Шаг первый: Устраните любые медицинские проблемы или образ жизни, которые могут вызывать снижение чувствительности.
• Шаг второй: Сделайте перерывы для мастурбации / сексуальной активности, чтобы дать пенису время для восстановления
• Шаг третий: Выполняйте упражнения для тренировки большей чувствительности члена.

.

5 способов повысить плотность и чувствительность AR

Медицинский обзор доктора Стефано Пиццо, MD

Прежде чем андрогены (тестостерон или ДГТ) смогут внести какие-либо изменения в ваше тело, они должны войти в ДНК. Чтобы они действительно могли добраться до ДНК, они должны быть связаны из кровотока рецепторами андрогенов в клетках.

Один из хороших примеров воздействия андрогенных рецепторов в том, что коренным американцам и азиатским мужчинам, как правило, гораздо труднее отращивать бороды, чем их европейским и африканским сверстникам.Почему вы спрашиваете? ¹ , делая их менее чувствительными и заставляя их фолликулы бороды использовать меньше гормонов для роста.

Это происходит естественным образом в течение всего дня вокруг вашего тела, но знаете ли вы, что вы действительно можете увеличить плотность рецепторов андрогенов, а также усилить их активность по использованию мужских гормонов?

Верно, есть несколько добавок, несколько конкретных методов тренировок, режим приема пищи и один довольно популярный напиток, которые, как было научно доказано, увеличивают плотность рецепторов андрогенов.

1. Прерывистое голодание

Прерывистое голодание (ПГ) набирает популярность, как снежный ком. Это режим питания, при котором вы поститесь большую часть дня и потребляете все дневные калории за короткий промежуток времени.

Самый распространенный метод — это стиль Lean Gains , при котором вы голодаете 16 часов и пируете 8 часов. Этот цикл повторяется каждый день.

Есть много преимуществ IF, такие как улучшенная чувствительность к инсулину, потеря веса за счет более легкого поддержания дефицита калорий и более острые когнитивные функции…

… Но знаете ли вы, что инсулин — это не единственное, что ваше тело становится более отзывчивым после кратковременного голодания?

Рецепторы андрогенов, похоже, имеют такое же влияние на тестостерон и ДГТ после голодания, когда вы начинаете есть.Есть два исследования, которые демонстрируют это, одно из Швеции, которое показало, что голодание в течение 12-56 часов может повысить чувствительность к тестостерону до 180%… голодание, затем возобновили прием пищи, и за ними наблюдали в течение 5 дней, пока они ели свою обычную еду, как вы можете видеть на графике справа, их уровень тестостерона взлетел как сумасшедший и продолжал расти в течение 5 дней после голодания. . Вероятное объяснение здесь состоит в том, что их тела стали более чувствительны к андрогенам в течение безжалостных 10 дней полного отсутствия калорий.

ПРИМЕЧАНИЕ: Нет, я никому не рекомендую делать 10-дневное водное голодание, более короткие голодания, такие как метод 16: 8, все равно должны помочь, и это то, что я рекомендую (подробнее о них здесь).

2. Тренировки с отягощениями

Тренировки с отягощениями — это надежный способ повысить уровень тестостерона. Он не только увеличивает выработку большого Т, но также увеличивает его использование, регулируя активность и плотность андрогенных рецепторов в мышечной ткани.

Исследования показали, что у тренированных мужчин содержание AR в мышцах значительно выше, чем у нетренированных людей, и что разные типы подъема тяжестей приводят к разной степени активации AR. Поскольку рецепторы андрогенов являются фактором синтеза мышечного белка, логично, что их плотность и активность возрастают после того, как организм адаптируется к тренировкам с отягощениями.

Есть несколько «правил тренировки» , которым вы должны следовать, чтобы максимизировать увеличение рецепторов андрогенов, выработку тестостерона и ДГТ, и, конечно же, прирост мышц и силы;

1. Активирует большое количество мышечной массы с правильной формой и при этом остается в некоторой степени «взрывным».
2. Делайте это достаточно быстро, чтобы избежать повышения уровня кортизола (что снижает содержание АР в мышцах).
3. Выполняйте упражнения еженедельно и отдыхайте соответственно, чтобы действительно иметь возможность делать это.

Наша программа тренировок THOR была создана с учетом максимальной активации рецепторов андрогенов, поэтому, если вы ищете что-то подобное, загляните на курс.

3. Карнитин

Карнитин естественным образом содержится в мясе и рыбе.Фактически, это может быть одно из самых полезных гормональных соединений, которое веганы не используют в своем рационе.

Упрощенный механизм действия того, как он может естественным образом увеличивать количество рецепторов андрогенов, выглядит следующим образом:

Карнитин транспортирует липиды (жир) в митохондрии клеток, чтобы использовать их в качестве энергии -> активности рецепторов андрогенов (AR) в тех же клетках. увеличена.

Эти эффекты были продемонстрированы в исследовании, в котором 3-недельный прием L-карнитина L-тартрата в дозе 2 г / день смог значительно увеличить количество активных рецепторов андрогенов у людей в состоянии покоя.

Те же исследователи позже воспроизвели исследование с испытуемыми, чтобы доказать — на этот раз с помощью биопсии мышц — что у тренированных мужчин L-карнитин L-тартрат даже лучше повышает содержание AR, чем то, что наблюдается у людей, ведущих малоподвижный образ жизни.

Суть в том, что карнитин увеличивает количество рецепторов андрогенов в состоянии покоя и тем более после тренировки. Использование 1-2 г / день L-карнитина L-тартрата должно помочь.

4. Леводопа

L-ДОФА (леводопа) — это встречающаяся в природе аминокислота, которая в больших количествах содержится в Mucuna Pruriens (бархатная фасоль).Это прямой предшественник дофамина, он может преодолевать гематоэнцефалический барьер и эффективно повышать уровень дофамина в сыворотке крови.

В моей предыдущей статье о Mucuna Pruriens я связал несколько исследований, которые показали, как L-DOPA из Mucuna Pruriens может повышать уровень тестостерона, повышать уровень дофамина, улучшать здоровье сперматозоидов, улучшать когнитивные способности и снижать уровень пролактина…

… И в качестве глазури к пирогу можно отметить тот факт, что левадопа действует как белок-соактиватор для рецепторов андрогенов, эффективно усиливая их активность в исследованиях in vitro (исследование, исследование).

Использование 250-500 мг в день качественного экстракта M.Pruriens со стандартизированным количеством L-DOPA должно помочь.

5. Кофеин

Кофеин, основной алкалоид и активный ингредиент кофейных зерен, хорош не только для повышения вашего творческого потенциала и уровня энергии. Полезные вещества также могут повысить эффективность тренировок, а также увеличить рецепторы андрогенов и тестостерон.

Исследования на грызунах показали, что хроническое потребление кофеина в низких дозах может повышать уровень тестостерона, уровень ДГТ и экспрессию рецепторов андрогенов (AR).

Механизм действия заключается в том, что кофеин стимулирует фермент цАМФ внутри клеток, в которых находится рецептор андрогена, а цАМФ затем стимулирует другой фермент, называемый протеинкиназой А (ПКА), который затем регулирует метаболизм гликогена, сахара и липидов внутри рецепторов. повышение их активности в связывании ДГТ и тестостерона.

Кофеин активирует AR по тому же механизму, что и форсколин, за счет увеличения внутриклеточного уровня цАМФ. Для лучших результатов принимайте форсколин и кофеин натощак (инсулин ингибирует цАМФ).

Заключение по рецепторам андрогенов

Итак, пять способов максимизировать и увеличить утилизацию андрогенов на рецепторных участках. Подведем итог: вот ваш пятиэтапный стек естественной оптимизации дополненной реальности;

1. Выпейте кофе утром натощак
2. Сделайте несколько порций форсколина, также натощак
3. Преодолейте тяжелую тренировку (например, THOR) вечером (желательно еще натощак) — укажите, если можете).
4. Прервите голодание с обильного приема пищи после тренировки и 1-2 граммов L-карнитина L-тартрата.
5. Перед сном примите 250-500 мг экстракта mucuna pruriens.

Бонус: Для бедняков, которые не могут получить добавки; удвойте кофе, получите карнитин из красного мяса и L-DOPA из бобов.

Ссылки

1.

Петтауэй С. Расовые различия в пути андрогенов / рецепторов андрогенов. J Natl Med Assoc . 1999; 91 (12): 653-660.

Али Куоппала

Али Куоппала — основатель Anabolic Men. Он является автором и соавтором нескольких книг о мужском здоровье и занимается поиском методов оптимизации гормонального здоровья. На сегодняшний день его статьи на различных сайтах прочитаны более 15 миллионов раз. Чтобы узнать больше об Али, посетите его статью на Medium.

Последние сообщения Али Куоппалы (посмотреть все)

.

Как навсегда снизить чувствительность полового члена?

redeyez точно выразил то, что я собирался высказать.

Я подозреваю, что вам действительно нужно не кучка лидокаина, а чтобы заново тренировать свое тело, чтобы вы могли продержаться столько, сколько хотите.

The Multi-Orgasmic Man — отличная книга для этого (есть и другие источники, к которым можно обратиться, этот как раз сработал для меня). В начале статьи рассказывается о том, как люди непреднамеренно учат себя быстро стрелять, и предлагается пошаговая инструкция, как это исправить.Речь идет о дыхании, настройке на сигналы тела и уважении к ним, а также о том, чтобы оставаться на грани, не переступая через них. Это не достигается за счет притупления чувствительности; Фактически, чувствительность — ключевая часть того, как вы контролируете свою эякуляцию.

Прошлой ночью я занимался сексом более полутора часов. У меня была единственная эрекция за все время. У меня было много оргазмов, но не было эякуляции. Этому контролю я научился, используя упражнения из книги «Мужчина с множественным оргазмом» .

Не знаю, на испанском ли эта книга, но если вы изучите даосские сексуальные практики или исследуете тантру, вы найдете похожие подходы. Также следует отметить, что некоторым из наших членов удалось успешно бороться с преждевременной эякуляцией с помощью иглоукалывания.

Я настоятельно рекомендую вам изучить эти решения и постараться навсегда снизить вашу чувствительность. Это обратный способ решить вашу проблему; Поступая таким образом, вы устраняете симптом, а не основную проблему.Кремы или презервативы, снижающие чувствительность, в конечном итоге вам не помогут, они только сделают вас зависимыми от их продукта, в то же время лишив вас удовольствия от секса. Не беспокойтесь о таком подходе, это тупик.

Короче говоря, не пытайтесь ослабить пенис, научитесь работать с ним, а не против него.

До: Я хотел бы показать вам кое-что, чем я очень горжусь, но вам придется подойти очень близко.

После: Я бы хотел показать вам кое-что, чем я очень горжусь, но вам, ребята, в первом ряду придется отойти.

Бог дал мужчинам и пенис, и мозг, но, к сожалению, не было достаточного кровоснабжения, чтобы работать и тем, и другим одновременно. — Робин Уильямс (:

.

Причины, симптомы и способы восстановления чувствительности

Когда человек полностью или частично теряет чувствительность полового члена, он онемел.

Пенис содержит множество нервных окончаний и обычно очень чувствителен. Онемение может возникнуть, когда человек долгое время сидит в определенном положении. Это также может быть результатом низкого уровня тестостерона, другой проблемы со здоровьем или травмы.

Людям следует обратиться к врачу, если их половой член или яички онемели без видимой причины.

В этой статье мы рассмотрим, что может вызвать онемение полового члена и как восстановить чувствительность.

Поделиться на PinterestСимптомы онемения полового члена могут варьироваться от ощущения очень слабой стимуляции до полного отсутствия ощущения.

Пенис онемел, когда человек не может чувствовать обычных ощущений, в том числе прикосновений или раздражения.

Симптомы онемения могут варьироваться от человека к человеку. Для некоторых это похоже на засыпание руки или ноги. Другим может казаться, что кровообращение в этом районе прекращено.

Некоторые люди с онемением сообщают, что ощущают очень слабую стимуляцию, в то время как другие ничего не чувствуют, даже от сильной стимуляции.

Онемение могут сопровождать другие симптомы в зависимости от основной причины. Эти симптомы могут включать:

• потеря чувствительности яичек, промежности или кожи вокруг полового члена
• жжение или покалывание, ощущение иглы
• холод в половом члене или яичках
• синяя или лиловая кожа

Ряд проблем может привести к потере чувствительности, а некоторые действия и факторы образа жизни могут увеличить риск.

Следующие факторы могут вызвать онемение полового члена:

Травма

Поделиться на Pinterest Езда на велосипеде оказывает давление на половой член и пах, что может вызвать онемение.

Травма на половом члене или вокруг него может вызвать онемение. Это может быть результатом повреждения определенных нервов или кровеносных сосудов.

Обычно чувствительность возвращается со временем. Если это не так, обратитесь к врачу.

Следующее может привести к давлению или травме полового члена или паха:

Езда на велосипеде. Неровности и трение дороги могут повредить промежность, яички и половой член. Езда на велосипеде также может оказывать давление на пах и временно сужать нервы или кровеносные сосуды, что приводит к онемению полового члена.

Слишком долго сидеть. Длительное сидение на неудобных стульях или стульях с мягкой подкладкой может вызвать давление на половой член или промежность и привести к травме. Промежность не должна выдерживать вес тела.

Общее раздражение. Мыло и другие средства гигиены могут вызвать раздражение чувствительной кожи на половом члене и вокруг него.Может помочь нежное гипоаллергенное мыло.

Трение от тесной одежды. Тесное или грубое нижнее белье может раздражать половой член, вызывая зуд или покалывание. Такая одежда также может вызвать покраснение, особенно в области кончика полового члена.

Травма, связанная с сексом или мастурбацией

Во время полового акта эрегированный пенис не подвижен. Эта ригидность может подвергнуть пенис риску перелома или синяков, что может вызвать боль, раздражение, онемение и изменение цвета.

Сильное или чрезмерное трение в результате мастурбации и других видов сексуальной активности также может вызвать травму, ведущую к онемению. Если человек замечает снижение чувствительности, может помочь сократить или попробовать другие формы мастурбации.

Повреждение также может быть результатом использования помпы, которая всасывает кровь в половой член для достижения эрекции. На коже могут появиться онемение, синяки, порезы и красные или пурпурные пятна, называемые петехиями.

Кольца для полового члена могут помочь некоторым людям с эректильной дисфункцией, но чрезмерное использование может привести к синякам и другим видам повреждений.

Низкий уровень тестостерона

Тестостерон — важный гормон с широким спектром эффектов, включая роль в регулировании мышечной массы и полового влечения. После полового созревания уровень тестостерона постепенно снижается, и у многих пожилых людей он становится низким.

Однако низкий уровень тестостерона может влиять и на молодых людей.

Когда уровень тестостерона падает, человек может заметить уменьшение удовольствия от сексуальной активности. В результате они могут ошибочно полагать, что их пенис онемел.

Низкий уровень тестостерона может привести к онемению, но обычно не в случае боли, поэтому человек все равно почувствует это, например, при ущемлении полового члена или мошонки.

Другие симптомы низкого тестостерона могут включать изменения настроения, сексуального влечения и уровня энергии.

Проблемы с нервами

Проблемы с нервами в этой области могут вызвать онемение полового члена, яичек и промежности.

Ряд проблем со здоровьем может повлиять на нервы и привести к онемению.Человек может испытывать онемение в нижней части тела и в области паха.

Некоторые из этих проблем включают:

Болезнь Пейрони

Болезнь Пейрони — менее распространенная причина онемения полового члена.

Накопление рубцовой ткани, называемое бляшкой, внутри полового члена характеризует это заболевание. Рубцовая ткань может быть менее чувствительной, чем обычная ткань полового члена, и у некоторых людей наблюдается десенсибилизация или онемение.

Рак простаты

Простата играет важную роль в репродуктивной системе.Он производит жидкость, которая несет сперму, и помогает вытолкнуть жидкость во время эякуляции.

Повреждение простаты, например, в результате опухоли, может привести к онемению, покалыванию и другим изменениям полового члена.

Кроме того, человек может мочиться чаще, чем обычно, или иметь проблемы с мочеиспусканием, помимо других симптомов.

Онемение в результате травмы обычно проходит вместе с травмой.

Когда онемение вызывает основное заболевание, лечение или устранение проблемы со здоровьем обычно устраняет этот симптом.

Следующие методы могут помочь уменьшить онемение полового члена:

Изменение образа жизни

Поделиться на Pinterest Стояние может помочь уменьшить онемение, которое может быть вызвано сидением на твердых поверхностях.

Поскольку сидение в определенных положениях или на жесткой, неудобной мебели может вызвать онемение, врач может порекомендовать:

• делать короткие перерывы в течение дня
• по возможности стоять
• регулировать положение сидя
• сменные стулья

Для велосипедистов , использование другого велосипедного сиденья может помочь предотвратить боль и онемение в паховой области после длительных поездок.

Изменение угла наклона сиденья также может привести к тому, что оно будет лучше поглощать удары и давление от дороги.

Лекарства

Врач обычно прописывает лекарства для лечения хронических заболеваний, таких как диабет, рассеянный склероз и болезнь Пейрони.

Мониторинг и контроль уровня сахара в крови могут облегчить симптомы у людей с диабетом, которым может потребоваться прием дополнительных лекарств для предотвращения повреждения нервов. В запущенных случаях диабет может привести к серьезному повреждению нервов, известному как диабетическая невропатия.

Люди с болезнью Пейрони могут принимать лекарства, разрушающие рубцовую ткань и коллаген, образующийся в половом члене. Это должно контролировать их симптомы.

Повышение уровня тестостерона

Человеку с низким уровнем тестостерона может потребоваться гормональное лечение, которое может быть в виде таблеток, инъекций или пластырей. Принимайте гормоны только под руководством врача.

Онемение полового члена часто возникает в результате травмы паховой области. Человек может получить такую ​​травму в результате энергичного секса, длительной поездки на велосипеде или травмы.

Лечение обычно относительно простое. Отдых для полового члена может облегчить онемение, вызванное обычными травмами.

Если онемение вызвано хроническим заболеванием или нервными расстройствами, прогноз может отличаться, но обычно он хороший.

Если симптомы не исчезнут после лечения, обратитесь к врачу. Человеку, возможно, придется попробовать несколько методов или методов лечения, прежде чем найти тот, который работает.

Q:

Может ли мастурбация вызвать у человека потерю чувствительности пениса?

A:

Чрезмерная или энергичная мастурбация может привести к потере чувствительности.Гиперстимуляция может снизить чувствительность полового члена и заставить человека увеличить силу, которую он использует во время мастурбации, что может усугубить проблему. Это также может привести к задержке оргазма или невозможности достичь оргазма, что называется аноргазмией. Некоторые методы лечения включают изменение техники мастурбации, например, изменение метода или частоты и добавление других источников стимуляции.

Дэниел Мюррелл, MD Ответы отражают мнение наших медицинских экспертов.Весь контент носит исключительно информационный характер и не может рассматриваться как медицинский совет. .