Какво е фототранзистор?

Какво е фототранзистор?

Определение на фототранзистора

Фототранзистор се дефинира като полупроводников компонент със светлочувствителна базова зона, предназначен конкретно за детектиране и усилване на светлинни сигнали.

Фототранзисторите са полупроводникови устройства с три терминала (източник, база и колектор) или два терминала (източник и колектор) и имат светлочувствителна базова зона. Въпреки че всички транзистори до известна степен са светлочувствителни, фототранзисторите са специално оптимизирани за детектиране на светлина. Те се изграждат чрез дифузия или ионна имплантация и имат по-големи колекторни и базови зони в сравнение с обикновените транзистори. Фототранзисторите могат да имат хомоюнкционална структура, направена от един материал, като кремик, или хетероюнкционална структура, направена от различни материали.

В случая на хомоюнкционални фототранзистори, цялото устройство ще бъде направено от един вид материал; или кремик, или германий. За да се увеличи ефективността им, фототранзисторите могат да бъдат направени от неподобни материали (материали от група III-V, като GaAs) от двете страни на pn-юнкцията, водещи до хетероюнкционални устройства. Въпреки това, хомоюнкционалните устройства се използват по-често в сравнение с хетероюнкционалните, тъй като те са икономически по-ефективни.

Схемата на npn фототранзистора, показана на фигура 2, включва транзистор с две стрелички, сочещи към базата, което указва светлочувствителност. За pnp фототранзисторите символът е подобен, но стрелката при източника сочи вътрешно, а не външно.

Принцип на действие

Фототранзисторите работят, замествайки базовия ток с интензитет на светлината, позволявайки им да функционират в приложения за комутиране и усилване.

Типове конфигурации

Фототранзисторите могат да бъдат настроени в общ колекторен или общ източников режим, аналогично на обикновените транзистори.

Фактори, влияещи на изхода

Изходът на фототранзистора зависи от дължината на вълната на падащата светлина, площта на колекторно-базовата юнкция и DC токово усиление на транзистора.

Преимущества на фототранзистора

Преимуществата на фототранзисторите включват:

• Прости, компактни и по-евтини.

• По-висок ток, по-голямо усиление и по-бързи време на отговор в сравнение с фотодиодите.

• Резултатът е изходно напрежение, в противоположност на фотоотпорите.

• Чувствителни към широк диапазон от дължини на вълните, от ултравиолетово (UV) до инфрачервено (IR) през видимата радиация.

• Чувствителни към голям брой източници, включително лампи с накалена нишка, флуоресцентни лампи, неонови лампи, лазери, пламъци и слънчева светлина.

• Високо надеждни и временни стабилни.

• По-малко шумящи в сравнение с аваланшните фотодиоди.

• Достъпни в широк спектър от типове упаковки, включително епоксидно покрити, преференциално формованы и повърхностно монтирани.

Недостатъци на фототранзистора

Недостатъците на фототранзисторите включват:

• Не могат да се справят с високи напрежения, ако са направени от кремик.

• Подвержени са на електрически импулси и вълни.

• Засегнати са от електромагнитна енергия.

• Не позволяват лесния поток на електрони, в противоположност на електронните тръби.

• Слабо реактивно време на високи честоти поради големия капацитет на база-колектор.

• Не могат да детектират ниски нива на светлина по-добре от фотодиодите.

Приложения

• Детекция на обекти

• Сензори за кодиращи устройства

• Автоматизирани електрически контролни системи, като детектори на светлина

• Системи за безопасност

• Четци на перфокартни карти

• Реле

• Компютърна логическа схема

• Броящи системи

• Детектори на дим