Qu'est-ce qu'un phototransistor

Qu'est-ce qu'un phototransistor?

Définition du phototransistor

Un phototransistor est défini comme un dispositif à semi-conducteur avec une région de base sensible à la lumière, conçu spécifiquement pour détecter et amplifier les signaux lumineux.

Les phototransistors sont des dispositifs à semi-conducteurs avec soit trois bornes (émetteur, base et collecteur) soit deux bornes (émetteur et collecteur) et ont une région de base sensible à la lumière. Bien que tous les transistors soient quelque peu sensibles à la lumière, les phototransistors sont spécifiquement optimisés pour la détection de la lumière. Ils sont fabriqués en utilisant des techniques de diffusion ou d'implantation ionique et ont des régions de collecteur et de base plus grandes que les transistors ordinaires. Les phototransistors peuvent avoir une structure homojonction, faite d'un seul matériau comme le silicium, ou une structure hétérojonction, faite de matériaux différents.

Dans le cas des phototransistors à homojonction, l'appareil entier sera fait d'un seul type de matériau ; soit du silicium, soit du germanium. Cependant, pour augmenter leur efficacité, les phototransistors peuvent être fabriqués à partir de matériaux non identiques (matériaux de groupe III-V comme le GaAs) de chaque côté de la jonction pn, conduisant à des dispositifs hétérojonction. Néanmoins, les dispositifs à homojonction sont plus souvent utilisés par rapport aux dispositifs à hétérojonction car ils sont économiques.

Le symbole de circuit pour les phototransistors npn, montré par la Figure 2, comprend un transistor avec deux flèches pointant vers la base, indiquant la sensibilité à la lumière. Pour les phototransistors pnp, le symbole est similaire, mais la flèche à l'émetteur pointe vers l'intérieur au lieu de l'extérieur.

Principe de fonctionnement

Les phototransistors fonctionnent en remplaçant le courant de base par l'intensité lumineuse, leur permettant de fonctionner dans des applications de commutation et d'amplification.

Types de configuration

Les phototransistors peuvent être configurés en émetteur commun ou en collecteur commun, de manière similaire aux transistors ordinaires.

Facteurs de sortie

La sortie d'un phototransistor dépend de la longueur d'onde de la lumière incidente, de la surface de la jonction collecteur-base et du gain de courant continu du transistor.

Avantages du phototransistor

Les avantages des phototransistors incluent :

• Simple, compact et moins cher.

• Courant plus élevé, gain plus élevé et temps de réponse plus rapide par rapport aux photodiodes.

• Résulte en une tension de sortie contrairement aux photo-résistances.

• Sensible à une large gamme de longueurs d'onde allant de l'ultraviolet (UV) à l'infrarouge (IR) en passant par le rayonnement visible.

• Sensible à un grand nombre de sources, y compris les ampoules incandescentes, les lampes fluorescentes, les lampes néon, les lasers, les flammes et la lumière du soleil.

• Très fiable et stable temporellement.

• Moins bruyant par rapport aux photodiodes à avalanche.

• Disponible dans une grande variété de types de boîtiers, y compris enduit d'époxy, moulé par transfert et monté en surface.

Inconvénients du phototransistor

Les inconvénients des phototransistors incluent :

• Ne peut pas gérer des tensions élevées s'il est fabriqué en silicium.

• Sujet aux pics électriques et surtensions.

• Affecté par l'énergie électromagnétique.

• Ne permet pas un flux facile d'électrons comme les tubes électroniques.

• Réponse fréquentielle élevée médiocre en raison d'une grande capacité base-collecteur.

• Ne détecte pas aussi bien les faibles niveaux de lumière que les photodiodes.

Applications

• Détection d'objets

• Sondage d'encodeurs

• Systèmes de contrôle électrique automatiques tels que les détecteurs de lumière

• Systèmes de sécurité

• Lecteurs de cartes perforées

• Relais

• Circuit logique informatique

• Systèmes de comptage

• Détecteurs de fumée