מהו פוטוטרנזיסטור?

מהו פוטוטרנזיסטור?

הגדרת פוטוטרנזיסטור

פוטוטרנזיסטור מוגדר כמכשיר חצי מוליך עם בסיס רגיש לאור, שתוכנן במיוחד לגילוי ומפצה של אותות אור.

פוטוטרנזיסטורים הם מכשירים חצי מוליכים עם שלושה נקודות (פליטה, בסיס וקולקטור) או שתי נקודות (פליטה וקולקטור) שיש להם בסיס רגיש לאור. בעוד שכל הטרנזיסטורים הם מעט רגישים לאור, הפוטוטרנזיסטורים מתאימים במיוחד לגילוי אור. הם מיוצרים באמצעות טכניקות הדיפוזיה או הטמעת יונים ויש להם אזורים קולקטור ובסיס גדולים יותר מאשר בטרנזיסטורים רגילים. לפוטוטרנזיסטורים יכול להיות מבנה הומו-ג'ונקציה, עשוי ממATERIAL אחד כמו סיליקון, או מבנה הטרו-ג'ונקציה, עשוי ממATERIALS שונים.

במקרה של פוטוטרנזיסטורים הומו-ג'ונקציה, כל המכשיר יהיה עשוי ממATERIAL אחד בלבד; סיליקון או גרמניום. אך כדי להעלות את יעילותם, ניתן לייצר פוטוטרנזיסטורים ממATERIALS שונים (חומרים מהקבוצה III-V כמו GaAs) משני צידי הג'ונקציה pn, מה שמוביל למכשירים הטרו-ג'ונקציה. עם זאת, מכשירים הומו-ג'ונקציה בשימוש נפוץ יותר בהשוואה למכשירים הטרו-ג'ונקציה כי הם כלכליים יותר.

סמל המעגל עבור פוטוטרנזיסטורים npn כפי שמוצג בתמונה 2 כולל טרנזיסטור עם שתי стрелки, указывающие на базу, что указывает на чувствительность к свету. Для фототранзисторов pnp символ похож, но стрелка на эмиттере направлена внутрь, а не наружу.

עקרון פעולה

פוטוטרנזיסטורים עובדים על ידי החלפת הזרם בבסיס עוצמת האור, מה שמאפשר להם לעבוד במשימות המיתוג וההצמדה.

סוגי תצורות

פוטוטרנזיסטורים יכולים להיות מותקנים בתצורות קולקטור משותף או פליטה משותפת, דומה לטרנזיסטורים רגילים.

גורמים לתוצאה

התוצאה של פוטוטרנזיסטור תלויה באורך גל של האור הנכנס, שטח הג'ונקציה בין הקולקטור לבסיס, וההצמדה הנוכחית של הטרנזיסטור.

יתרונות של פוטוטרנזיסטור

יתרונות הפוטוטרנזיסטורים כוללים:

• פשוט, קומפקטי וזול יותר.

• זרם גבוה יותר, הצמדה גבוהה יותר וזמן תגובה מהיר יותר בהשוואה לפוטודיודה.

• נותן מתח יציאה בניגוד לפוטורזיסטור.

• רגיש לאזור רחב של אורכי גל החל מאולטרה סגול דרך קרינה נראה עד לאינפרה אדום.

• רגיש למגוון גדול של מקורות כולל מנורות בערה, מנורות פלואורסנטיות, מנורות נאון, לייזרים, להבות ואור השמש.

• נאמן מאוד ויציב במובן הזמן.

• פחות רועש בהשוואה לפוטודיודה אבנאנש.

• זמין במגוון רחב של סוגים של אריזות כולל אריזות מוקפות באפוקסי, אריזות מעובדות בהעברה ואריזות מותקנות על פני השטח.

חסרונות של פוטוטרנזיסטור

החסרונות של פוטוטרנזיסטורים כוללים:

• לא יכול להתמודד עם מתח גבוה אם הוא עשוי מסיליקון.

• חשוף לשיאים חשמליים ולשיטפונות.

• משפיע על אנרגיה אלקטרומגנטית.

• לא מאפשר זרימת אלקטרונים קלה כמו צינורות אלקטרונים.

• תגובה גרועה בתדר גבוה בשל קיבולת גדולה בין הבסיס לקולקטור.

• לא יכול לגשת לרמות נמוכות של אור טוב יותר מפוטודיודה.

יישומים

• זיהוי עצמים

• חיישני קוד

• מערכות בקרה חשמלית אוטומטיות כגון חיישני אור

• מערכות בטיחות

• קוראי כרטיסים מנוקבים

• רלאים

• مدارי לוגיקה מחשב

• מערכות ספירה

• חיישני עשן