Što je fototransistor?

Što je fototransistor?

Definicija fototransistora

Fototransistor se definira kao poluprovodnički uređaj s osjetljivom na svjetlo baznom regijom, dizajniran posebno za otkrivanje i pojačavanje svjetlosnih signala.

Fototransistori su poluprovodnički uređaji s tri terminala (emiter, baza i koliktor) ili dva terminala (emiter i koliktor) te imaju osjetljivu na svjetlo baznu regiju. Iako su svi tranzistori nešto osjetljivi na svjetlo, fototransistori su specifično optimizirani za detekciju svjetla. Izrađuju se koristeći difuzije ili tehnike implantacije iona i imaju veće koliktorske i bazne regije od običnih tranzistora. Fototransistori mogu imati homojunkcijsku strukturu, izrađenu od jednog materijala, poput silicijuma, ili heterojunkcijsku strukturu, izrađenu od različitih materijala.

U slučaju homojunkcijskih fototransistora, cijeli uređaj bit će izrađen od jednog tipa materijala; bukvalno silicijuma ili germanijuma. Međutim, kako bi se povećala njihova učinkovitost, fototransistori mogu biti izrađeni od neidentičnih materijala (grupe III-V materijala poput GaAs) na obje strane pn spoja, što vodi heterojunkcijskim uređajima. Ipak, homojunkcijski uređaji češće se koriste u usporedbi s heterojunkcijskim uređajima jer su ekonomičniji.

Simbol šeme za npn fototransistore, prikazan na slici 2, uključuje tranzistor s dvjema strelicama koje pokazuju prema bazi, što označava osjetljivost na svjetlo. Za pnp fototransistore, simbol je sličan, ali strelica na emiteru pokazuje unutra umjesto van.

Načelo rada

Fototransistori funkcioniraju tako što zamjenjuju bazni strujni tok intenzitetom svjetlosti, omogućujući im da funkcioniraju u aplikacijama za prekidače i pojačala.

Vrste konfiguracija

Fototransistori mogu biti postavljeni u konfiguracije zajedničkog koliktora ili zajedničkog emitera, slično regularnim tranzistorima.

Faktori izlaza

Izlaz fototransistora ovisi o valnoj dužini incidenentnog svjetla, površini spoja koliktor-baza i DC strujnom pojačanju tranzistora.

Prednosti fototransistora

Prednosti fototransistora uključuju:

• Jednostavni, kompaktni i manje skupi.

• Viši struja, više pojačanje i brže vremena reakcije u usporedbi s fotodiodama.

• Rezultat u izlaznom naponu, na razliku od foto otpornika.

• Osjetljivi na širok spektar valnih duljina, od ultraljubičastog (UV) do infracrvenog (IR) zračenja, preko vidljivog zračenja.

• Osjetljivi na veliki broj izvora, uključujući žarulje, fluorescentne žarulje, neon žarulje, lasere, plamene i sunčevu svjetlost.

• Visoko pouzdani i temporalno stabilni.

• Manje bujni u usporedbi s lavinastim fotodijodama.

• Dostupni u širokom rasponu vrsta pakiranja, uključujući epoksidno prekrivena, transfer presnaka i površinsko montirana.

Nedostaci fototransistora

Nedostaci fototransistora uključuju:

• Ne mogu obrađivati visoke napetosti ako su izrađeni od silicijuma.

• Podložni električnim impulsnim i talasima.

• Podezan uz elektromagnetsku energiju.

• Ne dopuštaju lako protjecanje elektrona na razliku od elektronskih cijevi.

• Loša reakcija na visoku frekvenciju zbog velike kapacitance baze-koliktora.

• Ne mogu detektirati niske razine svjetla bolje od fotodioda.

Aplikacije

• Detekcija objekata

• Senzor enkoder

• Automatski električni sustavi upravljanja, poput detektora svjetla

• Sustavi sigurnosti

• Čitači kartica sa perforacijama

• Relé

• Računalne logičke šeme

• Brojalni sustavi

• Detektori dima