Mi az a fénytranzisztor?

Mi az a fénytranzisztor?

Fénytranzisztor definíció

A fénytranzisztor olyan fémes eszköz, amelynek a bázisa fényérzékeny, kifejezetten fényjel detektálására és erősítésére tervezve van.

A fénytranzisztorok vagy három (emitter, bázis, kollektor) vagy két (emitter, kollektor) terminálú fémes eszközök, amelyeknek a bázisa fényérzékeny. Bár minden tranzisztor valamennyire fényérzékeny, a fénytranzisztorok kifejezetten a fény detektálására vannak optimalizálva. Difúziós vagy ionimplantációs technikával készülnek, nagyobb kollektor- és bázistartományokkal rendelkeznek, mint a szabványos tranzisztorok. A fénytranzisztorok homojunction szerkezetűek lehetnek, például csiliciumból, vagy heterojunction szerkezetűek, különböző anyagokból készülhetnek.

A homojunction fénytranzisztorok esetén az egész eszköz ugyanolyan anyagból készül, csiliciumból vagy germaniumból. Azonban a hatékonyság növelése érdekében a fénytranzisztorok különböző anyagokból (III-V csoportbeli anyagok, mint például a GaAs) készülhetnek a pn-junction két oldalán, ami heterojunction eszközöket eredményez. Ugyanakkor a homojunction eszközök gyakrabban használatosak, mivel gazdaságosabbak, mint a hetero junction eszközök.

Az npn fénytranzisztorok áramkörjeleme a 2. ábra szerint tartalmaz egy tranzisztorral, amelynek két nyíl mutatja a bázis felé, jelölve a fényérzékenységet. A pnp fénytranzisztorok esetén a jelölés hasonló, de az emitternél a nyíl belülre mutat, nem kívülre.

Működési elv

A fénytranzisztorok működése során a bázisáramot a fényintenzitással helyettesítik, ezzel engedélyezve a kapcsoló- és erősítőalkalmazásokban történő használatukat.

Konfigurációs típusok

A fénytranzisztorok közös kollektor vagy közös emitter konfigurációban állíthatók be, hasonlóan a szabványos tranzisztorokhoz.

Kimeneti tényezők

A fénytranzisztor kimenete függ a befutó fény hullámhosszától, a kollektor-bázis junction területétől, és a tranzisztor DC áramerősítésétől.

A fénytranzisztor előnyei

A fénytranzisztorok előnyei a következők:

• Egyszerű, kompakt és olcsóbb.

• Magasabb áram, magasabb erősítés és gyorsabb válaszidő a fotodiodokhoz képest.

• Kimeneti feszültséget ad, ellentétben a fotorezistorokkal.

• Széles hullámhossz tartományra reagál, ultraviolét (UV) és infravörös (IR) sugárzástól a látható sugárzásig.

• Szenzitív sokféle forráshoz, beleértve incandeszcens, fluoreszcens, neón lámpákat, lézereket, lángokat és napfényt.

• Nagyon megbízható és időben stabil.

• Kevesebb zajos, mint az avalanche fotodiodok.

• Rendszeres, epoxy fedett, transfer moldált és felületi telepítési csomagolásokban is elérhető.

A fénytranzisztor hátrányai

A fénytranzisztorok hátrányai a következők:

• Nem kezelheti a magas feszültségeket, ha csiliciumból készült.

• Elektromos impulzusok és túlfeszültségekkel szemben sebezhető.

• Elektromágneses energiának kitett.

• Nem engedélyezi a könnyű elektronáramlást, mint az elektronhordozók.

• Rossz magasfrekvenciás válasz, mert nagy bázis-kollektor kapacitása van.

• Nem detektálja jobban a gyenge fényt, mint a fotodiodok.

Alkalmazások

• Tárgy detektálás

• Kódoló érzékelés

• Automatikus elektromos irányító rendszerek, mint például a fénydetektorok

• Biztonsági rendszerek

• Lyukkártya olvasók

• Relék

• Számítógépes logikai áramkörök

• Számoló rendszerek

• Dohányzóérzékelők