Wat is een fototransistor?
Wat is een fototransistor?
Definitie van een fototransistor
Een fototransistor wordt gedefinieerd als een halfgeleiderapparaat met een lichtgevoelige basisregio, speciaal ontworpen voor het detecteren en versterken van lichtsignalen.
Fototransistoren zijn halfgeleiderapparaten met drie aansluitingen (emitter, basis en collector) of twee aansluitingen (emitter en collector) en hebben een lichtgevoelige basisregio. Hoewel alle transistors enigszins lichtgevoelig zijn, zijn fototransistoren specifiek geoptimaliseerd voor lichtdetectie. Ze worden gemaakt met diffusietechnieken of ion-implantatietechnieken en hebben grotere collector- en basisregio's dan reguliere transistors. Fototransistoren kunnen een homojunctiestructuur hebben, gemaakt van één materiaal zoals silicium, of een heterojunctiestructuur, gemaakt van verschillende materialen.
In het geval van homojunctiefototransistoren wordt het hele apparaat gemaakt van één materiaalsoort; ofwel silicium of germanium. Om hun efficiëntie te verhogen, kunnen de fototransistoren echter gemaakt worden van niet-identieke materialen (Groep III-V materialen zoals GaAs) aan weerszijden van de pn-junctie, wat leidt tot heterojunctieapparaten. Desondanks worden homojunctieapparaten vaker gebruikt in vergelijking met heterojunctieapparaten, omdat ze economischer zijn.
Het circuitsymbool voor npn-fototransistors, zoals getoond in Figuur 2, omvat een transistor met twee pijlen die naar de basis wijzen, wat lichtgevoeligheid aangeeft. Voor pnp-fototransistors is het symbool vergelijkbaar, maar de pijl bij de emitter wijst naar binnen in plaats van naar buiten.
Werkingsprincipe
Fototransistors werken door de basisstroom te vervangen door lichtintensiteit, waardoor ze kunnen functioneren in schakelingen en versterkingsapplicaties.
Configuratietypes
Fototransistors kunnen worden opgesteld in gemeenschappelijke collector- of gemeenschappelijke emitterconfiguraties, vergelijkbaar met reguliere transistors.
Uitvoerfactoren
De uitvoer van een fototransistor hangt af van de golflengte van het incidentele licht, de oppervlakte van de collector-basisjunctie en de DC-stroomversterking van de transistor.
Voordelen van een fototransistor
De voordelen van fototransistors omvatten:
Eenvoudig, compact en minder duur.
Hogere stroom, hogere versterking en snellere responstijden in vergelijking met fotodiodes.
Levert uitgangsspanning, in tegenstelling tot fotoresistors.
Gevoelig voor een breed scala aan golflengtes, variërend van ultraviolet (UV) tot infrarood (IR) via zichtbare straling.
Gevoelig voor een groot aantal bronnen, waaronder gloeilampen, tl-lampen, neonlampen, lasers, vlammen en zonlicht.
Hoog betrouwbaar en tijdelijk stabiel.
Minder ruis vergeleken met lawinefotodiodes.
Beschikbaar in een breed scala aan behuizingstypen, waaronder epoxy-coated, transfer-gemolded en surface mounted.
Nadelen van een fototransistor
De nadelen van fototransistors omvatten:
Kan hoge spanningen niet aan als deze van silicium gemaakt zijn.
Gevoelig voor elektrische pieken en stoten.
Beïnvloed door elektromagnetische energie.
Staat niet toe dat elektronen gemakkelijk stromen, in tegenstelling tot elektronbuizen.
Slechte frequentierespons vanwege een grote basis-collectorcapaciteit.
Kan lage niveaus van licht niet beter detecteren dan fotodiodes.
Toepassingen
Objectdetectie
Encoderdetectie
Automatische elektrische besturingssystemen zoals lichtdetectors
Beveiligingssystemen
Punch-card readers
Relais
Computerschakelingen
Tellersystemen
Rookdetectoren
