Hva er en fototransistor?

Hva er en fototransistor?

Definisjon av fototransistor

En fototransistor er definert som et halvlederapparat med et lysfølsomt baseregion, spesielt designet for å oppdage og forsterke lyssignaler.

Fototransistorer er halvlederapparater med enten tre terminaler (emitter, base og kollektor) eller to terminaler (emitter og kollektor) og har en lysfølsom base. Mens alle transistorer er litt lysfølsomme, er fototransistorer spesielt optimalisert for lysetekting. De lages ved bruk av diffusjons- eller ionimplanteringsteknikker, og har større kollektor- og baseregioner enn vanlige transistorer. Fototransistorer kan ha en homojunskjelstruktur, laget av ett materiale som silisium, eller en heterojunskjelstruktur, laget av ulike materialer.

I tilfellet homojunskjel-fototransistorer vil hele enheten være laget av ett materiale; enten silisium eller germanium. For å øke effektiviteten, kan fototransistorene imidlertid lages av ikke-identiske materialer (gruppe III-V-materialer som GaAs) på hver side av pn-junskjellen, noe som fører til heterojunskjel-enheter. Imidlertid brukes homojunskjel-enheter oftere i sammenligning med heterojunskjel-enheter, da de er mer økonomiske.

Kretsikonet for npn-fototransistorer vises i figur 2, og inkluderer en transistor med to pile pekende mot basen, som indikerer lysfølsomhet. For pnp-fototransistorer er symbolet likt, men pilen ved emitteren peker innover istedenfor utover.

Arbeidsprinsipp

Fototransistorer fungerer ved å erstatte basestrømmen med lysintensitet, noe som lar dem fungere i skruings- og forsterkningsapplikasjoner.

Konfigurasjonstyper

Fototransistorer kan settes opp i felleskollektor- eller fellesemitterkonfigurasjoner, tilsvarende vanlige transistorer.

Utgangsfaktorer

Utgangen fra en fototransistor avhenger av bølgelengden til det inkomne lyset, arealet til kollektor-base-junskjellen, og DC-strømforsterkningen til transistoren.

Fordeler med fototransistor

Fordelene med fototransistorer inkluderer:

• Enkel, kompakt og billigere.

• Høyere strøm, høyere forsterkning og raskere respons tid sammenlignet med fotodioder.

• Resulterer i utgangsspennings, imidlertid ikke fotorestanser.

• Følsom for et bredt spekter av bølgelengder, fra ultralyd (UV) til infrarødt (IR) gjennom synlig stråling.

• Følsom for et stort antall kilder, inkludert glødetrådslyskilder, fluorescerende lyskilder, neonlys, lasere, flammer og sollys.

• Høy grad av pålitelighet og tidsmessig stabilitet.

• Mindre støy sammenlignet med avalanche-fotodioder.

• Tilgjengelig i en rekke forskjellige emballasjetyper, inkludert epoksybelagt, overføringsformet og overflatemontert.

Ulemper med fototransistor

Ulemper med fototransistorer inkluderer:

• Kan ikke håndtere høye spenninger hvis de er laget av silisium.

• Utenfor for elektriske spisser og surger.

• Påvirket av elektromagnetisk energi.

• Tillater ikke lett flyt av elektroner, imidlertid ikke elektronrør.

• Dårlig høyfrekvensrespons på grunn av stor base-kollektor kapasitets.

• Kan ikke oppdage lavere nivåer av lys bedre enn fotodioder.

Anvendelser

• Gjenstandsdeteksjon

• Encoder-sensing

• Automatiske elektriske kontrollsystemer, som i lysdetektorer

• Sikkerhetssystemer

• Perforert kortlesere

• Relæer

• Datamaskinlogikkretninger

• Tellingsystemer

• Røykdetectorer