Что такое фототранзистор?

Что такое фототранзистор?

Определение фототранзистора

Фототранзистор определяется как полупроводниковое устройство с светочувствительным базовым регионом, специально разработанное для обнаружения и усиления световых сигналов.

Фототранзисторы — это полупроводниковые устройства с тремя выводами (эмиттер, база и коллектор) или двумя выводами (эмиттер и коллектор), у которых есть светочувствительный базовый регион. Хотя все транзисторы в некоторой степени чувствительны к свету, фототранзисторы специально оптимизированы для обнаружения света. Они изготавливаются с использованием методов диффузии или ионной имплантации и имеют большие коллекторные и базовые области по сравнению с обычными транзисторами. Фототранзисторы могут иметь гомогетеропереходную структуру, изготовленную из одного материала, такого как кремний, или гетерогетеропереходную структуру, изготовленную из различных материалов.

В случае гомогетеропереходных фототранзисторов все устройство будет изготовлено из одного типа материала; либо кремния, либо германия. Однако, чтобы увеличить их эффективность, фототранзисторы можно изготовить из неидентичных материалов (материалы группы III-V, такие как GaAs) на обеих сторонах p-n перехода, что приводит к гетерогетеропереходным устройствам. Тем не менее, гомогетеропереходные устройства чаще используются по сравнению с гетерогетеропереходными устройствами, поскольку они экономичнее.

Символ схемы для npn-фототранзисторов, показанный на рисунке 2, включает транзистор с двумя стрелками, указывающими на базу, что указывает на светочувствительность. Для pnp-фототранзисторов символ аналогичен, но стрелка на эмиттере указывает внутрь, а не наружу.

Принцип работы

Фототранзисторы работают, заменяя базовый ток интенсивностью света, что позволяет им функционировать в переключательных и усилительных приложениях.

Типы конфигураций

Фототранзисторы могут быть установлены в конфигурациях общего коллектора или общего эмиттера, аналогично обычным транзисторам.

Факторы выходного сигнала

Выход фототранзистора зависит от длины волны падающего света, площади соединения коллектора и базы, а также коэффициента усиления постоянного тока транзистора.

Преимущества фототранзистора

Преимущества фототранзисторов включают:

• Простые, компактные и недорогие.

• Больший ток, большее усиление и более быстрое время отклика по сравнению с фотодиодами.

• Результатом является выходное напряжение, в отличие от фотоэлементов.

• Чувствительны к широкому диапазону длин волн, от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК) через видимое излучение.

• Чувствительны к большому числу источников, включая лампы накаливания, люминесцентные лампы, неоновые лампы, лазеры, пламя и солнечный свет.

• Высокая надежность и временная стабильность.

• Меньше шумов по сравнению с аваланшевыми фотодиодами.

• Доступны в широком ассортименте типов корпусов, включая эпоксидные, трансфер-формированные и поверхностно-монтажные.

Недостатки фототранзистора

Недостатки фототранзисторов включают:

• Не могут выдерживать высокие напряжения, если изготовлены из кремния.

• Подвержены электрическим выбросам и скачкам.

• Подаются воздействию электромагнитной энергии.

• Не позволяют легкому течению электронов, в отличие от электронных ламп.

• Плохой частотный отклик на высоких частотах из-за большой емкости между базой и коллектором.

• Не могут обнаруживать низкие уровни света лучше, чем фотодиоды.

Применения

• Обнаружение объектов

• Сенсоры кодирующих устройств

• Автоматические системы электрического контроля, такие как детекторы света

• Системы безопасности

• Чтение перфорированных карт

• Реле

• Логические схемы компьютеров

• Счетные системы

• Дымовые детекторы