Vad är en fototransistor?
Vad är en fototransistor?
Definition av fototransistor
En fototransistor definieras som ett halvledarutrustning med en ljuskänslig basregion, speciellt utformad för att detektera och förstärka ljussignaler.
Fototransistorer är halvledarutrustningar med antingen tre terminaler (emitter, base och collector) eller två terminaler (emitter och collector) och har en ljuskänslig basregion. Medan alla transistorer i viss mån är ljuskänsliga är fototransistorer särskilt optimerade för ljusdetektion. De tillverkas med diffusions- eller jonimplanteringstekniker och har större collector- och basregioner än vanliga transistorer. Fototransistorer kan ha en homojunctionstruktur, gjord av ett material som silikon, eller en heterojunctionstruktur, gjord av olika material.
I fallet med homojunctionfototransistorer kommer hela enheten att vara gjord av ett enda materialtyp; antingen silikon eller germanium. För att öka effektiviteten kan dock fototransistorer göras av icke-identiska material (Grupp III-V-material som GaAs) på båda sidor om pn-junktionen, vilket leder till heterojunctionenheter. Trots detta används homojunctionenheter oftare än heterojunctionenheter eftersom de är mer ekonomiska.
Kretssymbolen för npn-fototransistorer visas i figur 2 och inkluderar en transistor med två pilar som pekar mot basen, vilket indikerar ljuskänslighet. För pnp-fototransistorer är symbolen liknande, men pilen vid emittern pekar inåt istället för utåt.
Arbetsprincip
Fototransistorer fungerar genom att ersätta basströmmen med ljusintensitet, vilket tillåter dem att fungera i växlings- och förstärkningsapplikationer.
Konfigurationstyper
Fototransistorer kan sättas upp i vanlig kollektor- eller vanlig emitterkonfiguration, liknande vanliga transistorer.
Utmatningsfaktorer
Utmatningen från en fototransistor beror på incident ljusets våglängd, area av collector-basjunktionen och transistorns DC-strömforstärkning.
Fördelar med fototransistor
Fördelarna med fototransistorer inkluderar:
Enkla, kompakta och billigare.
Högre ström, högre förstärkning och snabbare svarstider jämfört med fotodioder.
Ger utmatningsspänning, inte som fotoresistorer.
Känslig för en bred spektrum av våglängder, från ultraviolett (UV) till infraröd (IR) genom synligt ljus.
Känslig för ett stort antal källor, inklusive glödlamper, fluorescentlamper, neonlampor, laser, flammor och solljus.
Hög tillförlitlighet och tidsstabilitet.
Mindre brus jämfört med avalanchefotodioder.
Tillgängliga i en mängd olika pakettyper, inklusive epoxibeledd, överförsmoldad och ytmonterad.
Nackdelar med fototransistor
Nackdelarna med fototransistorer inkluderar:
Kan inte hantera höga spänningar om de är gjorda av silikon.
Mottagliga för elektriska spikar och surgar.
Påverkas av elektromagnetisk energi.
Tillåter inte lätt flytande elektroner som elektronrör.
Dålig högfrekvenssvar på grund av stor bas-collector-kapacitans.
Kan inte detektera låga nivåer av ljus bättre än fotodioder.
Användningsområden
Objektdetektion
Encoderdetektion
Automatiska elektriska kontrollsystem, som i ljusdetektorer
Säkerhetssystem
Håltagarläsare
Reläer
Datormaskinlogikkretsar
Räknarsystem
Rökdetektorer
