Фототранзисторы и фототиристоры

Фототранзисторы со структурой п-р-п или р-п-р и одновременно с преобра­зованием световой энергии в электрическую позволяют усилить фототок. У фототраизнсторов п-р-п один   из п -слоев имеет меньшую площадь, чем два других слоя, а толщина р-слоя очень малая, что позволяет световому потоку проникать ко второму р- п -переходу.

При подключении фототранзистора к внешнему ис­точнику электрической энергии его напряжение распре­деляется между переходами и нагрузкой. Большая часть падения напряжения приходится на коллекторный пере­ход. При этом открывается эмиттерный и закрывается коллекторный переходы, в приборе возникают весьма небольшие темновые токи эмиттера и коллектора. Если освещается база, то под действием энергии света появ­ляются электроны и дырки. Электроны переходят в кол­лекторную область и создают в коллекторной цепи, как в фотодиоде, фототок I_ф коллектора. Одновременно уве­личение концентрации дырок в базе приводит к сниже­нию потенциального барьера в эмиттерном переходе и увеличению потока электронов из эмиттерной в коллек­торную область. Вследствие этого возрастает в g раз коллекторный ток, как в обычном усилительном транзи­сторе. Суммарный ток в коллекторной цепи составит I = Iф (1 + Р), здесь р — коэффициент передачи тока. За счет снижения потенциального барьера эмиттерного перехода повышается интегральная чувствительность фототранзистора.

Если прибор снабдить базовым выводом, то, кроме светового сигнала, управление током будет дополнитель­но осуществляться электрическим сигналом, подводи­мым к входу фототранзистора. В таких приборах со све­товым и электрическим входом возможно суммирование светового и электрического сигналов, таким образом диапазон управления током внешней цепи расширяется. Электрический вход может быть использован для подачи напряжения смещения на базу и выбора оптимального рабочего режима. Обычно включение фототранзистору без использования базового вывода предпочтительно при большой интенсивности светового сигнала.

Вольтамперные характеристики фототранзисторов типа п-р-п отличаются от аналогичных характеристик фотодиода значительно большей величиной коллектор­ного тока при положительном напряжении внешнего источника на коллекторе вследствие отпирания эмиттерного перехода. При подаче на коллектор отрицательного напряжения фототранзистор вообще не работает.

Фототранзисторы применяют в вычислительной и из­мерительной технике, в устройствах автоматики.

Фототиристоры имеют четырехслойную структуру и в отличие от обычных тиристоров отличаются отсут­ствием управляющего электрода и наличием фотоокна с собирательной линзой, смонтированной в герметиче­ском корпусе. Они применяются в различных электро­технических и оптоэлектрониых устройствах общепро­мышленного назначения. Фототиристоры, например, ТФ-10 и ТФ-100 имеют максимальную спектральную чувствительность 0,95 мкм, световую мощность управ­ления 0,015—0,1 Вт/см² и напряжение переключения 1000 (ТФ-10) и 2000 В (ТФ-100).

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ.

Физические основы полупроводников.