Фототранзисторы

Фототранзистор – фоточувствительный полупроводниковый приёмник излучения.

По структуре подобен транзистору: биполярному, полевому, однопереходному. Обеспечивает внутреннее усиление сигнала.

Наиболее распространены биполярные фототранзисторы (БФТ). С помощью БФТ можно получит более высокие коэффициенты усиления. Поэтому мы рассмотрим БФТ. Принцип действия остальных транзисторов подобен.

В БФТ делают выводы от коллектора и эмиттера. Базовый вывод либо вообще не формируют, либо закорачивается внутри структуры на какое-то сопротивление.

При освещении БФТ в базовой области возникает пар носителей заряда. При этом неосновные носители заряда в области базы вытягиваются в область коллектора. Основные носители понижают потенциал базы. При этом на эмиттерном переходе создаётся положительное смещение, вызывающее инжекцию неосновных носителей заряда в область коллектора, увеличивая ток коллектора.

Выходные характеристики:

(световые потоки).

Для фототранзисторов световой поток можно рассматривать как ток базы:

, (6.5)

где − фототок, возникающий в аналогичном фотодиоде при том же световом потоке.

Коэффициент передачи тока в БФТ в раз больше, чем в обычном фотодиоде.

Величина этого фототока зависит от сопротивления R. Максимально возможный коэффициент передачи может быть получен при полном отключении базы. Однако при этом очень сильно ухудшаются частотные свойства фототранзистора, т. к. неравновесный заряд в базе может измениться за счёт рекомбинации. Если включено сопротивление, то неравновесный заряд в базе будет в основном уменьшаться за счёт ухода неравновесных носителей заряда через базовый вывод. В этом случае уменьшается чувствительность фототранзистора, однако улучшаются частотные свойства.

Чем выше коэффициент усиления, тем хуже частотные свойства.

Для большинства фототранзисторов время задержки колеблется от сотен наносекунд до сотен микросекунд.

Существуют фототранзисторы на базе однопереходных транзисторов. Эти устройства являются устройствами-ключами. Могут находиться или во включенном, или в выключенном состоянии.