Фототранзисторы

Биполярный фототранзистор представляет собой обычный транзистор, но в корпусе его сделано прозрачное «окно», через которое световой поток может воздействовать на область базы. Схема включения биполярного фототранзистора типа р—п—р со «свободной», т. е. никуда не включенной, базой, приведена на рис. 13.10. Как обычно, на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном — обратное.

Рис. 13.10. Структура и схема включения фототранзистора со «свободной» базой

Фотоны вызывают в базе генерацию пар носителей заряда — электронов и дырок. Они диффундируют к коллекторному переходу, в котором происходит их разделение так же, как и в фотодиоде, дырки под действием поля коллекторного перехода идут из базы в коллектор и увеличивают ток коллектора. А электроны остаются в базе и повышают прямое напряжение эмиттерного перехода, что усиливает инжекцию дырок в этом переходе. За счет этого дополнительно увеличивается ток коллектора. В транзисторе типа п.—р—п все происходит аналогично.

Интегральная чувствительность у фототранзистора в десятки раз больше, чем у фотодиода, и может достигать сотен миллиампер на люмен. Фототранзистор со «свободной» базой имеет низкую температурную стабильность. Для устранения этого недостатка применяют схемы стабилизации. При этом должен быть использован вывод базы. На этот вывод можно также подавать постоянное напряжение смещения или электрические сигналы и осуществлять совместное действие этих сигналов и световых.

Выходные характеристики фототранзистора показаны на рис. 13.11. Они аналогичны выходным характеристикам для включения транзистора по схеме с общим эмиттером, но различные кривые соответствуют различным значениям светового потока, а не тока базы.

Рис. 13.11. Выходные характеристики фототранзистора

Характеристики показывают, что при повышенном напряжении возникает электрический пробой (штриховые участки).

Параметры фототранзисторов — интегральная чувствительность, рабочее напряжение (10—15 В), темновой ток (до сотен микроампер), рабочий ток (до десятков миллиампер), максимальная допустимая рассеиваемая мощность (до десятков милливатт), граничная частота. Фототранзисторы, изготовленные сплавным методом, имеют граничные частоты до нескольких килогерц, а изготовленные диффузионным методом (планарные) могут работать на частотах до нескольких мегагерц. Недостаток фототранзисторов — сравнительно высокий уровень собственных шумов.

Дата добавления: 2014-01-13