8.17Фототранзисторы
Фототранзистор – это транзистор, который одновременно является приемником излучения и усилителем фототока. Поэтому чувствительность фототранзисторов гораздо больше чем у фотодиодов.
Некоторые конструктивные схемы фототранзисторов приведены на рис. 8.20.
Рис.8.20. Разновидности схем конструкций фототранзисторов.
Световой поток, который является входным сигналом для фототранзистора, направляется в область базы, через специальное окно в корпусе фототранзистора. При освещении базы в ней возникают электронно-дырочные пары, которые при их достижении коллекторного перехода разделяются полем перехода (рис.8.20), дырки движутся в коллектор, увеличивая ток коллектора. Электроны остаются в базе, понижая его потенциал. При этом на эмиттерном переходе создается прямое дополнительное напряжение, вызывающее дополнительную инжекцию дырок из эмиттера в базу и соответствующее увеличение тока коллектора.
Обычно фототранзистор включают по схеме с общим эмиттером с отключенной базой и резистором RH в цепи коллектора (рис.8.21) коллекторный ток IК при IБ=0 (база отключена) в (+1) раз больше, чем IКБ0. В этом случае через транзистор идет сквозной коллекторный ток:
IК=(IКБ0+IФ), (8.37)
г
де
IКБ0
-темновой ток
фототранзистора; IФ=КФФ
- световой ток фототранзистора;
КФ-интегральная
фоточувствительность фототранзистора,
которая в
раз больше, чем у фотодиода, при прочих
равных условиях. Схема включения
фототранзистора показана на
рис.8.22. Рис.8.22. Схема включения
фототранзистора.
Вывод базы фототранзистора можно дополнительно использовать для электрического управления фототранзистором, например, для подачи смещения с целью регулирования характеристик фототранзистора.
Вольтамперные характеристики фототранзистора аналогичны характеристикам фотодиода, изготовленного из того же материала, но с увеличенным в раз масштабом по оси тока. В соответствии с этим они обладают большой крутизной, т.е. фототранзистор имеет меньшее внутреннее сопротивление, чем фотодиод. Световые характеристики фототранзистора линейны.
8.18Фототиристоры
Фототиристор представляет собой аналог управляемого полупроводникового тиристора, но переключение его в открытое состояние производится световым импульсом.
|
Рис.8.22. Э1,Б1,Э2,Б2 -эмиттеры и базы условных транзисторов, П1 и П3 -эмиттерные переходы, П2 -коллекторный переход, У -управляющий электрод.
|
Фототиристор представляет собой четырехслойную p-n-p-n –структуру с двумя p-n –переходами, один из которых смещен в прямом, а другой в обратном направлении. При таком включении структура фототиристора имеет вид двух условных транзисторов p-n-p и n-p-n с положительной обратной связью через общий коллектор, как показан на рис.8.22.
Вольтамперные характеристики фототиристоров имеют вид, показанный на рис.8.23.
Р
ис.8.23.
Вольтамперные характеристики
фототиристоров
Увеличение светового потока Ф (Ф1<Ф2<Ф3) приводит к уменьшению напряжений переключения (u1, u2 и u3). Фототиристор остаётся во включённом состоянии, и после окончания светового импульса.
Одним из основных характеристик фототиристора является пороговой поток излучения Фпор, обеспечивающий гарантированное включение фототиристора при заданном напряжении питания. Фототиристор служит для быстрого переключения больших токов.