4. Фототранзистори

Фото транзистор – фотогальванічний приймач випромінювання, фото чуттєвий елемент якого містить структуру транзистора, яка забезпечує внутрішнє підсилення.

Конструктивне оформлення одного із типових фототранзисторів (типу ФТ-1). Прилад складається із германієвої пластини, в яку із двох сторін співвісно впаяно навіски індію, які утворюють колектор і емітер. Пластинка германію припаяна олов’яним кільцем до кристалотримача, який в свою чергу приварений до ніжки. Колектор і емітер за допомогою тонких виводів з’єднані з провідниками, ізольованими від ніжки скляними ізоляторами. Базовий вивід приварений до ніжки. Весь фототранзистор поміщений в герметичний корпус, в якому є круглий отвір, закритий склом.

Двополюсна схема ввімкнення фототранзистора показана на рис.2.3.21,б. При такому ввімкненні вивід бази фототранзистора залишається вільним, тобто струм бази І_Б = 0. при освітленні бази в ній з’являються вільні електрони і дірки. Для бази фото транзистора типу pnp дірки є неосновними носіями зарядів, тому вони втягуються полем колекторного переходу в колектор, збільшуючи струм в його колі. Основні носії зарядів (електрони), які залишилися в базі, створюють просторовий заряд, який понижує висоту потенціального бар’єру емітерного переходу. При цьому полегшується перехід дірок із емітера в базу, а потім, а потім в колектор, що приводить до ще більшого росту колекторного струму, який проходить через навантажувальний опір. Таким чином, навіть при невеликому світловому потокові, який падає на базу, струм колектора стає достатньо великим, що свідчить про високу чуттєвість фототранзистора.

Спочатку фототранзистори застосовувались виключно в розглянутій вище двополюсній схемі ввімкнення. Тому в деяких конструкціях фото транзисторів базовий вивід відсутній. Такий фото транзистор за своїми параметрами відрізняється від фото діода лише більшою інтегральною чуттєвістю. Фото транзистор, який має три виводи, являє додаткові можливості його використання, які базуються на тому, що, крім світлового сигналу, на його вхід можна подати сигнал електричний.

Е К

Б І

+ - R_н

а Е

б

Рис. 2.3.21. Умовне графічне зображення (а), двополюсна схема ввімкнення (б) фототранзистора типу pnp

Оскільки конструкція фото транзистора в основному не відрізняється від конструкції звичайного біполярного транзистора, характеристики цих двох приладів також однакові, якщо на вхід фото транзистора подається лише електричний сигнал.

Основні параметри фототранзисторів:

темновий струм І_Т – струм через затемнений фототранзистор при прикладеній робочій напрузі;

струм при освітленні І_С – струм через освітлений фототранзистор при прикладеній робочій напрузі;

інтегральна чуттєвість S_інт – відношення струму через фототранзистор при прикладеній робочій напрузі до падаючого на нього світлового потоку;

найбільша потужність розсіювання Р_роз.max – допустима потужність, яка виділяється на приладі і допускає його експлуатацію протягом тривалого часу.

Фототранзистори використовуються в якості чутливих елементів в різних автоматичних пристроях, кіно фотоапаратурі, в пристроях введення і виведення інформації в обчислювальній техніці, для реєстрації ультрафіолетового і інфрачервоного випромінювання і т.п. Крім того вони з успіхом використовуються в оптоелектроніці.