Фототранзисторлар

Фототокты күшейту мүмкіндігі бар транзисторлы құрылымды қолданатын фотоқабылдағыш құралдар фототранзисторлар деп аталады. Бұл құралдар ортақ эмиттерлі схемада қосылған бір немесе бірнеше транзисторды құрайды(6.14 - 6.16, 6.17 - суреттер).

6.14 – суретте көрсетілген қарапайым фототранзисторларда оптикалық сәулеленуі база деп аталатын құрылымның жұмыс аймағына түседі. Мұнда р-п-өткелге бөлінетін фототасушылардың генерациясымен қамтамасыз етіледі. Фототасушылардың бөлінуі электрлі күшейту механизмінің көмегімен қосымша көбейту концентрациясымен жіберіледі.

6.14 – сурет. 6.15 – сурет.

Фототранзистор Фототранзистордың ВАС жиынтығы

Кемтіктер өткел арқылы р- облысқа өтеді, ал электрондар базада қалады. Көлемді электрондар зарядымен толтырылған өріс база тогы есебінен базадағы зарядты кеміте алмайды(I_б = 0). Сондықтан көлемді зарядтар өрісі базаға кмтіктің қосымша инжекциясын алып, эмиттер өткелінің потенциалды барьерін төмендетеді. Бұл жағайда фототок база тогы рөлін атқарады. Фототранзистордың кіріс сипаттамалары биполялы транзистордың сипаттамаларымен байланысты, яғни кәдімгі фотодиодпен салыстырғанда фототранзистор токтың күшеюін береді, ал интегральді сезгіштік фототранзисторды береді

мұндағы S_ФД – транзистордың эмиттер өткелінен туындаған фотодиодтың ток сезгіштігі; β – транзистор тогының күшейту коэффициенті(h параметр жйесіндегі һ_21оэ).

6.5 – сурете фототранзистордың шығыс сипаттамалары көрсетілген. Олардың ерекшеліктері нақты белгіленген аймақтың коллекторлық токқа қанықпағаны және жиынтықтың теңеспей таралғаны болып табылады. Бұл бейсызық люкс – амперлі сипаттамамен түсіндіріледі: жоғары жарықтандыру кезінде фототок жылдам өседі.

Сезгіштікті көтеру – фотодиод алдындағы фототранзистордың басты ерекшелігі. Алайда бұл ерекшелік құралдың температураға тұрақтылығын түсіруіне әкеп соғады.

Сонымен қатар фототранзисторда пороговая сезгіштік төмендеуі мүмкін, ал жылулық тогы өседі:

мұндағы І_КО – транзистордың жылулық тогы.

Фототранзисторды кең қолдану және бұл құралдың параметрлерін жақсарту келесі мәселелерді туындатады: жіберудің жоғары коэффициенті және қосылуға кететін аз уақыт фотосезгіштікті төмендетуге әкелетін һ_б база облысының қалыңдығын азайтуды талап етеді. Көрсетілген параметрлер арасындағы компромиссстің қажеттілігі фототранзисторлардың төмендетілген жылдам қозғалысын анықтайды – 10^-6...10^-5 с.

Фотодиод пен транзистордың бірігуін көрсететін ішкі күшейтуі бар интегральді фотоқабылдағыштарда жылдам қозғалысты көтеру мүмкін. Құрылымның бөлінген оптимизациясы 6.16 – суретте көрсетілгендей бір құрылымдағы жоғары сапалы транзисторды және сезгіш жылдам қозғалатын фотодиодты алуға болады. Мұндай құрылым үлкен ішкі ток күшейтілуі бар жылдам қозғалатын фототранзисторға эквивалентті.

Сезгіштікті жоғарылату 6.17 – суретте көрсетілгендей фототранзисторда қолдануға рұқсат етіледі. Құрамдас транзистордағы токтар арасындағы байланыс мына түрде болады:

Құрамдас транзистордың β күшейту коэффициенті былай анықталады:

6.16 – сурет. Диод – транзисторлы фотоқабылдағыш

6.17 – сурет. Құрамдас фототранзистор

6.18 – сурет.

Оптикалқ қабылдағыш сезгіштігінің информация жіберу жылдамдығына тәуелділігі

Нәтижесінде құрамдас фототранзисторлардың сезгіштігі фотодиодтардың сезгіштігін 10³ есе көтереді.

6.3 – 6.8 бөлімдерде қарастырылған фотоқабылдағыш құралдар жіберудің опто – талшықты жүйесін талдау кезінде көп қолданылады. 6.18 – суретте оптикалқ қабылдағыш сезгіштігінің информация жіберу жылдамдығына тәуелділігі көрсетілген.

6.9.