Φωτοτρανζίστορ
Ορισμός: Ο φωτοτρανίστας είναι ένα τριών στρώσεωνημιαγωγού η οποία έχει μια ευαίσθητη στο φως περιοχή βάσης. Η βάση ανιχνεύει το φως και το μετατρέπει στο ρεύμα που ρέει μεταξύ του συλλέκτη και της περιοχής του εκπομπού.
Η κατασκευή φωτοτρανζίστορ είναι παρόμοια μετο συνηθισμένο τρανζίστορ, εκτός από το τερματικό βάσης. Στον φωτοτραντιστή, το τερματικό βάσης δεν παρέχεται και αντί του ρεύματος βάσης, η φωτεινή ενέργεια λαμβάνεται ως είσοδος.
Σύμβολο του φωτοτρανζίστορ
Το σύμβολο του φωτοτρανζίστορ είναι παρόμοιο με αυτό του συνηθισμένου τρανζίστορ. Η μόνη διαφορά είναι αυτή των δύο βέλων που δείχνουν το φως που έρχεται στη βάση του φωτοτρανζίστορ.
Θεωρήστε ότι το συμβατικό τρανζίστορ έχει ανοιχτή βάση τερματικού. Το ρεύμα διαρροής βάσης συλλέκτη λειτουργεί ως ρεύμα βάσης ICBO.
Εγώντο = βΙσι + (1 + Β) ΙCBO
Ως ρεύμα βάσης Iσι = 0, Λειτουργεί ως ανοικτό κύκλωμα. Και το ρεύμα συλλέκτη γίνεται.
Εγώντο = (1 + Β) ΙCBO
Οι παραπάνω εξισώσεις έδειξαν ότι το ρεύμα συλλέκτη είναι άμεσα ανάλογο προς το τρέχον ρεύμα διαρροής βάσης, δηλ. Το Ιντο αυξάνεται με τις αυξήσεις της περιοχής βάσης συλλέκτη.
Λειτουργία φωτοτρανζίστρου
Ο φωτοτρανσικός είναι φτιαγμένος από ημιαγωγόυλικό. Όταν το φως χτυπούσε στο υλικό, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια / οπές του υλικού ημιαγωγών προκαλούν το ρεύμα που ρέει στην περιοχή βάσης. Η βάση του φωτοτρανζίστορ θα χρησιμοποιηθεί μόνο για την πόλωση του τρανζίστορ. Στην περίπτωση του τρανζίστορ NPN, ο συλλέκτης γίνεται θετικός όσον αφορά τον πομπό, και στον PNP ο συλλέκτης διατηρείται αρνητικός.
Το φως εισέρχεται στην περιοχή βάσης τουο φωτοτρανζίστης παράγει τα ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών. Η δημιουργία ζευγών ηλεκτρονίων-οπών οφείλεται κυρίως στην αντίστροφη πόλωση. Η κίνηση των ηλεκτρονίων υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου προκαλεί το ρεύμα στην περιοχή βάσης. Το ρεύμα βάσης έβαλε τα ηλεκτρόνια στην περιοχή του πομπού. Το κύριο μειονέκτημα του φωτοτρανζίστορ είναι ότι έχουν απόκριση χαμηλής συχνότητας.
Κατασκευή φωτοτρανζίστρου
Η κατασκευή του φωτοτρανσίστορ είναι αρκετάπαρόμοια με το συνηθισμένο τρανζίστορ. Νωρίτερα, το γερμάνιο και το πυρίτιο χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του φωτοτρανιστή. Η μικρή τρύπα γίνεται στην επιφάνεια της διακλάδωσης συλλογής-βάσης για την τοποθέτηση του φακού. Ο φακός εστιάζει το φως στην επιφάνεια.
Όταν δεν πέφτει φως στην επιφάνεια τουτρανζίστορ, το μικρό αντίστροφο ρεύμα κορεσμού επάγει στο τρανζίστορ. Το αντίστροφο ρεύμα κορεσμού επάγει λόγω των λίγων μεταφορέων φορτίου μειοψηφίας. Η φωτεινή ενέργεια πέφτει στη διασταύρωση συλλέκτη-βάσης και παράγει το μεγαλύτερο φορτιστή φορτίου που προσθέτει το ρεύμα στο αντίστροφο ρεύμα κορεσμού. Το παρακάτω γράφημα δείχνει το μέγεθος των αυξήσεων του ρεύματος μαζί με την ένταση του φωτός.
Φωτοδίοδο έναντι φωτοτρανζίστορ
Η φωτοδίοδος και ο φωτοτρανζίστης μετατρέπουν την ενέργεια φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Όμως, ο φωτοτρανσίστορ προτιμάται περισσότερο έναντι της φωτοδιόδου λόγω των ακόλουθων πλεονεκτημάτων.
- Το σημερινό κέρδος στον φωτοτραντιστή είναι μεγαλύτερο από το φωτοτρανζίστορ, ακόμη και αν το ίδιο ποσό φωτός χτυπά πάνω του.
- Η ευαισθησία του φωτοτρανσικού είναι μεγαλύτερη από τη φωτοδίοδο.
- Η φωτοδίοδος μπορεί να μετατραπεί στον φωτοτραντιστή αφαιρώντας τους ακροδέκτες του πομπού.
Ο χρόνος απόκρισης της φωτοδιόδου είναι πολύςυψηλότερο από το φωτοτρανζίστορ. Το ρεύμα εξόδου της φωτοδιόδου είναι σε μικροαποθήκες και μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί σε νανοδευτερόλεπτα. Ενώ ο χρόνος απόκρισης του φωτοτρανζίστορ είναι σε μικροδευτερόλεπτα και παρέχει ρεύμα σε milliamperes.
Photodarlington
Στο φωτοδωμάτιο, οι δύο τρανζίστορ συνδέονταιπίσω προς τα πίσω μέσω της βάσης που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σε αυτή τη διάταξη, ο φωτοτρανίστας επάγει πολύ μεγαλύτερη ισχύ, δηλ. Αυξάνει την ευαισθησία του.
