Фототранзисторы, фотодетекторы

Фотодетекторы

Полупроводниковые преобразователи, предназначенные для измерения изменений параметров светового излучения, называются фотодетекторами. Фотоэлектрический преобразователь, являющийся простейшим видом фотодетекторов, и представляет собой полупроводниковый диод. Существует несколько типов таких преобразователей. Один из основных среди них — фотодиод, в котором используется эффект облучения светом (видимым или других длин волн) р—п-перехода с отрицательным смещением. При наличии облучения изменяется ток, протекающий через переход. Время отклика такого фото¬диода составляет всего несколько наносекунд.

Для обеспечения более быстрой реакции на изменение параметров излучения разработаны PIN-диоды, в которых между слоями р- и n-типа имеется слой беспримесного полупроводника. Это повышает чувствительность к световоvу излучению и одновременно уменьшает емкость перехода, благодаря чему диод быстрее реагирует на изменение уровня измеряемой величины.

Фототранзисторы

В целом ряде приборов фотодиоды используются вместе с усилителями для повышения чувствительности. Конечно, в обычном транзисторе (трехслойный полупроводниковый прибор п-р-n- или р-п-р-типа) содержится р-n-переход с отрицательным смещением, и прибор способен усиливать ток, т. е. он обладает всеми необходимыми свойствами фотодиода и усилителя. И все это в одном приборе.

Фототранзистор отличается от обычного полупроводникового триода тем, что он выполняется в прозрачном корпусе, который пропускает световое излучение. Свет падающий на переход коллектор-база фототранзистора (р-n -переход с отрицательным смещением), вызывает в базе фототок, который усиливается с коэффициентом усиления транзистора, что приводит к весьма большому току эмиттера.

Ток эмиттера фототранзистора определяется из следующего соотношения:

IE = (1+ hFE ) IF

где hFE коэффициент усиления транзистора по постоянному току; IF - фототок базы.

Для достижения более высокого усиления используют фотодетекторы Дарлингтона, содержащие в себе фототранзистор и транзистор с высоким, коэффициентом усиления, работающие в режиме пары Дарлингтона. Оба транзистора размещаются в одном корпусе.

Поскольку фотодетекторы являются полупроводниковыми приборами, их ток насыщения зависит от температуры. Поэтому при отсутствии светового излучения в них протекает так называемый темновой ток, ограничивающий возможности прибора по измерению низких уровней светового излучения.

Главная >> Фотоэффекты, свет >> Фототранзисторы

Физические основы преобразования некоторых измеряемых параметров

• Емкостные преобразователи

• Пьезоэлектрические

• Электромагнитные преобразователи

• Электромеханические

• Ионизационные

• Фотоэлектрические

• Резистивные преобразователи

• Тензодатчики

• Температуры. Термисторы

• Полупроводниковые