Фототранзистор

Транзистор (обычно биполярный), в котором инжекция неравновесных носителей осуществляется на основе фотоэффекта внутреннего (См. Фотоэффект внутренний); служит для преобразования световых сигналов в электрические с одновременным усилением последних. Ф. представляет собой монокристаллическую полупроводниковую пластину из Ge или Si, в которой при помощи особых технологических приёмов созданы 3 области, называемые, как и в обычном транзисторе, эмиттером, коллектором и базой, причём последняя, в отличие от транзистора, как правило, вывода не имеет. Кристалл монтируется в защитный корпус с прозрачным входным окном. Включение Ф. во внешнюю электрическую цепь подобно включению биполярного транзистора, выполненному по схеме с общим эмиттером и нулевым током базы. При попадании света на базу (или коллектор) в ней образуются парные носители зарядов (электроны и дырки), которые разделяются электрическим полем коллекторного перехода. В результате в базовой области накапливаются основные носители, что приводит к снижению потенциального барьера эмиттерного перехода и увеличению (усилению) тока через Ф. по сравнению с током, обусловленным переносом только тех носителей, которые образовались непосредственно под действием света.

Основными параметрами и характеристиками Ф., как и др. фотоэлектрических приборов (например, Фотоэлемента, Фотодиода), являются: 1) интегральная чувствительность (отношение фототока к падающему световому потоку), у лучших образцов Ф. (например, изготовленных по диффузионной планарной технологии (См. Планарная технология)) она достигает 10 а/лм; 2) спектральная характеристика (зависимость чувствительности к монохроматическому излучению от длины волны этого излучения), позволяющая, в частности, установить длинноволновую границу применимости Ф.; эта граница (зависящая прежде всего от ширины запрещенной зоны (См. Запрещённая зона) полупроводникового материала) для германиевого Ф. составляет 1,7 мкм, для кремниевого – 1,1 мкм; 3) постоянная времени (характеризующая инерционность Ф.) не превышает нескольких сотен мксек. Кроме того, Ф. характеризуется коэффициентом усиления первоначального фототока, достигающим 10²–10³.

Высокие надёжность, чувствительность и временная стабильность параметров Ф., а также его малые габариты и относительная простота конструкции позволяют широко использовать Ф. в системах контроля и автоматики – в качестве датчиков освещённости, элементов гальванической развязки и т.д. (см. Приёмники излучения, Приёмники света, Оптрон). С 70-х гг. 20 в, разрабатываются полевые Ф. (аналоги полевых транзисторов (См. Полевой транзистор)).

Лит.: Амброзяк А., Конструкция и технология полупроводниковых фотоэлектрических приборов, пер. с польск., М., 1970.

Ю. А. Кузнецов.

ФОТОТРАНЗИСТОР - транзистор (обычно биполярный), в котором управление коллекторным током осуществляется на основе внутреннего фотоэффекта. Применяется (напр., в оптронах) в качестве фотоэлектрического преобразователя и одновременного усилителя электрических сигналов.

phototransistorphototransistor

ФОТОТРАНЗИСТОР

- транзистор (обычно биполярный), в к-ром управление коллекторным током осуществляется на основе внутр. фотоэффекта; служит для преобразования световых сигналов в электрические с одноврем. усилением последних. Основу Ф. составляет монокристалл полупроводника со структурой п-р-п- или р - п-р- типа. Кристалл монтируется в защитный корпус с прозрачным входным окном. Включение Ф. во внеш. электрич. цепь подобно включению биполярного транзистора, выполненному по схеме с общим эмиттером и оборванным базовым выводом (нулевым током базы). При попадании излучения на базу (или коллектор) в ней образуются парные носители зарядов (электроны и дырки), к-рые разделяются электрич. полем коллекторного перехода. В результате в базовой области накапливаются осн. носители заряда, что приводит к снижению потенц. барьера эмиттерного перехода и увеличению тока через Ф. по сравнению с током, обусловленным переносом только тех носителей, к-рые образовались непосредственно под действием света.

Основные параметры и характеристики фототранзистора: и н т е г р а л ь н а я ч у в с т в и т е л ь н о с т ь (отношение фототока к падающему световому потоку); у Ф., изготовленных по диффузионной планарной технологии, она достигает 10 А/лм; с п е к т р а л ь н а я х а р а к т е р и с т и к а (зависимость чувствительности к монохроматич. излучению от длины волны этого излучения), позволяющая, в частности, установить ДВ-границу применимости Ф.; эта граница (в случае собств. поглощения зависящая прежде всего от ширины запрещённой зоны полупроводникового материала) для германиевого Ф. составляет 1,7 мкм, кремниевого-1,1 мкм; п о с т о я н н а я в р е м е н и (характеризующая инерционность Ф.) не превышает неск. мкс; темновой ток (ток через Ф. при отсутствии излучения) не превышает десятков нА. Кроме того, Ф. характеризуется к о э ф ф иц и е н т о м у с и л е н и я п е р в о н а ч а л ь н о г о т о к а, достигающим 10²-10³.

Высокие надёжность, чувствительность и временная стабильность параметров Ф., а также малые размеры и относит. простота конструкции позволяют широко использовать Ф. в системах контроля и автоматики в качестве датчиков освещённости и элементов гальванич. развязки. (См. также Транзистор биполярный, Полупроводниковые материалы.)

Лит.: Агаханян Т. М., Основы транзисторной электроники, М., 1974; Титце У., Шенк К., Полупроводниковая схемотехника, пер. с нем., М., 1982. Ю. А. Кузнецов.