Phototransistor

Définition: Le phototransistor est un appareil semi-conducteur à trois couches qui a une région de base sensible à la lumière. La base détecte la lumière et la convertit en courant qui circule entre le collecteur et la région de l’émetteur.

La construction du phototransistor est similaire au transistor ordinaire, à l’exception du terminal de base. Dans le phototransistor, la borne de base n’est pas fournie, et au lieu du courant de base, l’énergie lumineuse est prise comme entrée.

Symbole du phototransistor

Le symbole du phototransistor est similaire à celui du transistor ordinaire. La seule différence est celle des deux flèches qui montrent l’incident de lumière sur la base du phototransistor.

Principe du phototransistor

Considérez que le transistor conventionnel est circuit de base terminale ouverte. Le courant de fuite de base du collecteur agit comme un courant de base i_Cbo.

je_C = βi_B + (1 + b) i_Cbo

Comme le courant de base i_B = 0, il agit comme un circuit ouvert. Et le courant du collecteur devient.

je_C = (1 + b) i_Cbo

Les équations ci-dessus ont montré que le courant du collecteur est directement proportionnel au courant de fuite de base de courant, c’est-à-dire le i_C augmente avec les augmentations de la région de base des collectionneurs.

Opération de phototransistor

Le phototransistor est composé de matériel semi-conducteur. Lorsque la lumière frappait le matériau, les électrons / trous libres du matériau semi-conducteur provoquent le courant qui circule dans la région de base. La base du phototransistor ne serait utilisée que pour biaiser le transistor. En cas de transistor NPN, le collecteur est rendu positif concernant l’émetteur et dans PNP, le collecteur est maintenu négatif.

La lumière entre dans la région de base du phototransistor génère les paires d’électrons. La génération de paires d’électrons se produit principalement dans le biais inverse. Le mouvement des électrons sous l’influence du champ électrique provoque le courant dans la région de base. Le courant de base a injecté les électrons dans la région de l’émetteur. L’inconvénient majeur du phototransistor est qu’ils ont une réponse à basse fréquence.

Construction de phototransistor

La construction du phototransistor est assez similaire au transistor ordinaire. Plus tôt, le germanium et le silicium sont utilisés pour fabriquer le phototransistor. Le petit trou est fabriqué à la surface de la jonction collector-base pour placer l’objectif. L’objectif concentre la lumière sur la surface.

De nos jours, le transistor est fait d’un matériau efficace très léger (comme le gallium et les arsenides). La jonction de base d’émetteur est maintenue à l’avant biaisé et la jonction collector-base est à l’inverse biaisé.

Lorsqu’aucune lumière ne tombe à la surface du transistor, le petit courant de saturation inverse induit sur le transistor. Le courant de saturation inversé induit en raison des quelques porteurs de charge minoritaires. L’énergie lumineuse tombe sur la jonction collector-base et génère le porte-charge plus majoritaire qui ajoute le courant au courant de saturation inversé. Le graphique ci-dessous montre l’ampleur des augmentations de courant avec l’intensité de la lumière.

Le phototransistor est largement utilisé dans les appareils électroniques aime les détecteurs de fumée, le récepteur infrarouge, les lecteurs de CD, les lasers, etc. pour détecter la lumière.

Photodiode vs phototransistor

La photodiode et le phototransistor convertissent tous deux l’énergie lumineuse en énergie électrique. Mais le phototransistor est principalement préféré à la photodiode en raison de leurs avantages suivants.

• Le gain actuel dans le phototransistor est plus que le phototransistor, même si la même quantité de lumière frappe.
• La sensibilité du phototransistor est plus élevée que la photodiode.
• La photodiode peut être convertie en phototransistor en supprimant leurs terminaux d’émetteur.

Le temps de réponse de la photodiode est beaucoup plus élevé que le phototransistor. Le courant de sortie de la photodiode est en microampères, et il peut s’allumer ou désactiver dans les nanosecondes. Bien que le temps de réponse du phototransistor se trouve en microsecondes et fournit le courant en milliampères.

Photodarlington

Dans Photodarlington, les deux transistors se sont connectés dos à dos à travers la base illustrée dans la figure ci-dessous. Dans cet arrangement, le phototransistor induit une puissance beaucoup plus élevée, c’est-à-dire que leur sensibilité augmente.

Le transistor Photodarlington a un grand temps de commutation. Les appareils sont utilisés dans l’amplificateur intégré et dans l’amplificateur SCRS photosensible, etc.