Фототранзисторы.

Биполярный фототранзистор есть полупроводниковая структура, в которой наличиствуют 2 p-n-перехода. Его можно представить состоящим из фотодиода и транзистора. Фотодиодом является освещаяемая часть перехода база-коллектор. Транзистором - часть структуры, расположенная непосредственно под эмиттером. Возможны три схемы включения фотодиода как двухполюсника, когда один из выводов остаётся свободным: со свободным коллектором, со свободным эмиттером и со свободной базой. Первые из двух схем не отличаются от схемы включения p-n-перехода в фотодиодном режиме.

Рассмотрим работу фототранзистора в схеме с общим эмиттером при отключённой базе в отсутствие освещения. Коллекторный переход включён в обратном направлении. Тогда всё приложенное напряжение падает на нём и после включения ток в цепи равен обратному току отдельно взятого коллекторного перехода I_КБО. Он состоит из дырок (из бÞк) и электронов (кÞб). Поэтому потенциальный барьер эмиттерного перехода понижается и для компенсации отрицательного заряда в базе из эмиттера входят дырки. Обозначим: h_21Б - коэффициент передачи (усиления) эмиттерного тока:

Для случая общего коллектора h_21Б- часть инжектированных дырок проходит через базу в коллектор и в компенсации отрицательного заряда в базе участвуют только (1-h_21Б) -я часть дырочного тока эмиттера I_Э. Из условия электронейтральности образующий заряд ток равен току, его компенсирующему, т.е. I_Э(1-h_21Б)=I_КБО. Ток во всех участках равен поэтому

При освещении базы фототок увеличивает обратный ток коллекторного перехода, включённого в обратном направлении, т.к. фототок суммируется с коллекторным током. Тогда в (2-24) вместо тока I_КБОÞI_КБО+I_Ф;

При I_КБО<<I_Ф

где h_21Э - коэффициент передачи базы:

Из него следует, что ток в фототранзисторе усиливается в h_21Э раз сравнению с фотодиодом. Соответственно во столько же раз увеличивается и интегральная чувствительность. Однако, во столько же раз парает предельная частота и поэтому произведение коэффициента усиления на ширину полосы остаётся неизменным, т.е. как у фотодиода.

Дата добавления: 2015-12-08