Puslaidininkiniai optoelektroniniai prietaisai
3. Fototranzistoriai
Dvikrūvis fototranzistorius yra paprastas dvikrūvis tranzistorius, turintis langelį korpuse, per kurį šviesa patenka į tranzistoriaus bazės sritį. Jungiant į schemą, fototranzistoriaus bazė paliekama laisva, emiterio sandūra dirba tiesiogine kryptimi, kolektoriaus – atbuline kryptimi (4 pav.). Fototranzistorių integralinis jautris yra dešimtis kartų didesnis negu fotodiodų.
4 pav. Fototranzistoriaus jungimas į schemą
Kai šviesa neveikia, teka silpna fototranzistoriaus srovė. Veikiant šviesai, bazėje ỹra kovalentiniai ryšiai ir atsiranda papildomų krūvininkų. PNP tranzistoriaus bazėje atsiradusios skylės difunduoja link kolektoriaus sandūros. Srovė per kolektoriaus sandūrą sustiprėja. Bazėje atsiradę nepusiausvirieji elektronai juda link emiterio sandūros. Emiterio sandūroje jie sutinka potencialo barjerą. Neįveikę barjero elektronai sukuria neigiamą erdvinį krūvį, kuris traukia emiterio skyles. Veikiant elektronų ir skylių sukurtam elektriniam laukui, sumažėja emiterio sandūros potencialo barjero aukštis ir sustiprėja per sandūrą tekanti skylių difuzinė srovė. Šios srovės sukeltas tranzistoriaus srovės pokytis yra daug didesnis už vidinio fotoefekto sukeltą srovės pokytį. Fototranzistoriuje gaunamas fotosrovės stiprinimas, todėl fototranzistorių fotojautris yra daug didesnis nei fotodiodų. Tačiau bazėje krūvininkai užtrunka, todėl fototranzistoriai yra inertiškesni nei fotodiodai.
Fototranzistorių jautris gali siekti šimtus miliamperų liumenui. Tranzistorius su atvira baze turi prastą temperatūrinį stabilumą ir tenka naudoti specialias stabilizacijos schemas, jungiamas į bazės grandinę.
Fototranzistoriaus išėjimo charakteristikos parodytos 5 pav. Jos panašios į tranzistoriaus, įjungto pagal schemą BE, tik charakteristikos išbrėžtos, kai skirtingos šviesos srauto Φ vertės, o ne kai skirtingos bazės srovės. Kai Uke per daug didelė, galimas tranzistoriaus pramušimas (punktyrinė charakteristikos dalis).
5 pav. Fototranzistoriaus voltamperinė charakteristika
Fototranzistorių pagrindiniai parametrai yra:
- jautris – fototranzistoriaus srovės, tekančios esant darbinei įtampai, santykis su šviesos srautu,
- darbo įtampa,
- tamsos srovė – fototranzistoriaus srovė, esant darbinei įtampai, kai fototranzistorius tamsoje.
- darbo srovė,
- ribinė galia,
- ribinis darbo dažnis.
Didžiausias fototranzistoriaus trūkumas yra dideli savieji triukšmai.
Fototranzistoriai naudojami fototelegrafijoje, įvairiose automatinėse schemose, kino ir foto aparatūroje, ultravioletinio ir infraraudonojo spinduliavimo registracijai ir t.t.