什么是光電晶體管?
??光電晶體管是用于檢測(cè)(cè)光的半導(dǎo)(dǎo)體元件。
它具有組合光電二極管和晶體管的結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)。另外,由于封裝的形狀多種多樣,因此需要根據(jù)(jù)用途選擇合適的封裝。
光電晶體管的應(yīng)(yīng)用光電晶體管廣泛用作光傳感器。特別是它在800 nm左右有靈敏度峰值,因此一般用于接收紅外光的目的。
光電晶體管的具體用途示例包括“光強(qiáng)(qiáng)度測(cè)(cè)量”、“紅外遙控接收器”、“光電傳感器接收器”和“光通信”。特別是,它們經(jīng)(jīng)常與電視和空調(diào)(diào)遙控器中的紅外 LED 結(jié)(jié)合使用。
對(duì)(duì)于光通信應(yīng)(yīng)用,有互聯(lián)(lián)網(wǎng)(wǎng)提供商提供的Giganet光通信服務(wù)(wù)。用于該通信的光接收部分使用最適合通信的高速光電晶體管。
光電晶體管有時(shí)(shí)也用作自動(dòng)(dòng)門(mén)的傳感器。此外,由于它檢測(cè)(cè)光并產(chǎn)(chǎn)生電流,因此可以用于廣泛的應(yīng)(yīng)用,例如用作光驅(qū)(qū)動(dòng)(dòng)開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)。
光電晶體管的結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)光電晶體管是一種NPN結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)的半導(dǎo)(dǎo)體元件。由于這種NPN結(jié)(jié)構(gòu)(gòu),光電晶體管具有能夠獲得比光電二極管更大的輸出信號(hào)(hào)的特性。 (見(jiàn)(jiàn)圖2左)
光電晶體管的NPN結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)利用晶體管來(lái)(lái)放大光電二極管的輸出。當(dāng)(dāng)對(duì)(duì)應(yīng)(yīng)于半導(dǎo)(dǎo)體能隙的光入射時(shí)(shí),價(jià)(jià)帶中的電子被激發(fā)(fā)到導(dǎo)(dǎo)帶。
這導(dǎo)(dǎo)致向N層移動(dòng)(dòng),并且空穴向P層移動(dòng)(dòng)。從 N 層到 P 層的這種移動(dòng)(dòng)在結(jié)(jié)處產(chǎn)(chǎn)生正向偏置,導(dǎo)(dǎo)致電流流動(dòng)(dòng)。 (見(jiàn)(jiàn)圖2右)
用作光電晶體管的晶體管的特征在于不具有基極。然而,由光接收產(chǎn)(chǎn)生的光電流變成基極電流,并且該基極電流被集電極放大。
光敏三極管的特點(diǎn)(diǎn)
基極電流的放大倍數(shù)(shù)是其他晶體管的hFE(晶體管放大系數(shù)(shù))倍。然而,由于光電晶體管的特性,即使具有相同的 hFE 倍數(shù)(shù),也傾向于使用 hFE 相對(duì)(duì)較大的光電晶體管。
這使得來(lái)(lái)自微小光電二極管部分的信號(hào)(hào)可以作為大集電極電流被提取,但必須注意的是,電流總是在集電極-基極結(jié)(jié)處泄漏,并且該泄漏電流也會(huì)(huì)被放大。
換句話說(shuō)(shuō),即使在完全黑暗的環(huán)(huán)境下,也會(huì)(huì)有微弱的電流流過(guò)(guò)光電晶體管。這種即使在黑暗環(huán)(huán)境下也會(huì)(huì)流動(dòng)(dòng)的微弱電流稱為暗電流。光電晶體管中產(chǎn)(chǎn)生的暗電流成為光學(xué)(xué)傳感器中的內(nèi)(nèi)部噪聲。然而,可以抑制這種內(nèi)(nèi)部噪聲。
暗電流具有溫度高時(shí)(shí)增加、溫度低時(shí)(shí)相反減少的特性。因此,利用該特性,可以通過(guò)(guò)冷卻元件來(lái)(lái)抑制內(nèi)(nèi)部噪聲。