14.3.3 Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням

14.3.3 Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням

До таких фотоприймачів належать фоторезистори та фототиристори.

Крім перетворення світлової енергії в електричну з утворенням фотоструму, як у фотодіодах, фототранзистор ще й підсилює цей фотострум.

Розглянемо роботу фототранзистора у ССЕ в режимі з вимкненою базою (= 0) (рисунок 14.12).

 

Рисунок 14.12 – Структура і схема ввімкнення фототранзистора (а), статичні вихідні характеристики (б)

Якщо =0, то через фототранзистор проходить невиликий темновий струм

=(+1).              (14.4)

При освітленні області бази через вікно (>0) в ній генеруються нерівноважні пари носіїв заряду – фотоелектрони та фотодірки, які дифундують до ЕП та КП. При цьому поле КП розділяє заряди: електрони рухаються до n - колектора, дірки – до p- бази. У колі колектора під дією цих електронів зростає струм на величину . Дірки створюють у базі позитивний заряд, який зміщує ЕП у прямому напрямі і спричиняє інжекцію електронів. Унаслідок інжекції електронів через ЕП, їх дифузії через базу та екстракції через КП струм колектора додатково зростає на величину . Тобто фотодірки у базі відіграють роль вхідного струму бази.

Загальний колекторний струм фототранзистора

=++= (1+)+.                            (14.5)

Сім’я ВАХ фототранзистора = подана на рисунку 14.12, б. Збільшення освітлення фототранзистора приводить, згідно з формулою (14.5), до зростання колекторного струму. Інтегральна чутливість фототранзистора  в (1+) разів більша, ніж у фотодіода. Це пояснюється тим, що у фототранзистора струм  підсилюється в (1+) разів.

Фототиристори (рисунок 14.13) є фотоприймачами з ключовою пороговою характеристикою і застосовуються для перемикання значних струмів і напруг, ВАХ з відкриваючою дією світлового потоку  показана на рисунку 14.13, б.

 

                          а)                            б)

Рисунок 14.13 – Структура, схема вмикання (а) та ВАХ (б) фототиристора

 Засвічення базової області тиристора зумовлює генерацію надлишкових носіїв заряду, що приводить до перемикання чотиришарової структури із закритого стану у відкритий так само, як це буває у триністорі при перемиканні керувальним струмом.