46. Фототранзистор

ФОТОТРАНЗИСТОР - транзистор (обычно биполярный), в к-ром управление коллекторным током осуществляется на основе внутр. фотоэффекта; служит для преобразования световых сигналов в электрические с одноврем. усилением последних. Основу Ф. составляет монокристалл полупроводника со структурой п-р-п- или р - п-р- типа. Кристалл монтируется в защитный корпус с прозрачным входным окном. Включение Ф. во внеш. электрич. цепь подобно включению биполярного транзистора, выполненному по схеме с общим эмиттером и оборванным базовым выводом (нулевым током базы). При попадании излучения на базу (или коллектор) в ней образуются парные носители зарядов (электроны и дырки), к-рые разделяются электрич. полем коллекторного перехода. В результате в базовой области накапливаются осн. носители заряда, что приводит к снижению потенц. барьера эмиттерного перехода и увеличению тока через Ф. по сравнению с током, обусловленным переносом только тех носителей, к-рые образовались непосредственно под действием света.

Основные параметры и характеристики фототранзистора: и н т е г р а л ь н а я ч у в с т в и т е л ь н о с т ь (отношение фототока к падающему световому потоку); у Ф., изготовленных по диффузионной планарной технологии, она достигает 10 А/лм; с п е к т р а л ь н а я х а р а к т е р и с т и к а (зависимость чувствительности к монохроматич. излучению от длины волны этого излучения), позволяющая, в частности, установить ДВ-границу применимости Ф.; эта граница (в случае собств. поглощения зависящая прежде всего от ширины запрещённой зоны полупроводникового материала) для германиевого Ф. составляет 1,7 мкм, кремниевого-1,1 мкм; п о с т о я н н а я в р е м е н и (характеризующая инерционность Ф.) не превышает неск. мкс; темновой ток (ток через Ф. при отсутствии излучения) не превышает десятков нА. Кроме того, Ф. характеризуется к о э ф ф иц и е н т о м у с и л е н и я п е р в о н а ч а л ь н о г о т о к а, достигающим 102-103.

Высокие надёжность, чувствительность и временная стабильность параметров Ф., а также малые размеры и относит. простота конструкции позволяют широко использовать Ф. в системах контроля и автоматики в качестве датчиков освещённости и элементов гальванич. развязки.

47. Фототиристор

Тиристор, включение которого осуществляется воздействием светового потока. При освещении Фототиристора в ПП генерируются носители заряда обоих знаков (электроны и дырки), что приводит к увеличению тока через тиристорную структуру на величину фототока. Фототиристор, как и обычный тиристор, может быть представлен в виде комбинации двух транзисторов, между которыми имеется положительная обратная связь по току. Переход Фототиристора под действием светового управляющего сигнала из закрытого состояния (с низкой проводимостью) в открытое состояние (с высокой проводимостью) происходит скачком при увеличении суммарного коэффициента передачи тока составляющих транзисторов до 1.

Конструктивно Фототиристор представляет собой полупроводниковый (обычно кремниевый) монокристалл с р—п—р—п или п—р—п—р структурой, расположенный на металлическом основании и закрытый герметичной крышкой с прозрачным для света окном. Наибольшее распространение получили теристоры с освещаемым п эмиттером и с освещаемой р базой.

Для управления Фототиристором используются различные источники света: лампы накаливания, импульсные газоразрядные лампы, светоизлучающие диоды, квантовые генераторы и другое. Величина светового потока, необходимого для включения Фототиристора, характеризует чувствительность прибора; она определяется спектральным составом излучения, коэффициентом отражения и поглощения монокристалла, а также значениями электрических параметров теристора (напряжением переключения, скоростью нарастания прямого напряжения и т. д.).

Современные Фототиристоры изготовляют на токи от нескольких мА до 500 А и напряжения от нескольких десятков В до нескольких кВ. Мощность управляющего светового излучения (при длине волны 0,9 мкм) составляет 1—10 мВт. Фототиристоры широко применяются в различных устройствах автоматического управления и защиты, вычислительной техники (фотореле, системах обработки данных и т. п.), а также в мощных высоковольтных преобразователях.

48.