Фотодиоды фототранзисторы: Купить ик-диоды, фотодиоды, фототранзисторы оптом и в розницу

Содержание

Фотоэлектронные приборы (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы)

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

1. Фотоэлектронные приборы (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы)

Сурьмяно-цезиевый
фотоэлемент, использующий
явление внешнего фотоэффекта

2. Фотоэлектронные приборы

• Работа фотоэлектронных приборов основана
на явлениях, вызываемых действием лучистой
энергии. По характеру действия светового
потока на фотоэлектронный прибор различают
приборы с фотоэффектом: внутренним — на
основе полупроводников, в которых под
действием фотонов происходит генерация
носителей зарядов — электронов проводимости
и «дырок»; внешним, у которых под
действием светового потока возникает
фотоэлектронная эмиссия.

3. Виды фотоэлектронных приборов

• К фотоэлектронным приборам с
внутренним фотоэффектом относятся
фоторезисторы, фотогальванические
элементы, фотодиоды, фототранзисторы
и фототиристоры.
• С внешним фотоэффектом относятся
электровакуумные и газонаполненные
фотоэлементы и фотоэлектронные
умножители.

4. Что такое фоторезисторы?

• Фоторезисторы обладают свойством изменять свою
электропроводность под действием светового потока.
Материалом для фоторезисторов служат селен, сернистый
свинец, сернистый кадмий, сернистый висмут и другие
полупроводники. Для изготовления фоторезистора на
изоляционную пластину методом напыления наносят слой
полупроводника, на который, в свою очередь, наносят слой
металла (платины, золота) в виде двух гребенок.
Непосредственный контакт между гребенками отсутствует, в
результате между зубцами гребенок оказывается слой
светочувствительного полупроводника. При освещении слоя
полупроводника увеличивается число электронов, переходящих
в зону проводимости, увеличивается электропроводность,
вследствие чего изменяется сопротивление между
напыленными участками металла.

5. Фоторезистор

Вольт — амперные характеристики фоторезисторов
линейные. На рис. 1 показаны устройство фоторезистора
(вид а), схема его включения (вид б) и вольт — амперная
характеристика (вид в). В условном обозначении
фоторезисторов имеются буквы русского алфавита — ФС.

6. Что такое фотодиоды?

• Фотодиоды — полупроводниковые приборы, в основу действия
которых положено свойство электронно-дырочного перехода
изменять обратное сопротивление под действием светового
потока. На рис. 2 показаны устройство (вид а) и схема
включения (вид б) фотодиода. Когда фотодиод не освещен, в
цепи резистора R проходит обратный ток очень небольшой
величины.

7. Фотодиод

• При освещении фотодиода увеличивается число «дырок» в
области полупроводника с электронной проводимостью. При
включении напряжения эти «дырки» проходят через
электронно-дырочный переход, вызывая увеличение тока в
цепи нагрузки.
Фотодиоды могут работать в двух режимах: режим А
характеризуется отсутствием внешнего источника напряжения,
фотодиод работает как вентильный фотоэлемент; режим В
характеризуется работой фотодиода с внешним источником
напряжения и называется фотодиодным. При освещении
фотодиода его ток возрастает за счет фототока приблизительно
пропорционально освещенности.
В условном обозначении фотодиодов имеются буквы русского
алфавита — ФД.

8. Что такое фототранзисторы?

• Фототранзисторы представляют собой полупроводниковые
приборы с двумя р — n — переходами. Облучению подвергается
область базы. Под действием света в базовой области
образуются свободные носители зарядов —электроны и
«дырки». «Дырки», направляясь к коллекторному переходу,
проходят в область коллектора и вызывают увеличение
обратного тока Ir. Если напряжение между базой и эмиттером
неизменно, то работа фототранзистора аналогична работе
фотодиода. Такой фототранзистор не имеет вывода базы, но
имеет повышенную чувствительность по сравнению с
фотодиодом. Вывод базы в фототранзисторах используют для
создания смещения, необходимого для получения линейной
характеристики при измерении малых световых сигналов.
В условном обозначении фототранзисторов
• имеются буквы русского алфавита — ФТ.
• Фотодиоды и фототранзисторы используют
в качестве чувствительных элементов в
системах телеконтроля, автоматических
устройств, в аппаратуре считывания
числового материала, фототелеграфии и т.
д. Основной их недостаток — зависимость
параметров от температуры.

10. Вентильные фотоэлементы

• Вентильные фотоэлементы представляют собой
полупроводниковые устройства, в которых световая
энергия непосредственно преобразуется в
электрическую. Они не требуют посторонних
источников тока, так как сами являются ими.
Вентильный фотоэлемент состоит из
металлической пластины, служащей
одним электродом, со слоем
полупроводника, поверх которого
нанесен второй полупрозрачный
электрод, чаще всего выполненный
напылением слоя золота в вакууме.
Запирающий слой образуется на
границе полупроводникового слоя и
полупрозрачного электрода.

11. Вентильные фотоэлементы

• В качестве полупроводникового материала применяют сернистые и
селенистые соединения. Световая энергия, проникающая через
полупрозрачный слой металла на электронно-дырочный переход,
ионизирует атомы кристаллического полупроводника, создавая при
этом новые пары носителей заряда— электроны и «дырки». Это
приводит к образованию избытка «дырок» в слое р и избытка
электронов в слое n. Разность потенциалов между слоями р и n
вызывает ток, величина которого пропорциональна освещенности
фотоэлемента.
Вентильные фотоэлементы применяют для изготовления солнечных
батарей, непосредственно преобразующих солнечную энергию в
электрическую. На судах вентильные фотоэлементы применяют в
качестве датчиков в аппаратуре фотоэлектронной автоматики, в
фотоэлектрических и релейных схемах. Фотоэлементы с внешним
фотоэффектом на судах не применяют.
• http://www.electroengineer.ru/2014/06/phot
oelectric-devices.html

English
Русский
Правила

Введение в фототранзисторы

Добавлено 22 февраля 2021 в 17:22

В данной серии статей мы рассмотрим альтернативы фотодиодам, обеспечивающие более высокий выходной ток.

По моему опыту, в приложениях для детектирования и измерения освещенности чаще всего используются фотодиоды. Но нельзя обойти стороной тот факт, что фотодиоды создают очень малые выходные токи, и это может привести к проблемам при проектировании, которых вы, возможно, в определенных ситуациях предпочтете избежать.

В этой и следующей статье представлена основная информация о двух типах светочувствительных устройств, которые создают более высокий выходной ток, чем фотодиоды: фототранзисторы и светочувствительные микросхемы. Последний термин относится к устройствам, которые, по сути, представляют собой фотодиод и усилитель, интегрированные в один корпус.

Что такое фототранзистор?

Фотодиод может генерировать фототок, потому что на его переход падает свет. Фототранзистор работает аналогичным образом, за исключением того, что открытый полупроводниковый материал является базой биполярного транзистора.

Рисунок 1 – Фототранзистор изображен как биполярный транзистор с удаленным выводом базы, а стрелки указывают на то, что база чувствительна к свету. На других схемах в этой статье показаны только фототранзисторы NPN

Есть два пути для размышления о работе фототранзистора.

Во-первых, вы можете мысленно заменить величину тока, протекающего через базу обычного транзистора, на интенсивность падающего света. В базовой модели поведения биполярного транзистора в активном режиме выходной ток (т.е. ток коллектора) – это входной ток (т.е. ток базы), умноженный на параметр усиления, называемый бета (β). В случае фототранзистора падающий свет похож на слабый сигнал, подаваемый на базу, а выходной ток намного выше, чем мы ожидаем от фотодиода, из-за способности транзистора усиливать сигнал, подаваемый на базу.

Во-вторых, вы можете представить, что фототранзистор представляет собой биполярный транзистор с фотодиодом, подключенным к базе, и поэтому входным сигналом транзистора является фототок, генерируемый фотодиодом. В этой концепции биполярный транзистор подобен дополнительному полупроводниковому устройству, которое применяет усиление по току к выходному сигналу фотодиода.

Рисунок 2 – Фототранзистор концептуально эквивалентен фотодиоду, который управляет базой биполярного транзистора. Обратите внимание на включение фотодиода: фототок всегда является обратным током, и фотодиод ориентирован таким образом, что фототок течет на базу

Фототранзисторные схемы

Как и в случае с фотодиодами, целью фототранзисторов является создание пригодного для использования выходного напряжения из генерируемого светом тока. Поскольку усиление уже встроено в полупроводниковую структуру фототранзисторов, нам не нужен трансимпедансный усилитель на базе ОУ. Вместо этого мы можем использовать схемы усилителей, которые мы уже знаем по несветочувствительным приложениям на биполярных транзисторах.

Схемы с общим коллектором и общим эмиттером являются жизнеспособными вариантами преобразования света в напряжение. Я предпочитаю подход с общим эмиттером, потому что считаю его более интуитивно понятным. Но вам может понравиться усилитель с общим коллектором, если вы предпочитаете избегать инверсии, то есть если вы хотите, чтобы более высокая освещенность создавала более высокое выходное напряжение.

Рисунок 3 – Вы можете использовать схему усилителя с общим коллектором или с общим эмиттером, чтобы превратить ваш фототранзистор в преобразователь освещенности в напряжение

Фототранзисторы против фотодиодов

Фототранзисторы могут показаться большим улучшением по сравнению с фотодиодами, но они не так популярны, как вы думаете. Теоретически внутреннее усиление по току является важным преимуществом, но есть много ресурсов, которые могут помочь инженерам разработать высокопроизводительные трансимпедансные усилители, и я, например, предпочитаю подход с трансимпедансным усилителем.

Более того, фототранзисторы уступают по важным параметрам.

Фототранзисторы обладают меньшей способностью поддерживать линейную зависимость между освещенностью и выходным током. Это не важно, если всё, что вам нужно, – это датчик света «включен/выключен», вырабатывающий цифровое выходное напряжение. Мои фоточувствительные приложения, как правило, требуют аналоговых выходных сигналов, и я инстинктивно пренебрегаю фототранзисторами из-за их ограниченной линейности.
Фотодиоды обеспечивают более быстрый отклик, чем фототранзисторы. Важность широкой полосы пропускания зависит от требований приложения, и во многих случаях фототранзистор будет вполне адекватным выбором. В то же время вы не захотите спроектировать свою систему на основе фототранзистора, а затем быть вынужденным пересмотреть конструкцию через год, когда кто-то захочет на порядок увеличить максимальную рабочую частоту.
Важные рабочие характеристики фототранзисторов более чувствительны к температуре, чем фотодиодов. Это не проблема, если ваше устройство всегда будет работать при комнатной температуре. Если вы работаете с автомобильными или военными системами, колебания характеристик фототранзистора, вызванные температурой, могут вызывать головную боль.

Заключение

Фототранзисторы обеспечивают более высокий выходной ток, генерируемый светом, но накладывают некоторые ограничения на производительность. Я предпочитаю фотодиоды; но, тем не менее, должно быть довольно много приложений, в которых имеет смысл использовать фототранзистор, что дает возможность исключить стоимость и сложность трансимпедансного усилителя.

Оригинал статьи:

Robert Keim. Introduction to Phototransistors

Разница между фотодиодом и фототранзистором (со сравнительной таблицей)

Одно из основных различий между фотодиодом и фототранзистором заключается в том, что в фотодиоде используется диод с PN-переходом, который преобразует энергию света в электрический ток, тогда как в фототранзисторе используется обычный транзистор (транзистор NPN) для преобразования света в ток. Некоторые другие различия между фотодиодом и фототранзистором показаны на сравнительной таблице.

И фотодиод, и фототранзистор работают по принципу внутреннего фотоэффекта. В фотодиоде используется обычный диод с PN-переходом, который имеет два вывода, а именно катод и анод. А в фототранзисторе используется обычный транзистор. Единственная разница между транзистором и фототранзистором заключается в том, что у фототранзистора нет базы. Базовая сторона фототранзистора улавливает свет от источника.

Содержание: фотодиод и фототранзистор

Сравнительная таблица
Определение
Ключевые отличия
Заключение

Сравнительная таблица

Основание для сравнения	Фотодиод	Фототранзистор
Определение	Это тип диода с PN-переходом, который генерирует электрический ток, когда на его поверхность падает свет или фотон.	Тип транзистора, преобразующего световую энергию в электрическую
Символ
Генерирует	Ток	Ток и напряжение
Реакция выхода	Быстро	Медленно
Чувствительность	Меньше	Больше
Смещение	Как прямое, так и обратное смещение.	Прямое смещение (эмиттер более отрицателен по сравнению с коллектором. )
Применение	Для выработки солнечной энергии, для обнаружения ультрафиолетовых или инфракрасных лучей, для измерения света и т. д.	Детектор дыма, проигрыватели компакт-дисков, приемник невидимого света, лазер и т. д.

Определение фотодиода

Фотодиод представляет собой тип полупроводникового диода, который преобразует свет в электрический ток. Этот тип диода также называют фотодетектором или датчиком освещенности. Он работает как при обратном, так и при прямом смещении. Небольшой ток утечки течет в обратном направлении, даже если на него не падает свет. Ток в диоде прямо пропорционален интенсивности поглощаемого им света.

Фотодиод используется в коммутационных цепях и в электронных устройствах, таких как датчики дыма, проигрыватели компакт-дисков, люксметр и т. д. Принципиальная схема фотодиода показана на рисунке ниже. Стрелка показывает положительный вывод фотодиода, а основание показывает отрицательный вывод диода.

Работа фотодиода зависит от интенсивности попадания на него света. Свет, падающий на диод, уменьшает ширину его области обеднения, и, следовательно, электроны и дырка начинают двигаться по этой области. Электрон движется к катоду, а дырка движется к аноду. Из-за этого движения в нем индуцируется ток.

Определение фототранзистора

Фототранзистор представляет собой полупроводниковое устройство с двумя или тремя выводами, которое преобразует световую энергию в электрический ток или напряжение. Это транзистор специальной конструкции, который имеет светочувствительную базовую область. Когда свет падает на базу NPN-транзистора, возникает базовый ток. Величина тока зависит от интенсивности падающего на него света. Фототранзистор усиливает входной свет, а выходной ток получается с коллектора транзистора.

Условное обозначение фототранзистора показано на рисунке ниже. Стрелка показывает световую энергию, падающую на их базовую поверхность.

Фототранзистор заключен в непрозрачный контейнер, так что световые частицы или фотоны легко достигаются на их поверхности. Область коллектора фототранзистора больше по сравнению с обычным транзистором, потому что он состоит из тяжелого диффузного полупроводникового материала.

Когда основание фототранзистора поглощает свет, они высвобождают электронно-дырочные пары. Из-за этой пары дырок обедненный слой диода уменьшается, и электрон начинает двигаться от эмиттера к области коллектора. Для небольшого количества световой энергии транзистор усиливает большой ток коллектора.

Основные различия между фотодиодом и фототранзистором

Фотодиод — это полупроводниковое устройство, которое преобразует энергию света в электрический ток. Принимая во внимание, что фототранзистор использует транзистор для преобразования энергии света в электрический ток.
Фототранзистор вырабатывает ток, тогда как фотодиод вырабатывает как напряжение, так и ток.
Отклик фотодиода намного быстрее фототранзистора.
Фотодиод менее чувствителен по сравнению с фототранзистором, поскольку фототранзистор производит большой выходной ток.
Фотодиод работает как при прямом, так и при обратном смещении, тогда как фототранзистор работает при прямом смещении. Эмиттер фототранзистора отрицателен по сравнению с областью коллектора.
Фотодиод используется в солнечной электростанции, в люксметре и т. д., тогда как фототранзистор используется для обнаружения света.

Вывод

Фотодиод и фотодиод преобразуют световую энергию в электрическую. Но фототранзистор более чувствителен по сравнению с фотодиодом из-за использования транзистора. Транзистор усиливает базовый ток, который возникает из-за поглощения света, и, следовательно, большой выходной ток получается через клемму коллектора. Временная характеристика фотодиода намного быстрее, чем у фототранзистора, и, следовательно, он используется в цепи, где флуктуации происходит.

Разница между фотодиодом и фототранзистором (со сравнительной таблицей и приложениями)

Принцип работы фотодиода и фототранзистора одинаков, однако они различаются различными факторами. Основное различие между фотодиодом и фототранзистором заключается в их коэффициенте усиления по току . Другими словами, мы можем сказать, что фототранзистор производит больший ток по сравнению с фотодиодом при воздействии того же количества световой энергии.

Другое важное различие между фотодиодом и фототранзистором заключается в том, что в фотодиоде используется обычный PN-переходной диод , который генерирует электрический ток при воздействии света. Напротив, световая энергия преобразуется в электрический ток в фототранзисторе, который в основном представляет собой биполярный транзистор .

Теперь, прежде чем обсуждать некоторые другие важные различия между фотодиодом и фототранзистором, взгляните на содержание, которое будет обсуждаться в этой статье.