フォトトランジスタとは？

に フォトトランジスタ は、動作するために光への露出に依存する電子交換および電流増幅コンポーネントです。接合部に光が当たると、輝度に比例した逆電流が流れます。フォトトランジスタは、光パルスを検出してデジタル電気信号に変換するために広く使用されています。これらは、電流ではなく光によって操作されます。大量のゲインと低コストを提供するこれらのフォトトランジスタは、多くのアプリケーションで使用される可能性があります。

“回路図とcflの動作原理 ”

光エネルギーを電気エネルギーに変換することができます。フォトトランジスタは、一般にLDR（光依存抵抗）として知られているフォトレジスタと同じように機能しますが、電流と電圧の両方を生成できますが、フォトレジスタは抵抗の変化によってのみ電流を生成できます。フォトトランジスタは、ベース端子が露出したトランジスタです。ベースに電流を送る代わりに、当たる光からの光子がトランジスタを活性化します。これは、フォトトランジスタがバイポーラ半導体でできており、通過するエネルギーを集束させるためです。これらは光粒子によって活性化され、何らかの方法で光に依存する事実上すべての電子デバイスで使用されます。すべてのシリコンフォトセンサー（フォトトランジスター）は、赤外線だけでなく可視光線範囲全体に反応します。実際、すべてのダイオード、トランジスタ、ダーリントン、トライアックなどは、同じ基本的な放射周波数応答を持っています。

ザ・構造の フォトトランジスタ 写真アプリケーション向けに特別に最適化されています。通常のトランジスタと比較して、フォトトランジスタはベースとコレクタの幅が広く、拡散またはイオン注入を使用して作られています。

特徴：

低コストの可視および近赤外光検出。
100から1500以上のゲインで利用できます。
適度に速い応答時間。
エポキシコーティング、トランスファー成形、表面実装技術など、幅広いパッケージで利用できます。
電気的特性はそれと類似していた信号トランジスタ。

に フォトトランジスタ は、ベース領域が照明にさらされる通常のバイポーラトランジスタに他なりません。エミッタ接地、コレクタ接地、ベース接地などの構成が異なるP-N-PタイプとN-P-Nタイプの両方で利用できます。エミッタ接地構成一般的に使用されます。ベースを開いた状態でも動作します。従来のトランジスタと比較して、ベース領域とコレクタ領域が多くなっています。古代のフォトトランジスタは、シリコンやゲルマニウムなどの単一の半導体材料を使用していましたが、現在の最新のコンポーネントは、高効率レベルのためにガリウムやヒ化物などの材料を使用しています。ベースは、トランジスタの起動を担当するリードです。これは、より大きな電源用のゲートコントローラーデバイスです。コレクターはプラスのリード線であり、より大きな電源です。エミッタは負のリード線であり、より大きな電源のコンセントです。

フォトトランジスタの構造

デバイスに光が当たらない場合、熱的に生成された正孔と電子のペアにより小さな電流が流れ、回路からの出力電圧は、負荷抵抗Rの両端の電圧降下により、電源値よりわずかに低くなります。コレクタとベースの接合部に落ちると、電流が増加します。ベース接続が開回路の場合、コレクタ-ベース電流はベース-エミッタ回路に流れる必要があるため、流れる電流は通常のトランジスタ動作によって増幅されます。コレクターとベースの接合部は、光に非常に敏感です。その動作条件は、光の強度に依存します。入射光子からのベース電流はトランジスタのゲインによって増幅され、その結果、数百から数千の範囲の電流ゲインが得られます。フォトトランジスタは、ノイズレベルの低いフォトダイオードよりも50〜100倍感度が高くなります。

フォトトランジスタ回路：

フォトトランジスタは通常のトランジスタと同じように機能し、ベース電流を乗算してコレクタ電流を生成します。ただし、フォトトランジスタでは、デバイスに必要なピンが2つしかない場合、ベース電流は可視光または赤外光の量によって制御されます。

フォトトランジスタ回路図

の中に 簡単な回路 、Voutに何も接続されていないと仮定すると、光の量によって制御されるベース電流によって、抵抗を流れる電流であるコレクタ電流が決まります。したがって、Voutの電圧は、光の量に基づいて高低に移動します。これをオペアンプに接続して信号をブーストするか、マイクロコントローラーの入力に直接接続することができます。フォトトランジスタの出力は、入射光の波長に依存します。これらのデバイスは、近紫外線から可視光を通り、スペクトルの近赤外線部分まで、広範囲の波長の光に反応します。与えられた光源照明レベルに対して、フォトトランジスタの出力は、露出したコレクタ-ベース接合の面積とトランジスタのDC電流ゲインによって定義されます。

フォトトランジスタは、オプトアイソレータ、光スイッチ、レトロセンサーなどのさまざまな構成で利用できます。光アイソレータ出力が入力から電気的に絶縁されているという点でトランスに似ています。物体が光スイッチのギャップに入り、エミッタと検出器の間の光路を遮断すると、物体が検出されます。レトロセンサーは、光を生成し、感知する物体からの反射率を探すことによって、物体の存在を検出します。