fototransistor

Definición: El fototransistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que tiene una región base sensible a la luz. La base detecta la luz y la convierte en la corriente que fluye entre el colector y la región emisora.

La construcción del fototransistor es similar a la del transistor ordinario, excepto el terminal base. En el fototransistor, no se proporciona el terminal base y, en lugar de la corriente base, se toma la energía de la luz como entrada.

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Símbolo de fototransistor
Principio de fototransistor

Símbolo de fototransistor

El símbolo del fototransistor es similar al del transistor ordinario. La única diferencia es la de las dos flechas que muestran la luz incidente sobre la base del fototransistor.

Principio de fototransistor

Considere que el transistor convencional tiene una base de terminal abierta en circuito. La corriente de fuga de la base del colector actúa como una corriente de base ICBO.

IC = βIB + (1+B) ICBO

Como la corriente de base IB = 0, actúa como un circuito abierto. Y el colector se convierte en corriente.

CI = (1+B) CIBO

Las ecuaciones anteriores muestran que la corriente del colector es directamente proporcional a la corriente de fuga de la base de corriente, es decir, el IC aumenta con los aumentos de la región de la base del colector.

Funcionamiento del fototransistor

El fototransistor está hecho de material semiconductor. Cuando la luz incidía en el material, los electrones/huecos libres del material semiconductor provocan la corriente que fluye en la región de la base. La base del fototransistor solo se usaría para polarizar el transistor. En el caso del transistor NPN, el colector se hace positivo con respecto al emisor, y en el PNP, el colector se mantiene negativo.

La luz que entra en la región base del fototransistor genera los pares electrón-hueco. La generación de pares electrón-hueco ocurre principalmente en la polarización inversa. El movimiento de electrones bajo la influencia del campo eléctrico provoca la corriente en la región base. La corriente de base inyectó los electrones en la región del emisor. El principal inconveniente de los fototransistores es que tienen una respuesta de baja frecuencia.

Construcción de fototransistor

La construcción del fototransistor es bastante similar a la del transistor ordinario. Anteriormente, el germanio y el silicio se utilizan para fabricar el fototransistor. El pequeño orificio se realiza en la superficie de la unión colector-base para colocar la lente. La lente enfoca la luz en la superficie.

fototransistor-construcción Hoy en día, el transistor está hecho de un material muy ligero (como el galio y los arseniuros). La unión base-emisor se mantiene en polarización directa y la unión base-colector en polarización inversa.

Cuando no cae luz sobre la superficie del transistor, la pequeña corriente de saturación inversa induce en el transistor. La corriente de saturación inversa se induce debido a los pocos portadores de carga minoritarios. La energía luminosa cae sobre la unión colector-base y genera el portador de carga más mayoritario que suma la corriente a la corriente de saturación inversa. El siguiente gráfico muestra la magnitud de los aumentos de corriente junto con la intensidad de la luz.

salida-característica-de-fototransistor El fototransistor se usa ampliamente en dispositivos electrónicos como detectores de humo, receptores de infrarrojos, reproductores de CD, láseres, etc. para detectar la luz.

Fotodiodo Vs Fototransistor

El fotodiodo y el fototransistor convierten la energía de la luz en energía eléctrica. Pero el fototransistor se prefiere sobre todo al fotodiodo debido a sus siguientes ventajas.

La ganancia de corriente en el fototransistor es mayor que la del fototransistor incluso si incide sobre él la misma cantidad de luz.
La sensibilidad del fototransistor es mayor que la del fotodiodo.
El fotodiodo se puede convertir en el fototransistor quitando sus terminales emisores.

El tiempo de respuesta del fotodiodo es mucho mayor que el del fototransistor. La corriente de salida del fotodiodo está en microamperios y puede encenderse o apagarse en nanosegundos. Mientras que el tiempo de respuesta del fototransistor es en microsegundos y proporciona corriente en miliamperios.

fotodarlington

En photodarlington, los dos transistores se conectaron espalda con espalda a través de la base que se muestra en la siguiente figura. En esta disposición, el fototransistor induce una potencia mucho mayor, es decir, aumenta su sensibilidad.

fotodarlington El transistor photodarlington tiene un gran tiempo de conmutación. Los dispositivos se utilizan en el amplificador integrado y en el amplificador SCR fotosensible, etc.