光敏晶體管
發布時間:2011/12/19 10:32:47 訪問次數:2778
除了是由光線取代電壓來產生和控制基極電流之外,光敏晶體管類似于一般的BJT。光敏晶體管有效地把光線能量的變化轉換為電信號。
在學習完本節后,我們應該能夠:說明光敏晶體管的結構和工作原理;解釋基極電流如何產生;參與討論如何使用光敏晶體管。
光敏晶體管( phototransistor)是一種晶體管,T65550B 當光線撞擊半導體基極的光敏感區時,會產生基極電流。在集電極一基極PN結,透過晶體管包裝上裝有鏡片的開口,接收入射的光線。當沒有入射光線時,只有因熱擾動而產生集電極一發射極之間很小的漏電流ICEO;這稱為暗電流(dark current),而且通常只有nA的大小范圍。當光照射在集電極一基極PN結,會依據光的強度成正比地產生基極電流Iλ.這個動作產生一個隨Iλ增加的集電極電流。除了基極電流產生的方式之外,光敏晶體管就像一個傳統的BJT。在許多情況下,基極與其他部分沒有電的實質連接。
光敏晶體管中的集電極電流和由光產生的基極電流之間的關系為
Ic=βDCIλ (11.3)
圖11. 45所示為一些典型的光敏晶體管和電路符號。既然光產生的基極電流實際上發生在集電極一基極區域,所以這個區域若有更大的畫積,就會產生更多的基極電流。因此,標準的光敏晶體管會設計成具有大面積可讓入射光照射,如圖11.46中的簡化結構圖所示。
光敏晶體管可以是雙引線或三引線元件。在三引線的結構中,拉出基極引線使這個元件可以當作具備或不具備額外光感應功能的傳統BJT.在雙引線結構中,基極無法與外部電路連接,元件只能在有光輸入時才可以使用。在許多應用電路中,使用的光敏晶體管是雙引線的形式。圖11.47所示為一個具有偏壓電路的光敏晶體管,以及標準的集電極特性曲線。請注意圖中每個個別的曲線都對應一個特定的光度(在此狀況下,單位為mW/cm),而且集電極電流會隨著光度增加。
光敏晶體管并不是對所有光都能感應,而是只對某特定波長范圍內的光線才能感應。它們尤其對某一些特定波長的光線最為敏感,如圖11.48的光譜響應波形的尖峰值所在對應的波長。
除了是由光線取代電壓來產生和控制基極電流之外,光敏晶體管類似于一般的BJT。光敏晶體管有效地把光線能量的變化轉換為電信號。
在學習完本節后,我們應該能夠:說明光敏晶體管的結構和工作原理;解釋基極電流如何產生;參與討論如何使用光敏晶體管。
光敏晶體管( phototransistor)是一種晶體管,T65550B 當光線撞擊半導體基極的光敏感區時,會產生基極電流。在集電極一基極PN結,透過晶體管包裝上裝有鏡片的開口,接收入射的光線。當沒有入射光線時,只有因熱擾動而產生集電極一發射極之間很小的漏電流ICEO;這稱為暗電流(dark current),而且通常只有nA的大小范圍。當光照射在集電極一基極PN結,會依據光的強度成正比地產生基極電流Iλ.這個動作產生一個隨Iλ增加的集電極電流。除了基極電流產生的方式之外,光敏晶體管就像一個傳統的BJT。在許多情況下,基極與其他部分沒有電的實質連接。
光敏晶體管中的集電極電流和由光產生的基極電流之間的關系為
Ic=βDCIλ (11.3)
圖11. 45所示為一些典型的光敏晶體管和電路符號。既然光產生的基極電流實際上發生在集電極一基極區域,所以這個區域若有更大的畫積,就會產生更多的基極電流。因此,標準的光敏晶體管會設計成具有大面積可讓入射光照射,如圖11.46中的簡化結構圖所示。
光敏晶體管可以是雙引線或三引線元件。在三引線的結構中,拉出基極引線使這個元件可以當作具備或不具備額外光感應功能的傳統BJT.在雙引線結構中,基極無法與外部電路連接,元件只能在有光輸入時才可以使用。在許多應用電路中,使用的光敏晶體管是雙引線的形式。圖11.47所示為一個具有偏壓電路的光敏晶體管,以及標準的集電極特性曲線。請注意圖中每個個別的曲線都對應一個特定的光度(在此狀況下,單位為mW/cm),而且集電極電流會隨著光度增加。
光敏晶體管并不是對所有光都能感應,而是只對某特定波長范圍內的光線才能感應。它們尤其對某一些特定波長的光線最為敏感,如圖11.48的光譜響應波形的尖峰值所在對應的波長。