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光電晶體管的外形,有光窗、集電極引出線、發(fā)射極引出線和基極引出線(有的沒有)。

制作材料一般為半導(dǎo)體硅,管型為NPN型,

國(guó)產(chǎn)器件稱為3DU系列。

光電晶體管的靈敏度比光電二極管高,輸出電流也比光電二極管大,多為毫安級(jí)。

但它的光電特性不如光電二極管好,在較強(qiáng)的光照下,光電流與照度不成線性關(guān)系。

所以光電晶體管多用來(lái)作光電開關(guān)元件或光電邏輯元件。

正常運(yùn)用時(shí),集電極加正電壓。因此,集電結(jié)為反偏置,發(fā)射結(jié)為正偏置,集電結(jié)為光電結(jié)。

當(dāng)光照到集電結(jié)上時(shí),集電結(jié)即產(chǎn)生光電流Ip向基區(qū)注入,同時(shí)在集電極電路即產(chǎn)生了一個(gè)被放大的電流Ic(=Ie=(1+β)Ip)β為電流放大倍數(shù)。

因此,光電晶體管的電流放大作用與普通晶體管在上偏流電路中接一個(gè)光電二極管的作用是完全相同的。

目前的光電三極管是采用硅材料制作而成的。這是由于硅元件較鍺元件有小得多的暗電流和較小的溫度系數(shù)。硅光電三極管是用N型硅單晶做成N-P-N結(jié)構(gòu)的。管芯基區(qū)面積做得較大,發(fā)射區(qū)面積卻做得較小,入射光線主要被基區(qū)吸收。與光電二極管一樣,入射光在基區(qū)中激發(fā)出電子與空穴。在基區(qū)漂移場(chǎng)的作用下,電子被拉向集電區(qū),而空穴被積聚在靠近發(fā)射區(qū)的一邊。由于空穴的積累而引起發(fā)射區(qū)勢(shì)壘的降低,其結(jié)果相當(dāng)于在發(fā)射區(qū)兩端加上一個(gè)正向電壓,從而引起了倍率為β+1(相當(dāng)于三極管共發(fā)射極電路中的電流增益)的電子注入,這就是硅光電三極管的工作原理。

光電三極管的應(yīng)用電路

光電三極管主要應(yīng)用于開關(guān)控制電路及邏輯電路。

2、測(cè)電流法。工作電壓5V,電流表串接在電路中,c極接正,e極接負(fù),。無(wú)光照時(shí)小于0?3μA;光照增加時(shí)電流增加,可達(dá)2~5mA。

若用數(shù)字式萬(wàn)用表20kΩ擋測(cè)試,紅表筆接c極,黑表筆接e極,完全黑暗時(shí)顯示1,光線增強(qiáng)時(shí)阻值隨之降低,最小可達(dá)1kΩ左右。

光電三極管在偏置電壓為零時(shí),無(wú)論光照度有多強(qiáng),集電極電流都為零。偏置電壓要保證光電三極管的發(fā)射結(jié)處于正向偏置,而集電結(jié)處于反向偏置。隨著偏置電壓的增高伏安特性曲線趨于平坦。

光電三極管的伏安特性曲線向上偏斜,間距增大。這是因?yàn)楣怆娙龢O管除具有光電靈敏度外,還具有電流增益β,并且,β值隨光電流的增大而增大。

時(shí)間響應(yīng)

光電三極管的時(shí)間響應(yīng)常和PN結(jié)的結(jié)構(gòu)及偏置電路等參數(shù)有關(guān)。

光電三極管的時(shí)間響應(yīng)由以下四部分組成:

① 光生載流子對(duì)發(fā)射結(jié)電容Cbe和集電結(jié)電容Cbc的充放電時(shí)間;② 光生載流子渡越基區(qū)所需要的時(shí)間;

③ 光生載流子被收集到集電極的時(shí)間;

④輸出電路的等效負(fù)載電阻RL和等效電容Cce所構(gòu)成的RC時(shí)間;

總時(shí)間常數(shù)為上述四項(xiàng)和。比光電二極管的時(shí)間響應(yīng)長(zhǎng)。

溫度影響

硅光電二極管和硅光電三極管的暗電流Id和光電流IL均隨溫度而變化,由于硅光電三極管具有電流放大作用,所以硅光電三極管的暗電流Id和亮電流IL受溫度的影響要比硅光電二極管大得多。

光譜響應(yīng)

光電二極管和光電三極管具有相同的光譜響應(yīng)。

它的響應(yīng)范圍為0.4~1.1μm,峰值波長(zhǎng)為0.85μm。

在實(shí)際選用光敏三極管時(shí),應(yīng)注意按參數(shù)要求選擇管型.如要求靈敏度高,可選用達(dá)林頓型光敏三極管;如要求響應(yīng)時(shí)間快,對(duì)溫度敏感性小,就不選用光敏三極管而選用光敏二極管.探測(cè)暗光一定要選擇暗電流小的管子,同時(shí)可考慮有基極引出線的光敏三極管,通過偏置取得合 適的工作點(diǎn),提高光電流的放大系數(shù).例如,探測(cè)10-3勒克斯的弱光,光敏三極管的暗電流必須小于0.1nA。