14.3.3 Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням

                До таких фотоприймачів належать фоторезистори та фототиристори.

Крім перетворення світлової енергії в електричну з утворенням фотоструму, як у фотодіодах, фототранзистор ще й підсилює цей фотострум.

Розглянемо роботу фототранзистора у ССЕ в режимі з вимкненою базою (= 0) (рисунок 14.12).

Рисунок 14.12Структура і схема ввімкнення фототранзистора (а), статичні вихідні характеристики (б)

 

Якщо =0, то через фототранзистор проходить невиликий темновий струм

 

=(+1).                                          (14.4)

            При освітленні області бази через вікно (>0) в ній генеруються нерівноважні пари носіїв заряду – фотоелектрони та фотодірки, які дифундують до ЕП та КП. При цьому поле КП розділяє заряди: електрони рухаються до n - колектора, дірки – до p- бази. У колі колектора під дією цих електронів зростає струм на величину . Дірки створюють у базі позитивний заряд, який зміщує ЕП у прямому напрямі і спричиняє інжекцію електронів. Унаслідок інжекції електронів через ЕП, їх дифузії через базу та екстракції через КП струм колектора додатково зростає на величину . Тобто фотодірки у базі відіграють роль вхідного струму бази.

                Загальний колекторний струм фототранзистора

 

=++= (1+)+.                             (14.5)

 

Сім’я ВАХ фототранзистора = подана на рисунку 14.12, б. Збільшення освітлення фототранзистора приводить, згідно з формулою (14.5), до зростання колекторного струму. Інтегральна чутливість фототранзистора  в (1+) разів більша, ніж у фотодіода. Це пояснюється тим, що у фототранзистора струм  підсилюється в (1+) разів.

Фототиристори (рисунок 14.13) є фотоприймачами з ключовою пороговою характеристикою і застосовуються для перемикання значних струмів і напруг, ВАХ з відкриваючою дією світлового потоку  показана на рисунку 14.13, б.

                          а)                            б)

Рисунок 14.13Структура, схема вмикання (а) та ВАХ (б) фототиристора

 

 Засвічення базової області тиристора зумовлює генерацію надлишкових носіїв заряду, що приводить до перемикання чотиришарової структури із закритого стану у відкритий так само, як це буває у триністорі при перемиканні керувальним струмом.