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 ( ) (рис. 6.12).

a) б)

Рисунок 6.12 – Структура і схема вмикання фототранзистора (а), статичні вихідні характеристики (б)

Якщо , то через фототранзистор проходить невеликий темновий струм

= ( +1). (6.4)

При освітленні області бази через вікно ( ) 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 викликає 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+ ) + . (6.5)

Сім’я ВАХ фототранзистора пока­зана на рис. 6.12 б. Збільшення освітлення фототранзистора приводить, згідно з формулою (6.5), до зростання колек­торного струму. Інтегральна чутливість фототранзистора в (1+ ) раз більша, ніж у фотодіода. Це пояснюється тим, що у фототранзистора струм підсилюється в (1+ ) раз.

Фототиристори (рис. 6.13) є фотоприймачами з ключо­вою пороговою характеристикою і застосовуються для перемикання великих струмів і напруг. ВАХ з відкриваю­чою дією світлового потоку показана на рис. 6.13 б.

а) б)

Рисунок 6.13 – Структура, 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.