在開發出第一個點接觸晶體管之后，貝爾實驗室的一個團隊發明了光電晶體管。當時，大量的開發工作正在啟動。盡管光電晶體管的歷史不像其他半導體的早期發展那樣被公開，但它無疑是一個非常重要的發展。

　　什么是光電晶體管？

一種諸如光電晶體管的半導體器件包括具有光敏基區的三層。這里，基極區域檢測光并將其轉換為在兩個區域（例如發射器和收集器）之間提供的電流。

除了基極區域之外，光電晶體管結構可以像普通晶體管一樣完成。在這種類型的晶體管中，不提供流向基極區域的電流，但光能可用作輸入。

或者，光電晶體管也被視為包含電流放大器的光電二極管。晶體管直接從光子變為電荷，類似于光電二極管，還提供電流增益。下面顯示的光電晶體管符號與普通晶體管符號相同，但主要區別在于其上的兩個箭頭將解釋入射到晶體管基極端子上的光。

光電晶體管工作原理與結構特點明白了-藤倉自動化

與普通晶體管類似，除了從基極到集電極端子的尺寸外，這些晶體管還包括大增益。在這種類型的晶體管中，基極-集電極結的尺寸更大，因為它是傳感器的感光區域。

當結的尺寸較大時，它將產生明顯更好的結電容。因此，盡管增益很高，但這些晶體管的頻率響應比光電二極管小。

　　工作原理

光電晶體管的工作原理類似于包含放大晶體管的光電二極管的工作原理。光落在光電晶體管的基極端子上，然后它會感應一個小電流，然后通過普通晶體管的作用將電流放大，從而產生大范圍的電流。通常，與相關光電二極管相比，光電晶體管產生的電流是光電二極管電流的50–100倍。

光電晶體管是由半導體材料制成的。一旦光落在材料上，半導體材料的電荷載流子（如空穴或電子）將導致在基極區域提供電流。其基極區域可用于晶體管偏置。

光通過晶體管的基極端子，在反向偏置中形成電子-空穴對。電場壓力下的電子流動將在基極區產生電流。電流可以在發射區注入電子。這種晶體管的主要缺點是頻率響應低。

　　光電晶體管結構

與普通晶體管相比，光電晶體管的集電極和基極端子具有更大的面積。光電晶體管IC的最佳示例是2n5777光電晶體管。

基極端子的面積可以增加以增加產生的電流量，因為當更多的光落在晶體管上時，將產生巨大的電流。以前，它是用單一的半導體材料設計的，比如鍺或硅。目前，這些晶體管由砷和鎵組成，以獲得高效率。

最后，光電晶體管的排列可以在一個金屬盒中完成，并且在盒的頂部放置一個透鏡以吸收入射的輻射。光電晶體管的結構與普通晶體管非常相似。早些時候，鍺和硅材料被用來制造這種光電晶體管。

發射極-基極結通過正向偏置連接，而集電極-基極區通過反向偏置連接。只要沒有光線落在晶體管的表面上，由于電荷載流子的數量很少，在光電晶體管的頂部就會產生一點反向飽和電流。

光能在集電極和基極的交界處下降，然后產生大部分載流子，并將電流增加到反向飽和電流。下圖顯示電流隨光強度的增加而增加。

　　特點

下面討論光電晶體管的特性。

在下圖中，x軸表示晶體管集電極-發射極區域中的外加電壓，y軸表示整個器件的集電極電流供應，單位為Ma。從下圖中，我們可以注意到集電極區域中的電流如何隨入射光的強度而變化。

集電端子中的電流因光強而增強。集電極區域中的電流隨波長和光強度而變化。在上圖中，我們可以注意到，當它落在基座上時，電流會隨著光強度的增加而增加。基極電流的差異也由光強度的差異表示。

文章來源：藤倉自動化


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