Фототранзисторы
Определение.
Фототранзистором называют полупроводниковый прибор с двумя электронно-дырочными переходами, ток которого увеличивается за счет подвижных носителей заряда, образующихся при облучении прибора светом.Устройство,
один из возможных вариантов конструкции фото-транзистора показан на рис. 14-20,-а. Как видно иа этого рисунка, фототранзистор отличается от обычного транзистора лишь прозрачным окном в корпусе; через него световой поток падает на пластину полупроводника, служащую базой, в центре которой путем вплавления создан коллекторный переход. Возможны и другие варианты расположения электродов, например кольцеобразный коллектор на освещаемой поверхности базы.Схема включения фототранзистора показана на рис. 14-20, б. Прибор включен по схеме ОЭ с оборванным выводом базы. Эмиттерный переход смещен в прямом, а коллекторный переход — в обратном направлении: фототранзистор находится в активном режиме. Несмотря на это ток через прибор в отсутствие светового потока (Ф
= 0) невелик, так как при отсутствующем выводе базы заряд дырок, инжектированных из эмиттера, не компенсируется полностью электронами базы. Нескомпенсированный объемный заряд дырок поддерживает высоту потенциального барьера на эмиттерном переходе, и через прибор течет темновой ток
Принцип действия.
При освещении прибора (Ф > 0) в базе в результате собственного поглощения образуются пары зарядов. Дырки — неосновные носители — диффундируют к коллекторному переходу и выбрасываются в коллектор, увеличивая ток в его цепи, подобно тому, как это происходит в фотодиоде. Но для фототранзистора характерен еще один процесс, отличающий его от фотодиода. Образовавшиеся электроны — основные носители базовой области — не могут покинуть базу, так как базовый вывод отсутствует. Скапливаясь в базе, они увеличивают отрицательный объемный заряд, в том числе и у эмиттерного перехода. В результате потенциальный барьер у этого перехода снижается и развивается диффузионный поток дырок из эмиттера в базу. Дырки, диффундируя в толще базы, подходят к коллекторному переходу и выбрасываются полем этого перехода в коллектор. Таким образом, генерируемые в базе при ее освещении носители зарядов не только непосредственно участвуют в создании фототока через коллекторный переход, но и стимулируют в приборе физические процессы, обусловливающие протекание тока как в обычном транзисторе.Для тока в фототранзисторе, следовательно, можно записать:
Поскольку при 
, выражение
(14-46) можно записать в виде
(14-47)
откуда
(14-48)
Таким образом, ток в фототранзисторе усиливается в 1/(1 — 
) раз. При 
0,95 — 0,99 и более величина 1/(1 — ) может достигать нескольких сотен.
Схема включения фототранзистора (рис. 14-20, б) практически не отличается от схемы включения фотодиода (рис. 14-13, б), однако если базу фототранзистора снабдить выводом, то возникнет возможность дополнительного управления током прибора за счет изменения тока базы. Этот принцип управления током фототранзистора может быть в частности использован для компенсации температурных уходов параметра прибора.
Вольт-амперные характеристики фототранзистора (рис. 14-21) напоминают выходные характеристики обычного транзистора в схеме ОЭ, но параметром здесь служит не ток 
а световой поток Ф. Крутой начальный участок этих
характеристик соответствует режиму насыщения: при малых 
коллекторный переход, как и в биполярном транзисторе, за счет накопления дырок в коллекторе открывается. Наклон характеристик к оси абсцисс в их пологой части объясняется, так же как и для биполярного транзистора, эффектом модуляции ширины базы.
Энергетические характеристики фототранзисторов, как и фотодиода, линейны. С увеличением напряжения 
фототок несколько увеличивается вследствие модуляции ширины базы.
Спектральные характеристики аналогичны подобным характеристикам фотодиодов (см. рис. 14-14, в).
Частотные свойства фототранзисторов определяются в основном диффузионным движением носителей в базе прибора и процессами заряда емкостей переходов. С увеличением частоты модуляции светового потока фототок уменьшается так же, как и в фотодиодах.
Параметры. Фототранзисторы; так же как фоторезисторы и фотодиоды, используются в качестве фотодетекторов — приборов для обнаружения и регистрации световых сигналов. Поэтому для характеристики работы фототранзистора в качестве фотодетектора используются те же параметры, что и для фоторезисторов (см. § 14-4): пороговый поток 
Одним из важнейших параметров фототранзистора служит коэффициент усиления по фототоку фототранзистора — отношение фототока коллектора фототранзистора при отключенной базе к фототоку освещаемого р-п перехода, измеренному в диодном режиме.
Согласно (14-48)
(14-49).
Вольтовая чувствительность 
определяется при тех же условиях, но измеряется изменение напряжения на входе фототранзистора.
Тоновая чувствительность фототранзистора — это отношение изменения электрического тока на выходе фототранзистора к изменению потока излучения при холостом ходе на входе и коротком замыкании на выходе по переменному току.
Для схемы с общим эмиттером токовая чувствительность равна:
.
