Фототранзистор – это фоточувствительный полупроводниковый прибор, по структуре подобный биполярному или полевому транзистору Разница заключается в том, что в его корпусе предусмотрено прозрачное окно, через которое световой поток попадает на кристалл. В отсутствии внешнего освещения, транзистор закрыт, ток коллектора ничтожно мал. При попадании лучей света на р–n - переход базы, транзистор открывается и резко возрастает его коллекторный ток.
Фототранзисторы, в отличие от фоторезисторов, обладают высоким быстродействием, а в отличие от фотодиодов – усилительными свойствами.
Фототранзистор, в первом приближении, можно представить в виде эквивалентного фотодиода, включённого параллельно коллекторному переходу обычного транзистора. Коэффициент усиления фототока прямо пропорционален h21э, следовательно, во столько же раз чувствительность фототранзистора выше, чем у фотодиода.
Главным параметром, за которым надо следить при разработке схем на фототранзисторах, является коллекторный ток. Чтобы не превысить его норму, надо ставить в коллекторе/эмиттере достаточно большие сопротивления.
Фототранзисторы выпускают фирмы: Vishay, Kingbright, Avago Technologies и др. Типовые параметры: длина волны 550...570 или 830...930 нм, ток коллектора в освещённом состоянии 0.5... 10 мА, угол половинной чувствительности 15...60°, время нарастания/спада 2...6 мкс, рабочая температура –55...+ 100°С, проводимость n–р–n.
Существуют двух- и трёхвыводные фототранзисторы. Различаются они между собой в первую очередь отсутствием/наличием отвода от базы.
В двухвыводных фототранзисторах извне имеется доступ только к коллектору и эмиттеру Это затрудняет стабилизацию рабочей точки и делает фотоприбор зависимым от температуры окружающей среды, особенно при слабом освещении.
Двухвыводные фототранзисторы и малогабаритные фотодиоды визуально похожи как «близнецы-братья». Выяснить, «что есть что», помогает прозвонка выводов омметром. Испытательное напряжение на его зажимах должно быть не менее 0.7 В. Если сопротивление в одном направлении значительно больше, чем в другом, значит это фотодиод. Если большое сопротивление прозванивается в двух направлениях, значит это фототранзистор (или вышедший из строя фотодиод).
Трёхвыводные фототранзисторы встречаются реже двухвыводных. Для их подключения применяют обычную транзисторную схемотехнику, а именно, стабилизируют рабочую точку при помощи делителей на резисторах, вводят обратные связи, термокомпенсацию и т.д.
На Рис. 1, а...е показаны схемы непосредственного подключения фототранзисторов к МК. На Рис. 3, а...з показаны схемы с транзисторными усилителями, на Рис. 3, а...г – с усилителями на микросхемах.
Рис. 1. Схемы непосредственного подключения фототранзисторов к МК
Рис. 2. Схемы подключения фототранзисторов к МК через транзисторные усилители
Рис. 3. Схемы подключения фототранзисторов к МК через усилители на микросхемах
Источник: 1000 и одна микроконтроллерная схема. С. М. Рюмик. Вып. 1
