光敏三极管(光电三极管)(Photo Transister)以接受光的信号而将其变换为电气信号为目的而制成之晶体管称为光敏三极管。罐形封闭(Can seal)的光敏三极管多半将半导体晶方装定在TO-18或TO-5封装引脚座后,利用附有玻璃之凸透镜及单纯之玻璃窗口之金属罩封闭成密不透气状态。
光敏三极管和普通三极管相似,也有电流放大作用,只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制,同时也受光辐射的控制。 通常基极不引出,但一些光敏三极管的基极有引出,用于温度补偿和附加控制等作用。
当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时,形成光电流,由此产生的光生电流由基极进入发射极,从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性,与光敏二极管相比,具有很大的光电流放大作用,即很高的灵敏度。
光敏三极管用于测量光亮度,经常与发光二极管配合使用作为信号接收装置。
一 测量光亮度
可以通过光敏三极管的特性来得到节约的目的。
二 光电隔离
光敏三极管的另一个作用是传输信号,光耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。
三 非接触测量转速
转矩传感器在旋转轴上安装着60条齿缝的测速轮,在传感器外壳上安装的一只由发光二极管及光敏三极管组成的槽型光电开关架,测速轮的每一个齿将发光二极管的光线遮挡住时,光敏三极管就输出一个高电平,当光线通过齿缝射到光敏管的窗口时,光敏管就输出一个低电平,旋转轴每转一圈就可得到60个脉冲,因此,每秒钟检测到的脉冲数恰好等于每分钟的转速值。
光敏三极管一般在基极开放状态使用(外部导线有两条线的情形比较多),而将电压施加至射极、集极之两个端子,以便将逆偏压施至集极接合部。在此状态下,光线入射于基极之表面时,受到反偏压之基极、集电极间即有光电流(Iλ)流过,发射极接地之晶体管的情形也一样,电流以晶体管之电流放大率(hfe)被放大而成为流至外部端子之光电流(Ic),参照图2所示。
光敏三极管的光电特性反映了当外加电压恒定时,光电流几与光照度之间的关系。图给出了光敏三极管的光电特性曲线。光敏三极管的光电特性曲线的线性度不如光敏二极管好,且在弱光时光电流增加较慢。
在实际选用光敏三极管时,应注意按参数要求选择管型。如要求灵敏度高,可选用达林顿型光敏三极管;如要求响应时间快,对温度敏感性小,就不选用光敏三极管而选用光敏二极管。探测暗光一定要选择暗电流小的管子,同时可考虑有基极引出线的光敏三极管,通过偏置取得合适的工作点,提高光电流的放大系数。例如,探测10-3勒克斯的弱光,光敏三极管的暗电流必须小于0.1nA。