光敏三极管(光电三极管)基础知识

victor

什么叫光敏三极管
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,也叫光电三极管,英文名是Photo Transister。

光敏三极管的原理及作用
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)，为便于了解起见，请参照图1所示。达林顿晶体管工作情况；电流再经过次段之晶体管的电流放大率被放大，其结果流至外部导线之光电流即为初段之基极、集极间所流过之光电流与初段及后段之晶体管的电流放大率三者之积。

  图1  光敏三极管的等效电路

光敏三极管的结构及外形

最普遍的外形如图2 所示。罐形封闭(Can seal)之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。

罐封闭型(玻璃窗口)           罐封闭型(玻璃透镜)

树脂封入型(平导线透型)          树脂封入型(单端窗)

              图2 光敏三极管的外形

光敏三极管的种类
由外观上如图2所示，可以区分为罐封闭型与树脂封入型，而各型又可分别分为附有透镜之型式及单纯附有窗口之型式。就半导体晶方
言之，材料有硅(Si)与锗(Ge)，大部份为硅。在晶方构造方面，可分为普通晶体管型与达林顿晶体管型。再从用途加以分类时，可以分为以交换动作为目的之光敏三极管与需要直线性之光敏三极管，但光敏三极管的主流为交换组件，需要直线性时，通常使用光二极管。

光敏三极管的选用

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。

光电三极管型号及参数

部分国产光敏三极管参数：

型号	参数	允许功耗  mW	最高工作电压 UCEM/V	暗电流 ID/μA	光电流 mA	峰值响应波长 μm
			测试条件
			ICE=ID	UCE=UCEM	1000IX UCE=10V
3DU11		70	≥10	≤0.3	0.5 ~ 1	0.88
3DU12		50	≥30
3DU13		100	≥50
3DU14		100	≥100	≤0.2	0.5 ~ 1
3DU21		30	≥10	≤0.3	1 ~ 2
3DU22		50	≥30
3DU23		100	≥50
3DU31		70	≥10	≤0.3	≥2
3DU32		50	≥30
3DU33		100	≥50
3DU 51		30	≥10	≤0.2	≥0.5

光敏三极管的应用：

光电耦合器，固态继电器，光遮断器，反射型转速传感器等等。