فتو ترانزیستور infrared  مادون قرمز  (نحوه عملکرد و کاربرد ؛ تِست) مهندسی برق _ الکترونیک

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )

نکته مهم :  در حالی که دیودهای نوری بسیاری از نیازها را رفع می کنند، ولی فتو-ترانزیستورها هم برای برخی از کاربردها بسیار مناسب هستند. این قطعات دارای بهره ی بالایی بوده و قیمت انواع استاندارد آن پائین است. این فتو-ترانزیستورها می توانند در بسیاری از کاربردها استفاده شوند.

اگرچه ترانزیستورهای عادی هم هنگامی که در معرض نور قرار گیرند، اثراتی ناشی از حساسیت به نور از خود نشان می دهند؛ ولی ساختار فتو-ترانزیستورها به طور خاص برای کاربردهای نوری بهینه شده اند. فتو-ترانزیستورها بیس بزرگتری دارند و ناحیه ی کلکتور شبیه به ترانزیستورهای عادی است. به طور کلی اسن قطعات با استفاده از انتشار و القای یون ساخته شده اند.

ساختمان فتو ترانزیستور ها 


برای ساختارهای متجانس (homo-structure) که در آن از ماده ی یکسانی درون قطعه استفاده می شود، میزان بهره از حدود 50 تا چند صد می باشد. برای قطعاتی با ساختار چند لایه بهره می تواند تا ده هزار هم بالا برود. با وجود این که ساختارهای چند لایه دارای بهره ی بالایی هستند ولی به طور وسیع استفاده نمی شوند زیرا هزینه ی ساخت این قطعات زیاد است. مزیت دیگر فتو-ترانزیستورها در مقایسه با فتو-دیودهای بهمنی که آن ها نیز دارای بهره می باشند، این است که فتو-ترانزیستورها دارای نویز بسیار کمتری هستند.

یکی از معایب اصلی فتو-ترانزیستورها این است که دارای پاسخ فرکانسی خوبی در فرکانس های بالا نیستند. این مسئله ناشی از ظرفیت خازنی بالا در پیوند بیس-کلکتور است. این پیوند نسبتا بزرگ طراحی شده تا بتواند به میزان کافی نور جذب کند. برای یک قطعه با ساختار متجانس (homo-structure) در حالت معمول پهنای باند می تواند در حدود 250 کیلوهرتز محدود باشد. در قطعات با ساختار چند لایه حد بالایی فرکانس بیشتر است و برخی از آن ها می توانند در فرکانس هایی حدود 1 گیگا هرتز نیز عمل کنند.

ویژگی های فتو-ترانزیستور در شدت نورهای مختلف بسیار شبیه به ویژگی های ترانزیستورهای دو قطبی معمولی است، با این تفاوت که به جای مقادیر مختلف جریان بیس در این حالت میزان های مختلفی از شدت نور مطرح می شود.

حتی زمانی که هیچ نوری به فتو-ترانزیستور نتابد باز هم میزان کمی جریان در آن وجود دارد که به آن جریان تاریکی گفته می شود و نشان دهنده ی این است که تعداد کمی از حامل ها به امیتر وارد شده اند.

نحوه تست فتو ترانزیستورها

فتو ترانزیستور ها قطعاتی هستند که در اثر تابش نور مقاومت (دینامیکی) کم می کنند. این قطعه سه پایه می باشند. و در اثر تابش نور هیچ ولتاژی تولید نمی کنند. اما زمانی از پایه بیس استفاده می شود که بخواهیم شدت نور وارده را کنترل کنیم، اگر نه به همان صورت دو پایه بیس آزاد استفاده می شود.دو پایه این قطعه (امیتر و کولکتور) را با اهمتر بصورت موازی ببندید، با تابش نور باید مقاومت آن کم شود.

  • پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )