فوتوترانزیستور (Phototransistor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
فوتوترانزیستور (Phototransistor) :
فوتوترانزیستور یک ترانزیستور نوری است که نور به عنوان سیگنال ورودی (بیس) آن عمل می کند. اساس کار شبیه فوتودیود است، اما با یک بهره (گین) داخلی. یک فوتوترانزیستور معمولا از نوع BJT (ترانزیستور پیوندی دوقطبی) است که در آن ناحیه بیس در معرض نور قرار دارد و کلکتور-امیتر بایاس می شود. نور به ناحیه بیس تابیده و جفت الکترون-حفره تولید می کند. این جریان نوری، جریان بیس ترانزیستور را تشکیل می دهد و توسط ترانزیستور تقویت می شود. بنابراین، جریان کلکتور حاصل، حاصلضرب جریان نوری در بهره جریان ترانزیستور (
\[ \beta \]یا
\[ h_{FE} \]) است. این بهره می تواند از چند ده تا چند هزار باشد.
به دلیل وجود بهره داخلی، فوتوترانزیستورها بسیار حساستر از فوتودیودهای ساده هستند و می توانند نورهای ضعیف تر را با خروجی بزرگتر تشخیص دهند. با این حال، سرعت پاسخ آنها به دلیل اثرات ذخیره بار (در ترانزیستور) کمتر از فوتودیودهای PIN است. همچنین، ناحیه خطی آنها محدودتر است و برای کاربردهای آنالوگ با دقت بالا کمتر مناسب هستند. فوتوترانزیستورها اغلب به عنوان کلیدهای نوری (تشخیص روشن/خاموش) به کار می روند.
ساختار: بیشتر فوتوترانزیستورها دوپایه (کلکتور و امیتر) هستند و بیس به صورت الکتریکی اتصال داده نشده است (یا از طریق یک مقاومت بسیار بالا به زمین متصل می شود). نور ورودی نقش بیس را ایفا می کند.
مزایا:
حساسیت نوری بالا (به دلیل بهره داخلی).
خروجی جریان قابل توجه (می تواند مستقیما رله یا مدارات TTL را راه اندازی کند).
هزینه پایین.
معایب:
سرعت پاسخ پایین تر نسبت به فوتودیودهای PIN.
پاسخ دهی غیرخطی و وابسته به بهره ترانزیستور.
ناحیه فعال (active area) معمولا کوچک است.
\[ I_C = \beta \cdot I_{ph} = \beta \cdot R(\lambda) \cdot P_{opt} \]کاربردها: اپتوکوپلرها (جداسازهای نوری)، سنسورهای مجاورتی نوری (تشخیص جسم)، اسکنر کاغذ در پرینترها، آشکارسازهای شعله ساده، و تجهیزات اتوماسیون صنعتی (تشخیص عبور قطعات).
