Ensayo seminario de investigacion

FOTOTRANSISTORES
Los fototransistores combinan en un mismo dispositivo la detección de luz y la ganancia. Su construcción es similar a la de los transistores convencionales, excepto que la superficie superior se expone a la luz a través de una ventana o lente como se muestra en la Figura 27.

(a)

(b)

(c) Figura 27. Fototransistor (a) Símbolo. (b) Circuito equivalente. (c) Corte. Losfotones incidentes generan pares electrón-hueco en la proximidad de la gran unión CB. Las tensiones de polarización inversa de la unión CB, llevan los huecos a la superficie de la base y los electrones al colector. La unión BE polarizada directamente, hace que los huecos circulen de base a emisor mientras que los electrones fluyen del emisor a la base. En este punto la acción convencional deltransistor se lleva a cabo con los electrones inyectados del emisor cruzando la pequeña región de la base y alcanzando el colector que es más positivo. Este flujo de electrones constituye una corriente de colector inducida por la luz. Los pares electrón-hueco fotoinducidos contribuyen a la corriente de base y si el fototransistor se conecta en configuración de emisor común, la corriente de base inducidapor la luz, aparece como corriente de colector multiplicada por β ó hfe. La Figura 28 muestra los datos de un fototransistor típico. La sensibilidad de radiación colector a emisor (SRCEO) de la Fig.28, se define como la corriente de salida de colector por unidad de irradiancía incidente con la base abierta. La correspondiente sensibilidad SRCBO se refiere a la corriente de la base por unidad deirradiancia incidente con el emisor abierto. Así pues, SRCBO se refiere a la pequeña corriente de base generada por los fotones y SRCEO incluye el factor multiplicador β del fototransistor. β puede calcularse de; S RCEO 1mA =β = S RCBO 2 µA

(mW )(cm 2 ) = 500 (mW )(cm 2 )

para el transistor de la Fig. 28. De la definición de SROEO, se observará que: Ic = SRSEO (densidad de flujo)

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Figura 28. Hoja de datos de un Fototransistor. Puede pensarse que la combinación de detección de luz y la función de amplificación en un solo dispositivo, es ya el sensor perfecto, pero esto no es cierto en muchas aplicaciones. Primero, es importante tener en cuenta que en el fototransistor la corriente oscura (ICBO) también se multiplica por β, como la fotocorriente de base.Una buena prueba de este hecho es una comparación de la irradiancia cuando Iluz = Ioscura para varios fotodetectores. La respuesta en frecuencia de los fototransistores es menor que la de 1a combinación fotodiodo-amplificador. Esto es debido a la gran capacidad base-colector del fototransistor que toma una carga elevada que sólo puede descargarse por la corriente oscura, relativamente baja (Figura5-22(d). Las Figuras 29 y 30, muestran que la región de funcionamiento lineal del fototransistor es varios órdenes de magnitud menor que en los fotodiodos. El problema de la linealidad y muchas otras limitaciones del fototransistor, se deben a la variación de β con el nivel de corriente y la temperatura.

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Figura 29. ICB en función de la radiación. A la vista delas desventajas mencionadas del fototransistor, su uso se restringe generalmente a aplicaciones ON-OFF, en que su ganancia propia puede eliminar la necesidad de amplificación posterior. De hecho, el mayor mercado para el fototransistor es para las aplicaciones de mayor velocidad donde es mejor fotoconductores de una pieza y más ganancia que un fotodiodo, con lo cual se elimina la necesidad de unaamplificación posterior

Figura 30. IB en función de la radiación.

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Figura 31. Interruptor simple con fototransistor. La Figura 31 muestra un fototransistor en su aplicación más general, que es un interruptor sensible a la luz. En estas aplicaciones, el terminal de la base no está conectado y de hecho muchos fototransistores no cuentan con terminal de base. El...