Фототранзисторы со структурой п-р-п или р-п-р и одновременно с преобразованием световой энергии в электрическую позволяют усилить фототок. У фототраизнсторов п-р-п один из п -слоев имеет меньшую площадь, чем два других слоя, а толщина р-слоя очень малая, что позволяет световому потоку проникать ко второму р- п -переходу.
При подключении фототранзистора к внешнему источнику электрической энергии его напряжение распределяется между переходами и нагрузкой. Большая часть падения напряжения приходится на коллекторный переход. При этом открывается эмиттерный и закрывается коллекторный переходы, в приборе возникают весьма небольшие темновые токи эмиттера и коллектора. Если освещается база, то под действием энергии света появляются электроны и дырки. Электроны переходят в коллекторную область и создают в коллекторной цепи, как в фотодиоде, фототок Iф коллектора. Одновременно увеличение концентрации дырок в базе приводит к снижению потенциального барьера в эмиттерном переходе и увеличению потока электронов из эмиттерной в коллекторную область. Вследствие этого возрастает в g раз коллекторный ток, как в обычном усилительном транзисторе. Суммарный ток в коллекторной цепи составит I = Iф (1 + Р), здесь р — коэффициент передачи тока. За счет снижения потенциального барьера эмиттерного перехода повышается интегральная чувствительность фототранзистора.
Если прибор снабдить базовым выводом, то, кроме светового сигнала, управление током будет дополнительно осуществляться электрическим сигналом, подводимым к входу фототранзистора. В таких приборах со световым и электрическим входом возможно суммирование светового и электрического сигналов, таким образом диапазон управления током внешней цепи расширяется. Электрический вход может быть использован для подачи напряжения смещения на базу и выбора оптимального рабочего режима. Обычно включение фототранзистору без использования базового вывода предпочтительно при большой интенсивности светового сигнала.
Вольтамперные характеристики фототранзисторов типа п-р-п отличаются от аналогичных характеристик фотодиода значительно большей величиной коллекторного тока при положительном напряжении внешнего источника на коллекторе вследствие отпирания эмиттерного перехода. При подаче на коллектор отрицательного напряжения фототранзистор вообще не работает.
Фототранзисторы применяют в вычислительной и измерительной технике, в устройствах автоматики.
Фототиристоры имеют четырехслойную структуру и в отличие от обычных тиристоров отличаются отсутствием управляющего электрода и наличием фотоокна с собирательной линзой, смонтированной в герметическом корпусе. Они применяются в различных электротехнических и оптоэлектрониых устройствах общепромышленного назначения. Фототиристоры, например, ТФ-10 и ТФ-100 имеют максимальную спектральную чувствительность 0,95 мкм, световую мощность управления 0,015—0,1 Вт/см2 и напряжение переключения 1000 (ТФ-10) и 2000 В (ТФ-100).
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ.
Физические основы полупроводников.