光電晶體管（phototransistor）是一種光敏元件，其結(jié)構(gòu)符號(hào)為“q”，工作原理是通過(guò)光電效應(yīng)來(lái)增強(qiáng)晶體管的驅(qū)動(dòng)電流，從而實(shí)現(xiàn)電路信號(hào)的放大。下面對(duì)光電晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和舉例進(jìn)行詳細(xì)介紹。
一、光電晶體管的結(jié)構(gòu)
光電晶體管的結(jié)構(gòu)與普通的晶體管類似，分為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。不同的是，光電晶體管在發(fā)射區(qū)域加入了半導(dǎo)體薄膜或半導(dǎo)體多晶片。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得光線照射到器件上時(shí)，產(chǎn)生的光電效應(yīng)可以改變發(fā)射區(qū)載流子濃度，從而調(diào)節(jié)基區(qū)電流。其結(jié)構(gòu)符號(hào)為“q”，與普通晶體管的符號(hào)相同。
二、光電晶體管的工作原理
光電晶體管的工作原理基于光電效應(yīng)，當(dāng)光照射到發(fā)射區(qū)域時(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電子空穴對(duì)。這些電子和空穴通過(guò)半導(dǎo)體內(nèi)部移動(dòng)形成光生載流子，從而形成電流。這個(gè)電流進(jìn)一步影響晶體管的基區(qū)電流，從而調(diào)節(jié)晶體管的放大倍數(shù)或者導(dǎo)通程度。
三、舉例說(shuō)明
在直流電源，穩(wěn)壓電路或音響放大器等電子電路中，為了防止電源噪聲對(duì)電路的干擾，可以使用光電隔離器將兩個(gè)電路隔離。光電隔離器通常使用光電晶體管作為光敏接收器件。例如，當(dāng)音頻放大器輸出聲音時(shí)，可以將光電晶體管置于揚(yáng)聲器的聲波域，這樣光電晶體管會(huì)受到聲音的刺激而產(chǎn)生電流，從而將這個(gè)信號(hào)送到另一個(gè)電路中。這樣通過(guò)光電隔離實(shí)現(xiàn)電路之間的隔離，可以提高電路的抗干擾能力。
另一種典型的用法是，將光電晶體管置于光控開關(guān)電路中。在這種電路中，當(dāng)光線照射到光電晶體管上時(shí)，收到的電信號(hào)可以控制一個(gè)繼電器開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)電路的自動(dòng)控制。這種電路在應(yīng)用于路燈，電梯等需要自動(dòng)開啟和關(guān)閉的電器，效果非常顯著。
以上兩個(gè)例子，都是光電晶體管作為光敏元件，利用光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)工作的過(guò)程。因?yàn)楣怆娋w管的響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度較高、光譜響應(yīng)范圍較寬，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中發(fā)揮著非常重要的作用。