新手科普 光敏晶体管原理简要分析总结

扎实掌握晶体管原理知识，对于刚刚开始学习电子电路设计的新人工程师来说是非常重要的。光敏晶体管作为一种非常常见的电子元件，其晶体管原理知识与我们之前为大家所科普的MOS管以及三极管都不太一样，在今天的文章中，我们将会为各位新人工程师们科普一下光敏晶体管原理知识，大家一起来看看吧。

就光敏晶体管的结构来看，其实这种晶体管的结构形式与普通的半导体三极管一样，都是采用半导体制作工艺制成的具有NPN或PNP结构的半导体管。它在结构上与半导体三极管相似，它的引出电极通常只有两个，但依据型号的划分来看，目前市面上也有具备三个电极的光敏三极管。这种三极管的结构如下图图1所示。

从图1中我们可以看到，为了能够更好的适应光电转换的要求，光敏晶体管的基区面积做得比较大，而发射区面积做得较小，入射光主要被基区吸收。和光敏二极管一样，管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内，当光照射时，光线通过透镜集中照射在芯片上。

图1 光敏晶体管芯片结构示意图

接下来我们来看一下，这种光敏晶体管原理是怎样的。我们将这种具有两个电极的光敏三极管接在图所示的电路中，将光敏三极管的集电极接正电位，其发射极接负电位。当无光照射时，流过光敏三极管的电流，就是正常情况下光敏三极管集电极与发射极之间的穿透电流Iceo它也是光敏三极管的暗电流，其大小可通过该公式计算为：Iceo=（1+hFE）I。在该公式中，Icbo为集电极与基极间的饱和电流，参数hFE为共发射极直流放大系数。

图2 光敏晶体管电路图

在上图所展示的这种光敏晶体管电路图中，当有光照射在基区时，将会激发产生的电子--空穴对增加了少数载流子的浓度，使光敏晶体管集电结反向饱和电流大大增加，这就是光敏三极管集电结的光生电流。该电流注入发射结进行放大，成为光敏三极管集电极与发射极间电流，它就是光敏晶体管的光电流。可以看出，光敏晶体管原理就是利用普通半导体三极管的放大作用，将光敏二极管的光电流放大了（I+hFE）倍。所以，光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度。