¿Qué es un Fototransistor?
Los fototransistores son dispositivos semiconductores basados en el transistor bipolar básico y están disponibles como transistores NPN o transistores PNP. Un fototransistor es, básicamente, lo mismo que un transistor común modificado para que pueda trabajar en fusión de la luz que lo incide.
Hay fototransistores de 2 y 3 patillas. Los que tienen 2 patillas no tienen la patilla que corresponde a la entrada de la corriente de base clásica (IB) del transistor común (modo común).
Los que tienen las tres patillas, son transistores que pueden aceptar simultáneamente una corriente base común y la iluminación de una fuente de luz. La fuente de luz genera internamente en el fototransistor una corriente IP (modo de iluminación)
También se pueden utilizar las dos en forma simultánea, aunque este componente se utiliza principalmente con la patita de la base (pin B) sin conectar (o sea IB = 0).
Entonces la corriente de base total es igual a corriente de base (modo común) + corriente de base (por iluminación): IBT = IB + IP.
By Paweł Wiesław Kaczorowski (Own work) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons
Cómo mejorar la Ganancia de un fototransistor
A veces es necesario incrementar la sensibilidad (ganancia) del fototransistor debido a la baja iluminación. Para esto, se puede incrementar la corriente de base (IB), con ayuda de polarización externa, igual como se hace con un transistor común.
Circuito equivalente de un fototransistor (fotodiodo + transistor)
En el gráfico inferior se puede ver el circuito equivalente. Se observa que está compuesto por un fotodiodo y un transistor. El fotodiodo conectado entre la base y el colector, con el cátodo del fotodiodo conectado al colector del transistor y el ánodo a la base. (ver el diagrama)
La corriente que entrega el fotodiodo circula hacia la base del transistor y se amplifica β veces obteniéndose la corriente del emisor que entrega el fototransistor. Esta corriente es la corriente colector-emisor del transistor. (IE)
El fototransistor es muy utilizado en aplicaciones donde la detección de iluminación es muy importante. Como el fotodiodo entrega poca cantidad de corriente, se conecta un transistor como se muestra en el diagrama anterior. De esta manera se obtiene un semiconductor con una superior capacidad de entrega de corriente.
Ventajas
- Tiene una ganancia relativamente alta y, por lo tanto, es relativamente sensible.
- Es un componente electrónico relativamente barato.
- Tiene una velocidad de respuesta razonable.
Desventajas
- Este dispositivo no puede manejar altos voltajes como lo hacen fototiristores y triacs.
- Se puede dañar si se usa en aplicaciones donde están expuestos a picos y sobretensiones de voltaje.
- No es tan rápido como otros componentes electrónicos sensibles a la luz como los fotodiodos.
Aplicaciones
- Detección de posición
- Detección de presencia
- Medición de intensidad de luz
- Detección de pulso óptico de alta velocidad.
Nota: β es la ganancia de corriente del fototransistor.
