Fotodiodo vs fototransistor: differenza e confronto

Punti chiave

1. I fotodiodi convertono la luce in corrente, i fototransistor convertono la luce in tensione.
2. I fotodiodi hanno maggiore velocità e precisione, i fototransistor sono più sensibili e amplificano i segnali.
3. I fotodiodi funzionano bene per i circuiti digitali, i fototransistor per i circuiti analogici.

Cos'è il fotodiodo?

Un fotodiodo è un dispositivo a semiconduttore che aiuta a generare corrente in risposta alla luce. L'applicazione principale di questo dispositivo a semiconduttore è utilizzata nella comunicazione ottica, nel rilevamento della luce, nel rilevamento della luce nei dispositivi elettronici, ecc. Il design di un fotodiodo è una combinazione di una giunzione pn. 

In un fotodiodo, quando la luce colpisce il materiale semiconduttore del diodo, genera coppie elettrone-lacuna nella regione di giunzione. Questo processo completo è noto come effetto fotovoltaico. 

La caratteristica fondamentale del fotodiodo è la sua capacità di mostrare un'elevata sensibilità alla luce. Sono conosciuti soprattutto per il loro tempo di risposta rapido e la buona suscettibilità al rumore. 

Cos'è il fototransistor?

Un fototransistor è un altro tipo di semiconduttore che aiuta a controllare la corrente in risposta alla luce. La funzione principale di questo dispositivo a semiconduttore è costituita da interruttori ottici, rilevamento della luce, comunicazione ottica, ecc. Il design del fototransistor è costituito da un transistor e un fotodiodo integrati.

Un fototransistor include un fotodiodo, una regione sensibile alla luce, ed è integrato in una giunzione base-collettore. Quindi, le coppie elettrone-lacuna vengono generate quando la luce colpisce il semiconduttore, che modula la corrente di base. I controlli della corrente di base producono un segnale amplificato.

La caratteristica principale del fototransistor è quella di amplificare i segnali elettrici generati dalla luce. Il tempo di risposta dei fototransistor è lento. 

Differenza tra fotodiodo e fototransistor

1. Un fotodiodo è un dispositivo che aiuta a generare corrente in risposta alla luce. Al contrario, un fototransistor è definito come un dispositivo che controlla la corrente in risposta alla luce.
2. La struttura di un fotodiodo è la combinazione di una giunzione pn, mentre la struttura di un fototransistor è costituita da un transistor e un fotodiodo integrati.
3. La funzione principale di un fotodiodo è convertire immediatamente l'energia luminosa in corrente elettrica. Allo stesso tempo, la funzione principale di un fototransistor è convertire direttamente l'energia luminosa in corrente elettrica ma con amplificazione.
4. La sensibilità del fotodiodo verso la luce è relativamente elevata, mentre la sensibilità del fototransistor verso la luce è moderata.
5. Il fotodiodo non amplifica la corrente, ma i fototransistor amplificano la corrente.
6. Il tempo di risposta di un fotodiodo è rapido mentre per un fototransistor è lento.
7. Considerando la complessità del circuito un fotodiodo ha un circuito semplice, mentre un fototransistor ha un circuito complesso.
8. Un fotodiodo viene utilizzato principalmente nella comunicazione ottica, nel rilevamento della luce, nel rilevamento della luce nei dispositivi elettronici, ecc. D'altra parte, il fototransistor viene utilizzato principalmente negli interruttori ottici, nel rilevamento della luce, nella comunicazione ottica, ecc.
9. Il consumo energetico di un fotodiodo è basso, mentre il consumo energetico di un fototransistor è elevato.
10. Il segnale di uscita di un fotodiodo è che la corrente è proporzionale all'intensità della luce incidente. Al contrario, questo fototransistor fornisce un segnale di uscita in cui la corrente è proporzionale all'intensità della luce incidente oltre all'amplificazione.

Confronto tra fotodiodo e fototransistor

Parametro di confronto	fotodiodo	Fototransistor
Definizione	Un dispositivo che aiuta a generare corrente in risposta alla luce	Un dispositivo che controlla la corrente in risposta alla luce
Structure	giunzione pn	Transistor e fotodiodo integrati
Funzionamento	Aiuta a convertire immediatamente l'energia luminosa in corrente elettrica	Aiuta a convertire immediatamente l'energia luminosa in corrente elettrica ma con amplificazione
Sensibilità verso la luce	Alta	Moderare
Amplificazione	Non	Amplifica la corrente
Tempo di risposta	Connessione	Rallentare
Complessità del circuito	Un'espansione	Complesso
Applicazioni	Comunicazione ottica, rilevamento della luce, rilevamento della luce nei dispositivi elettronici, ecc	Interruttori ottici, rilevamento della luce, comunicazione ottica, ecc
Consumo di energia	Basso	Alta
segnale di uscita	La corrente è proporzionale all'intensità della luce incidente	La corrente è proporzionale all'intensità della luce incidente oltre all'amplificazione

Riferimenti

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b06468
2. https://aapm.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/mp.14921

Ultimo aggiornamento: 23 agosto 2023