フォトダイオードとフォトトランジスタ: 違いと比較

主要な取り組み

1. フォトダイオードは光を電流に変換し、フォトトランジスタは光を電圧に変換します。
2. フォトダイオードは速度と精度が高く、フォトトランジスタは感度が高く、信号を増幅します。
3. フォトダイオードはデジタル回路に適しており、フォトトランジスタはアナログ回路に適しています。

フォトダイオードとは

フォトダイオードは、光に反応して電流を生成するのに役立つ半導体デバイスです。 この半導体デバイスの主な用途は、電子機器における光通信、光検出、光感知などに使用されます。フォトダイオードの設計は、pn 接合の組み合わせです。 

フォトダイオードでは、光がダイオードの半導体材料に当たると、接合領域に電子と正孔のペアが生成されます。 この完全なプロセスは、光起電力効果として知られています。 

フォトダイオードの主な特徴は、光に対して高い感度を示す能力です。 これらは、応答時間が速く、ノイズ耐性が優れていることで最もよく知られています。 

フォトトランジスタとは何ですか?

フォトトランジスタは、光に応じて電流を制御するのに役立つ別のタイプの半導体です。 この半導体デバイスの主な機能は、光スイッチ、光感知、光通信などです。フォトトランジスタの設計は、集積トランジスタとフォトダイオードで構成されています。

フォトトランジスタにはフォトダイオードと感光領域が含まれており、ベースとコレクタの接合に組み込まれています。 したがって、光が半導体に当たると電子正孔対が生成され、ベース電流が変調されます。 ベース電流制御により信号が増幅されます。

フォトトランジスタの主な機能は、光によって生成された電気信号を増幅することです。 フォトトランジスタの応答時間は遅いです。 

フォトダイオードとフォトトランジスタの違い

1. フォトダイオードは、光に反応して電流を生成するのに役立つデバイスです。 対照的に、フォトトランジスタは、光に応じて電流を制御するデバイスとして定義されます。
2. フォトダイオードの構造はpn接合を組み合わせたものですが、フォトトランジスタの構造はトランジスタとフォトダイオードが一体化されたものです。
3. フォトダイオードの主な機能は、光エネルギーを電流に直接変換することです。 同時に、フォトトランジスタの主な機能は、光エネルギーを増幅しながら電流に直接変換することです。
4. フォトダイオードの光に対する感度は比較的高く、フォトトランジスタの光に対する感度は中程度です。
5. フォトダイオードは電流を増幅しませんが、フォトトランジスタは電流を増幅します。
6. フォトダイオードの応答時間は速いですが、フォトトランジスタの応答時間は遅くなります。
7. 回路の複雑さを考慮する フォトダイオードの回路は単純ですが、フォトトランジスタの回路は複雑です。
8. フォトダイオードは主に電子機器の光通信、光検出、光センシングなどに使用されます。一方、フォトトランジスタは主に光スイッチ、光センシング、光通信などに使用されます。
9. フォトダイオードの消費電力は低いですが、フォトトランジスタの消費電力は高くなります。
10. フォトダイオードの出力信号は、電流が入射光の強度に比例するというものです。 対照的に、このフォトトランジスタは、増幅に加えて、電流が入射光の強度に比例した出力信号を与えます。

フォトダイオードとフォトトランジスタの比較

比較パラメータ	フォトダイオード	フォトトランジスター
定義	光に反応して電流を生成するのに役立つデバイス	光に反応して電流を制御するデバイス
Structure	pn接合	トランジスタとフォトダイオードを統合
操作	光エネルギーを電流に直接変換するのに役立ちます。	光エネルギーを増幅しながら電流に直接変換するのに役立ちます。
光に対する過敏症	ハイ	適度な
増幅	しないでください	電流を増幅してください
反応時間	尊大	遅く
回路の複雑さ	簡単な拡張で	複雑な
申し込み	電子機器における光通信、光検出、光センシングなど	光スイッチ、光センシング、光通信など
消費電力	ロー	ハイ
出力信号	電流は入射光の強度に比例します	電流は増幅に加えて入射光の強度にも比例します

参考文献

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

最終更新日 : 23 年 2023 月 XNUMX 日