Фотодиод против фототранзистора: разница и сравнение

Основные выводы

1. Фотодиоды преобразуют свет в ток, фототранзисторы преобразуют свет в напряжение.
2. Фотодиоды обладают большей скоростью и точностью, фототранзисторы более чувствительны и усиливают сигналы.
3. Фотодиоды хорошо подходят для цифровых схем, фототранзисторы — для аналоговых схем.

Что такое фотодиод?

Фотодиод — это полупроводниковое устройство, которое помогает генерировать ток в ответ на свет. Основное применение этого полупроводникового устройства - оптическая связь, обнаружение света, светочувствление в электронных устройствах и т. д. Конструкция фотодиода представляет собой комбинацию pn-перехода. 

В фотодиоде, когда свет падает на полупроводниковый материал диода, он генерирует электронно-дырочные пары в области перехода. Этот полный процесс известен как фотоэлектрический эффект. 

Ключевой особенностью фотодиода является его способность проявлять высокую чувствительность к свету. Они наиболее известны своим быстрым временем отклика и хорошей восприимчивостью к шуму. 

Что такое фототранзистор?

Фототранзистор — это еще один тип полупроводника, который помогает управлять током в ответ на свет. Основная функция этого полупроводникового устройства — оптические переключатели, светоизмерение, оптическая связь и т. д. Конструкция фототранзистора состоит из встроенного транзистора и фотодиода.

Фототранзистор включает в себя фотодиод, светочувствительную область, и интегрирован в переход база-коллектор. Итак, электронно-дырочные пары генерируются, когда свет попадает на полупроводник, который модулирует ток базы. Элементы управления базовым током приводят к усилению сигнала.

Ключевой особенностью фототранзистора является усиление электрических сигналов, генерируемых светом. Время отклика фототранзисторов медленное. 

Разница между фотодиодом и фототранзистором

1. Фотодиод — это устройство, которое помогает генерировать ток в ответ на свет. Напротив, с другой стороны, фототранзистор определяется как устройство, которое управляет током в ответ на свет.
2. Структура фотодиода представляет собой комбинацию pn-перехода, тогда как структура фототранзистора состоит из интегрированного транзистора и фотодиода.
3. Основная функция фотодиода — прямое преобразование световой энергии в электрический ток. В то же время основной функцией фототранзистора является непосредственное преобразование световой энергии в электрический ток, но с усилением.
4. Чувствительность фотодиода к свету относительно высока, тогда как чувствительность фототранзистора к свету умеренная.
5. Фотодиод не усиливает ток, но фототранзисторы его усиливают.
6. Время отклика фотодиода быстрое, а фототранзистора — медленное.
7. Учитывая сложность схемы, фотодиод имеет простую схему, а фототранзистор — сложную схему.
8. Фотодиод в основном используется в оптической связи, обнаружении света, чувствительности к свету в электронных устройствах и т. д. С другой стороны, фототранзистор в основном используется в оптических переключателях, датчиках света, оптической связи и т. д.
9. Потребляемая мощность фотодиода низкая, тогда как потребляемая мощность фототранзистора высокая.
10. Выходной сигнал фотодиода состоит в том, что ток пропорционален интенсивности падающего света. Напротив, этот фототранзистор выдает выходной сигнал, ток которого пропорционален интенсивности падающего света в дополнение к усилению.

Сравнение фотодиода и фототранзистора

Параметр сравнения	фотодиод	Фототранзистор
Определение	Устройство, которое помогает генерировать ток в ответ на свет	Устройство, которое контролирует ток в ответ на свет
Структура	р-n переход	Встроенный транзистор и фотодиод
Эксплуатация	Это помогает мгновенно преобразовать световую энергию в электрический ток.	Это помогает сразу преобразовать световую энергию в электрический ток, но с усилением.
Чувствительность к свету	High	Умеренная
Усиление	Не	Усилить ток
Время отклика	Быстрый	Замедлять
Сложность схемы	просто	Комплекс
Применение	Оптическая связь, обнаружение света, обнаружение света в электронных устройствах и т. д.	Оптические переключатели, датчики света, оптическая связь и т. д.
потребляемая мощность	Низкий	High
Выходной сигнал	Ток пропорционален интенсивности падающего света.	Ток пропорционален интенсивности падающего света в дополнение к усилению.

Рекомендации

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

Последнее обновление: 23 августа 2023 г.