Фотодіод проти фототранзистора: різниця та порівняння

Ключові винесення

1. Фотодіоди перетворюють світло в струм, фототранзистори перетворюють світло в напругу.
2. Фотодіоди мають більшу швидкість і точність, фототранзистори більш чутливі і підсилюють сигнали.
3. Фотодіоди добре працюють для цифрових схем, фототранзистори для аналогових схем.

Що таке фотодіод?

Фотодіод — це напівпровідниковий пристрій, який допомагає генерувати струм у відповідь на світло. Основним застосуванням цього напівпровідникового пристрою є оптичний зв’язок, виявлення світла, вимірювання світла в електронних пристроях тощо. Конструкція фотодіода являє собою комбінацію pn-переходу. 

У фотодіоді, коли світло потрапляє на напівпровідниковий матеріал діода, він генерує електронно-діркові пари в області з’єднання. Цей повний процес відомий як фотоелектричний ефект. 

Ключовою особливістю фотодіода є його здатність виявляти високу чутливість до світла. Вони найбільш відомі своїм швидким часом відгуку та хорошою сприйнятливістю до шуму. 

Що таке фототранзистор?

Фототранзистор — це інший тип напівпровідника, який допомагає контролювати струм у відповідь на світло. Основною функцією цього напівпровідникового пристрою є оптичні перемикачі, датчики світла, оптичний зв’язок тощо. Конструкція фототранзистора складається з вбудованого транзистора та фотодіода.

Фототранзистор містить фотодіод, світлочутливу область і інтегрований у перехід база-колектор. Отже, електронно-діркові пари утворюються, коли світло потрапляє на напівпровідник, який модулює базовий струм. Контроль базового струму призводить до посилення сигналу.

Ключовою особливістю фототранзистора є посилення генерованих світлом електричних сигналів. Час відгуку фототранзисторів повільний. 

Різниця між фотодіодом і фототранзистором

1. Фотодіод - це пристрій, який допомагає генерувати струм у відповідь на світло. Навпаки, з іншого боку, фототранзистор визначається як пристрій, який контролює струм у відповідь на світло.
2. Структура фотодіода - це комбінація pn-переходу, тоді як, з іншого боку, структура фототранзистора складається з інтегрованого транзистора та фотодіода.
3. Основною функцією фотодіода є перетворення світлової енергії в електричний струм. У той же час основна функція фототранзистора полягає в тому, щоб перетворювати світлову енергію відразу в електричний струм, але з посиленням.
4. Чутливість фотодіода до світла відносно висока, а чутливість фототранзистора до світла помірна.
5. Фотодіод не підсилює струм, але фототранзистори підсилюють струм.
6. Час відгуку фотодіода швидкий, а для фототранзистора час відгуку повільний.
7. Враховуючи складність схеми, фотодіод має просту схему, тоді як фототранзистор має складну схему.
8. Фотодіод в основному використовується в оптичному зв’язку, виявленні світла, вимірюванні світла в електронних пристроях тощо. З іншого боку, фототранзистор в основному використовується в оптичних перемикачах, датчиках світла, оптичному зв’язку тощо.
9. Енергоспоживання фотодіода мало, а фототранзистора – високе.
10. Вихідний сигнал фотодіода полягає в тому, що струм пропорційний інтенсивності падаючого світла. Навпаки, цей фототранзистор дає вихідний сигнал, що струм пропорційний інтенсивності падаючого світла на додаток до посилення.

Порівняння між фотодіодом і фототранзистором

Параметр порівняння	фотодіод	Фототранзистор
Визначення	Пристрій, який допомагає генерувати струм у відповідь на світло	Пристрій, який контролює струм у відповідь на світло
структура	pn перехід	Інтегрований транзистор і фотодіод
операція	Це допомагає перетворювати світлову енергію в електричний струм	Це допомагає перетворювати світлову енергію відразу в електричний струм, але з посиленням
Чутливість до світла	Високий	Помірна
Посилення	Чи не	Підсилюйте струм
Час реакції	Fast	Сповільнювати
Складність схеми	простий	Комплекс
додаток	Оптичний зв'язок, виявлення світла, вимірювання світла в електронних пристроях тощо	Оптичні перемикачі, датчики світла, оптичний зв'язок тощо
Споживання енергії	низький	Високий
Вихідний сигнал	Струм пропорційний інтенсивності падаючого світла	Струм пропорційний інтенсивності падаючого світла на додаток до посилення

посилання

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

Останнє оновлення: 23 серпня 2023 р