光電三極管

光電三極管也稱光敏三極管，它的電流受外部光照控制，是一種半導體光電器件。光電三極管是一種相當於在三極管的基極和集電極之間接入一隻光電二極管的三極管，光電二極管的電流相當於三極管的基極電流。因為具有電流放大作用，光電三極管比光電二極管靈敏得多，在集電極可以輸出很大的光電流。

光電三極管有塑封、金屬封裝(頂部為玻璃鏡窗口)、陶瓷、樹脂等多種封裝結構，引腳分為兩腳和三腳型。一般兩個管腳的光電三極管，管腳分別為集電極和發射極，而光窗口則為基極。

在無光照射時，光電三極管處於截止狀態，無電信號輸出。當光信號照射光電三極管的基極時，光電三極管導通，首先通過光電二極管實現光電轉換，再經由三極管實現光電流的放大，從發射極或集電極輸出放大後的電信號。 ^[1] 

光電三極管的基本結構和普通三極管一樣，有兩個PN結。圖1為NPN型，b-c結為受光結，吸收入射光，基區面積較大，發射區面積較小。、當光入射到基極表面，產生光生電子-空穴對，會在b-c結電場作用下，電子向集電極漂移，而空穴移向基極，致使基極電位升高，在c、e間外加電壓作用下(c為+、e為-)大量電子由發射極注入，除少數在基極與空穴複合外，大量通過極薄的基極被集電極收集，成為輸出光電流。

(1)電阻測量法(指針式萬用表1kΩ擋)。黑表筆接c極，紅表筆接e極，無光照時指針微動(接近∞)，隨着光照的增強電阻變小，光線較強時其阻值可降到幾kΩ～1kΩ以下。再將黑表筆接e極，紅表筆接c極，有無光照指針均為∞(或微動)，這管子就是好的。

(2)測電流法。工作電壓5V，電流表串接在電路中，c極接正，e極接負。無光照時小於0.3μA；光照增加時電流增加，可達2～5mA。

若用數字式萬用表20kΩ擋測試，紅表筆接c極，黑表筆接e極，完全黑暗時顯示1，光線增強時阻值隨之降低，最小可達1kΩ左右。

光電三極管的光電特性是指在正常偏壓下的集電極的電流與入射光照度之間的關係，如圖2所示。呈現出非線

性。這是由於光電三極管中的晶體管的電流放大倍數口不是常數的緣故，β隨着光電流的增大而增大。由於光電三極管有電流放大作用，它的靈敏度比光電二極管高，輸出電流也比光電二極管大，多為毫安級(mA)。

光電三極管與一般光電二極管不同，光電三極管必須在有偏壓，且要保證光電三極管的發射結處於正向偏置，而集電極結處於反向偏壓才能工作。伏安特性曲線如3所示。入射到光電三極管的照度不同其伏安特性曲線稍有不同，但隨着電壓升高，輸出電流均逐漸達到飽和。

由硅光電三極管受温度的影響比硅光電二極管大得多。很顯然這是由於光電三極管有放大作用。另外也可看出，隨着温度升高，暗電流增加很快，使輸出信噪比變差，不利於弱光的檢測。在進行光信號檢測時，應考慮到温度對光電器件輸出的影響，必要時還需要採取適當的恆温或温度補償措施。

影響光電三極管頻率響應的因素除與光電二極管相同外，還受基區渡越時間和發射結電容、輸出電路的負載電阻的限制，因此頻率特性比光電二極管差。 ^[2] 

由外觀上，可以區分為罐封閉型和樹脂封入型，而各型又可分別分為附有透鏡之型式及單純附有窗口之型式。就半導體晶方言之，材料有硅(Si)和鍺(Ge)，大部份為硅。在晶方構造方面，可分為普通晶體管型和達林頓晶體管型，再從用途加以分類時，可以分為以交換動作為目的的光敏三極管和需要直線性的 光敏三極管，但光敏三極管的主流為交換組件，需要直線性時，通常使用光二極管。

在實際選用光敏三極管時，應注意按參數要求選擇管型，如要求靈敏度高，可選用達林頓型光敏三極管；如要求響應時間快，對温度敏感性小，就不選用光敏三極管而選用光敏二極管。探測暗光一定要選擇暗電流小的管子，同時可考慮有基極引出線的光敏三極管，通過偏置取得合適的工作點，提高光電流的放大係數，例如，探測10^-3勒克斯的弱光，光敏三極管的暗電流必須小於0.1nA。