실험 2 : 광 트랜지스터 (Photo Transistor)

【 이론 】

pn 접합부에 빛을 쪼이면 빛 에너지에 의하여 생긴 전자와 정공이 외부회로로 출력된다. 입사광에 의해 전자와 정공이 생기면 역전류가 증가하며, 입사광에 대응하는 출력전류가 얻어지고, 이것을 광전류라 한다.

Photo Transistor는 pn 접합의 2극 소자인 것과, npn 접합의 3극 소자인 것이 있는데, 최근의 Photo Transistor는 증폭 작용이 있는 npn 접합이 주로 사용되고 있다. 또 Photo Transistor에는 실리콘과 게르마늄이 있으나, 감도, 안정성 등의 점에서 실리콘 Photo Transistor가 많이 쓰인다.

그림 18-7에 npn 실리콘 Photo Transistor의 구조를 보였다. 보통의 Transistor인 경우에는 베이스 전극이 필요하지만 Photo Transistor인 경우에는 빛이 베이스 전류를 대신하기 때문에 전극이 없는 것이 많다.

Photo Transistor의 수광감도는 파장이 약 8000Å 근처일때 가장 좋은 효율을 갖기 때문에 GaAs발광 다이오드, 또는 텅스텐 램프가 가장 효율 좋은 빛 에너지의 변환을 수행한다. 또, 응답성도 좋아 고속 스위칭 등에 많이 사용된다. 응답특성은 그림 18-8과 같으며 Photo Transistor의 특징은 아래와 같다.

(1) 광 출력 전류가 매우 크다.

(2) 소형이고 취급하기 쉽다.

(3) 경년 변화가 거의 없고, 내구성, 신호성이 좋다.

(4) 암전류가 극히 적고 안정되어 있다.

Photo Transistor는 다음과 같은 분야에 응용가능하다.

(1) 카드 테이프 리더

(2) 광전 패턴 인식

(3) 광전식 카운터

(4) 적외선 디렉터

(5) 광전식 자동 제어 장치