Cos'è un fototransistor?

Un fototransistor è un transistor a giunzione bipolare (BJT) sensibile alla luce in cui la regione di base è esposta alla luce incidente. Funziona come rivelatore di luce con guadagno di corrente integrato, producendo una corrente di collettore proporzionale all'intensità luminosa.

Come funziona

1. Assorbimento fotoni: La luce che colpisce la giunzione base-collettore genera coppie elettrone-lacca.
2. Generazione corrente di base: Questi portatori agiscono come corrente di base (I_B), anche se il terminale di base può essere lasciato flottante o leggermente polarizzato.
3. Amplificazione corrente: Il transistor amplifica questa corrente foto per il suo guadagno di corrente (β o h_FE), producendo una corrente di collettore I_C ≈ β × I_photo. I guadagni tipici vanno da 100 a 1.500.

Caratteristiche chiave

• Alta sensibilità: Rileva bassi livelli di luce (range lux) meglio dei fotodiodi senza amplificazione esterna.
• Risposta veloce: Tempi di salita/discesa tipicamente 2–10 µs (più lenti dei fotodiodi a causa della capacità di base e del guadagno).
• Bassa potenza: Opera a livello di milliwatt.
• Pacchetti compatti: Opzioni passante (TO-18, TO-92) e montaggio superficiale (SOT-23, 0603).

Configurazioni comuni

• NPN / PNP: Scelte di polarità standard.
• Due fili (Emettitore-Collettore): Base internamente flottante; uso più semplice.
• Tre fili: Base accessibile per controllo di bias, regolazione guadagno o ottimizzazione velocità.
• Fototransistor Darlington: Guadagno a due stadi per sensibilità ultra-alta (guadagno >10.000), velocità più lenta.

Applicazioni tipiche

• Interruttori/Interruttori ottici: Rilevamento oggetti, dischi encoder, finecorsa.
• Ricevitori IR telecomandi: Elettronica di consumo (spesso con filtro/demodulatore integrato).
• Rilevatori fumo: Rilevamento luce diffusa in allarmi fotoelettrici.
• Sensori industriali: Rilevamento posizione, encoder rotativi, tende di luce di sicurezza.
• Optocoppiatori/Isolatori: Lato ingresso di barriere di isolamento (accoppiato con LED IR).

Fototransistor vs Fotodiodo

I fototransistor offrono corrente di uscita più alta (guadagno) ma velocità più lenta e corrente oscura più alta rispetto ai fotodiodi. Scegli fototransistor per semplice rilevamento luce a basso numero di componenti; scegli fotodiodi (specialmente con amplificatori transimpedenza) per comunicazioni ad alta velocità o fotometria di precisione.