Phototransistor

Phototransistor:
Un phototransistor est un transistor bipolaire dont la base est accessible à la lumière. Cette base
est flottante, figure(8), sont courant est donc nul. Lorsqu'on la soumet à un rayonnement, le
courant de l’émetteur s’écrit :
,
collecteur-base et
est le courant
de saturation de la
jonction
est le photocourant créés par les photoporteur.
Le courant est ainsi multiplié par le facteur
qui n’est autre que le gain en émetteur commun du
transistor. La sensibilité du phototransistor est situé entre celle de la photodiode PIN et celle de la
photodiode à avalanche. Cependant ce dispositif admet des inconvénients tel que sa linéarité, sa
termosensibilité et surtout sa constante de temps qui très élevé( de l’ordre de 10-5 s).
Figure 8. Coupe transversal d’un phototransistor et circuit équivalent.
On trouve d’autres variantes du phototransistor comme le photoDarlington. C’est en fait un
Darlington rendu photosensible par exposition de la lumière d’une partie de sa structure. Cette
structure permet d’avoir un gain de l’ordre de 104 , supérieur à celui du phototransistor, mais les
même inconvénient subsistes.
Le photoTEC est une autre variante et qui est constitué par un phototransistor à effet de champ.
La lumière arrive sur la jonction grille canal du dispositif. Le courant d’origine photoélectrique
augmente le courant de fuite et influence la différence de potentiel entre la grille et la source. La
particularité de ce phototransistor est que la sensibilité lumineuse est réglable électriquement sur
une large gamme sans perte de linéarité. Il se distingue aussi par une sensibilité plus élevée a
basse fréquence ainsi que le bruit qui est moins élevé que les phototransistors classiques.
Les applications les plus fréquentes pour les phototransistors se trouvé dans les interrupteurs, les
isolateurs, détecteur de signaux faible, lecteurs de code.
Quelques circuits utilisant les phototransistors
Phototransistor en émetteur commun : Le circuit ci-dessous décrit un phototransistor en mode
émetteur commun. Dans le noir, le transistor est bloqué donc la sortie Vs est à Vcc. En éclairant le
phototransistor par la base, le potentiel Vc décroît au fur et à mesure que l'intensité de lumière
augmente puisque le courant du collecteur est égal à
.
Amplificateur utilisant un phototransistor : Pour amplifier le courant issu du phototransitor on peut
utiliser le schéma ci dessous :
Le courant de l'émetteur du phototransistor contrôle le courant de base du transistor. le
photocourant est amplifié et la sortie Vs sera proportionnelle à l'intensité de la lumière.
Détection d'un signal modulé ou d'un pulse : soit le schéma ci-dessous :
La tension de la base du phototransistor est fixé par les deux résistance R1 et R2
( Vb=R2/(R1+R2)Vcc ). Sans excitation du phototransistor, le montage fonctionne comme un
simple transistor en émetteur commun polarisé. dès qu'il y a qu'on illumine la base du
phototransistor avec une lumière alternative, le courant de base se comporte comme une source
de courant à petits signaux à petits signaux, ce courant est amplifié et la sortie Vs traduit cette
variation en tension.