Фототиристор

Фототири'стор, тиристор , перевод которого в состояние с высокой проводимостью осуществляется световым воздействием. При освещении Ф. в полупроводнике генерируются парные носители заряда (электроны и дырки), которые разделяются электрическим полем электронно-дырочных переходов (см. Фотоэдс ). В результате через р – n -переходы начинают протекать токи (фототоки), играющие роль токов управления.

  Конструктивно Ф. представляет собой светочувствительный монокристалл с р–n–р–n -cтруктурой, обычно из кремния , расположенный на медном основании и закрытый герметичной крышкой с прозрачным для света окном. Наибольшее распространение получили конструкции с освещаемым n -эмиттером и с освещаемой р -базой.

  Пригодные для управления Ф. источники излучения – электрические лампы накаливания, импульсные газоразрядные лампы, светоизлучательные диоды, квантовые генераторы и др. Величина светового потока, необходимого для перевода Ф. в состояние с высокой проводимостью, характеризует чувствительность прибора; она определяется спектральным составом излучения, коэффициентом отражения и поглощения монокристалла, а также заданными значениями электрических параметров Ф.: напряжением переключения, скоростью нарастания прямого напряжения и т.д.

  Современные Ф. изготовляют на токи от нескольких ма до 500 а и напряжения от нескольких десятков в до 3 кв. Мощность управляющего светового излучения (при длине волны 0,9 мкм ) порядка 1–10² мвт. Ф. находят применение в различных устройствах автоматического управления и защиты, а также в мощных высоковольтных преобразовательных устройствах,

  В. М. Курцин.

Фототранзистор

Фототранзи'стор, транзистор (обычно биполярный), в котором инжекция неравновесных носителей осуществляется на основе фотоэффекта внутреннего ; служит для преобразования световых сигналов в электрические с одновременным усилением последних. Ф. представляет собой монокристаллическую полупроводниковую пластину из Ge или Si, в которой при помощи особых технологических приёмов созданы 3 области, называемые, как и в обычном транзисторе, эмиттером, коллектором и базой, причём последняя, в отличие от транзистора, как правило, вывода не имеет. Кристалл монтируется в защитный корпус с прозрачным входным окном. Включение Ф. во внешнюю электрическую цепь подобно включению биполярного транзистора, выполненному по схеме с общим эмиттером и нулевым током базы. При попадании света на базу (или коллектор) в ней образуются парные носители зарядов (электроны и дырки), которые разделяются электрическим полем коллекторного перехода. В результате в базовой области накапливаются основные носители, что приводит к снижению потенциального барьера эмиттерного перехода и увеличению (усилению) тока через Ф. по сравнению с током, обусловленным переносом только тех носителей, которые образовались непосредственно под действием света.

  Основными параметрами и характеристиками Ф., как и др. фотоэлектрических приборов (например, фотоэлемента , фотодиода ), являются: 1) интегральная чувствительность (отношение фототока к падающему световому потоку), у лучших образцов Ф. (например, изготовленных по диффузионной планарной технологии ) она достигает 10 а/лм ; 2) спектральная характеристика (зависимость чувствительности к монохроматическому излучению от длины волны этого излучения), позволяющая, в частности, установить длинноволновую границу применимости Ф.; эта граница (зависящая прежде всего от ширины запрещенной зоны полупроводникового материала) для германиевого Ф. составляет 1,7 мкм, для кремниевого – 1,1 мкм; 3) постоянная времени (характеризующая инерционность Ф.) не превышает нескольких сотен мксек. Кроме того, Ф. характеризуется коэффициентом усиления первоначального фототока, достигающим 10² –10³ .

  Высокие надёжность, чувствительность и временная стабильность параметров Ф., а также его малые габариты и относительная простота конструкции позволяют широко использовать Ф. в системах контроля и автоматики – в качестве датчиков освещённости, элементов гальванической развязки и т.д. (см. Приёмники излучения , Приёмники света , Оптрон ). С 70-х гг. 20 в, разрабатываются полевые Ф. (аналоги полевых транзисторов ).

  Лит.: Амброзяк А., Конструкция и технология полупроводниковых фотоэлектрических приборов, пер. с польск., М., 1970.

  Ю. А. Кузнецов.

Фототрансформатор

Фототрансформа'тор, прибор, позволяющий преобразовывать фотоснимок, полученный при наклонном положении оси фотоаппарата (например, при аэрофотосъёмке ) в горизонтальный аэроснимок заданного масштаба с целью составления фотоплана местности. На рис. 1 показана схема Ф.: Р – снимок, Е – горизонтальная (начальная) плоскость местности, a – угол наклона снимка, S – центр проекции, о – главная точка, J – главная точка схода, f – фокусное расстояние фотокамеры, S' – объектив, E' – экран. Изображение снимка на экране Ф. не будет отличаться от горизонтального снимка, если: 1) объектив находится в плоскости главного вертикала Q на дуге окружности с радиусом JS =

 = Fp; 2) экран параллелен прямой JS' и перпендикулярен к плоскости Q; 3) расстояние от объектива до экрана равно  = Fe sinj, где Н – высота фотографирования над начальной плоскостью, 1: t – масштаб горизонтального снимка, j – угол между снимком и экраном, j = j_е + j_р , sinj_p = , sinj_e =

, F – фокусное расстояние объектива; 4) главная плоскость объектива S'V, снимок и экран пересекаются по одной прямой; 5) расстояния d и d' от объектива до снимка и экрана вдоль главной оптической оси удовлетворяют уравнению оптики . Для выполнения этих условий Ф. имеют инверсоры, позволяющие сократить количество устанавливаемых в приборе элементов. Изображение, полученное на экране, фиксируется на фотобумагу. Наибольшее применение имеют Ф., изготовляемые нар. предприятием «Карл Цейс» (ГДР) – Seg-I, Seg-IV и Rectimat (рис. 2 ), фирмой «Оптон» (ФРГ) – Seg-V и «Вильд» (Швейцария) – Е -4.

  Лит. см. при ст. Фотограмметрия .

  А. Н. Лобанов.

Рис. 2. Фототрансформатор Rectimat Цейса.

Рис. 1. Схема фототрансформатора.