Wie funktioniert ein Fototransistor?
Welche Aufgaben hat ein Fototransistor?
Welche Aufgaben haben andere Transistoren?
2 Antworten
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0207012.htm
FototransistorFototransistoren haben ein lichtdurchlässiges Gehäuse, bei dem das Licht auf die Basis-Kollektor-Sperrschicht fallen kann. Dadurch kann der Basisanschluss entfallen. Der Fototransistor wird dann nur über das einfallende Licht gesteuert.
Der Fototransistor arbeitet wie ein bipolarer Transistor. Allerdings wird die Basis als Anschluss durch Licht ersetzt. Bei einigen von ihnen ist der Basisanschluss trotzdem herausgeführt. Dadurch ist eine Arbeitspunktstabilisierung möglich. Fototransistoren ohne Basisanschluss werden nur über Licht gesteuert. Wenn also Licht auf den Fototransistor fällt, entsteht ein Basisstrom, der den Strom zwischen Kollektor und Emitter zum Fließen bringt und erhöhen kann.
Durch die Transistorstufe kommt die Empfindlichkeitsverstärkung zum Tragen, die etwa der Gleichstromverstärkung B entspricht. Durch die Verstärkereigenschaft des Fototransistors reagiert er empfindlicher auf Veränderungen der Lichtstärke. Der Fotoeffekt, der auch bei einem Fotodioden auftritt, wird verstärkt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt
Der innere photoelektrische Effekt tritt in Halbleitern auf. Man unterscheidet zwei Fälle:
- Als Photoleitung bezeichnet man die Zunahme der Leitfähigkeit von Halbleitern durch Bildung von nicht aneinander gebundenen Elektron-Loch-Paaren.
Physiker wie Isaac Newton hatten zwar schon angenommen, dass Licht aus Teilchen, sogenannten Korpuskeln besteht. Spätestens Ende des 19. Jahrhunderts galt die Vorstellung von Lichtteilchen allerdings als überholt, da zum einen Maxwells Elektrodynamik Licht als elektromagnetische Welle auffasste und in Übereinstimmung damit Interferenzexperimente den Wellencharakter des Lichts unzweifelhaft belegten.
Einsteins Erklärung des photoelektrischen Effekts durch Lichtteilchen 1905 war vor diesem Hintergrund eine mutige Hypothese. Grundlage war die plancksche Strahlungshypothese aus dem Jahre 1900, nach der das Licht aus einem Strom von Teilchen besteht, den Photonen, deren Energie {\displaystyle E} das Produkt aus der Frequenz {\displaystyle f} des Lichts und dem planckschen Wirkungsquantum {\displaystyle h} ist ({\displaystyle E=h\cdot f}). Mit Hilfe dieser Annahme lässt sich zunächst der Zusammenhang zwischen der Frequenz und der kinetischen Energie des (zunächst als Teilchen mit Masse gedachten) Photons erklären, darauf aufbauend auch alle weiteren experimentellen Beobachtungen.[6]
Der damit gefundene scheinbare Widerspruch, dass Licht in bestimmten Experimenten Wellen-, in anderen aber Teilchenverhalten zeigt (Welle-Teilchen-Dualismus), wurde erst durch die Quantenmechanik aufgelöst. Der photoelektrische Effekt war eines der Schlüsselexperimente zur Begründung der Quantenphysik. Einstein wurde 1921 für die Erklärung des Effekts mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Mit der Entwicklung der Quantentheorie des Lichts in den 1960er Jahren war es möglich, den Photoeffekt semi-klassisch zu erklären: Eine klassische elektromagnetische Welle wechselwirkt dabei mit dem quantisierten Detektor. Der Photoeffekt ist somit kein eindeutiger Nachweis für die Quantennatur von Licht.
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