Um fototransistor é um transistor de junção bipolar (BJT) sensível à luz onde a região da base é exposta à luz incidente. Funciona como um fotodetector com ganho de corrente embutido, produzindo uma corrente de coletor proporcional à intensidade da luz.
Como Funciona
- Absorção de Fótons: Luz atingindo a junção base-coletor gera pares elétron-lacuna.
- Geração de Corrente de Base: Esses portadores atuam como uma corrente de base (IB), mesmo que o terminal de base seja deixado flutuante ou levemente polarizado.
- Amplificação de Corrente: O transistor amplifica essa fotocorrente pelo seu ganho de corrente (β ou hFE), resultando em uma corrente de coletor IC ≈ β × Ifoto. Ganhos típicos variam de 100 a 1.500.
Características Principais
- Alta Sensibilidade: Detecta baixos níveis de luz (faixa de lux) melhor que fotodiodos sem amplificação externa.
- Resposta Rápida: Tempos de subida/descida tipicamente 2–10 µs (mais lento que fotodiodos devido à capacitância da base e ganho).
- Baixo Consumo: Opera em níveis de miliwatts.
- Encapsulamentos Compactos: Through-hole (TO-18, TO-92) e surface-mount (SOT-23, 0603).
Configurações Comuns
- NPN / PNP: Escolhas padrão de polaridade.
- Dois Terminais (Emissor-Coletor): Base internamente flutuante; uso mais simples.
- Três Terminais: Base acessível para controle de polarização, ajuste de ganho ou otimização de velocidade.
- Fototransistores Darlington: Ganho de dois estágios para ultra-alta sensibilidade (ganho >10.000), velocidade mais lenta.
Aplicações Típicas
- Chaves Ópticas/Interruptores: Detecção de objetos, discos de encoder, fim de curso.
- Receptores de Controle Remoto IR: Eletrônicos de consumo (frequentemente com filtro/demodulador integrado).
- Detectores de Fumaça: Detecção de luz espalhada em alarmes fotoelétricos.
- Sensores Industriais: Detecção de posição, encoders rotativos, cortinas de luz de segurança.
- Optoacopladores/Isoladores: Lado de entrada de barreiras de isolamento (par com LED IR).
Fototransistor vs. Fotodiodo
Fototransistores oferecem maior corrente de saída (ganho) mas velocidade mais lenta e maior corrente de escuro que fotodiodos. Escolha fototransistores para detecção de luz simples com baixa contagem de componentes; escolha fotodiodos (especialmente com amplificadores transimpedância) para comunicações de alta velocidade ou fotometria de precisão.
