Photorécepteur (électronique)

Les phénomènes suivants ont relation avec la variation de la lumière :

• Avec bas niveaux de lumière :
  • Déplacement de la courbe de sensibilité.
  • Avec des niveaux encore plus bas, il n’y aura pas de couleur.
• Masking espace visuel :
  • Réduction visuelle d’une stimule quand il y a des variations de lumière.
• Masking visuel temporel :
  • Grande perte de la résolution de l’espace quand il y a des changements de la scène.

Capteur à l’état solide qui transforme l’énergie lumineuse en énergie électrique. Il génère un courant à sa sortie lorsqu'il reçoit un rayonnement lumineux.

La catégorie des détecteurs photoniques, présentant une grande variété de dispositifs, comporte trois grands groupes : photorésistances (basés sur des principes de photoconductivité), photodiodes, et phototransistors.

Les photo résistances changent leur résistance électrique lorsqu'ils sont exposés à l’énergie d'une source lumineuse. C’est le cas le plus simple de l’application d'un matériau semi-conducteur à la détection de la lumière. Les imprimantes laser utilisent généralement des photorésistances pour créer une image électrostatique.

Sur le même principe que les photoconducteurs, c'est l'absorption de radiations (lumière) par le matériau semi-conducteur qui entraîne la génération de porteurs de charges qui créent donc un photo-courant. Le semi-conducteur est exposé à la lumière à partir d’une couverture du cristal et parfois est parti de la lentille. Le matériau utilisé pour la conception du récepteur détermine les longueurs d'onde pour lesquelles le récepteur sera sensible (ex : lumière visible ou infrarouge). Il existe différentes configurations pour les photodiodes, chacune ayant ses propres caractéristiques. Les diodes classiques ont un sens normal du courant, la polarisation directe : le courant traverse la diode de l'anode vers la cathode. En polarisation inverse, le courant ne traversera pas la diode et sera donc bloqué. Mais les photodiodes sont intéressantes car le courant créé par l'absorption de radiation circule dans le sens inverse. C'est-à-dire, pour un fonctionnement correct, la photodiode est polarisée en sens inverse. Cela produit une plus grande circulation du courant quand la diode est excitée par la lumière. Un exemple de l’utilisation des photodiodes est une télécommande de télévision.

On connait le phototransistor comme quelque transistor sensible à la lumière, normalement les infrarouges. La lumière qui tombe sur eux. La lumière tombe sur la région base, générer des transporteurs sur lui-même. Cette charge de base porte le transistor a l’état de conduction. Le phototransistor est plus sensible que la photodiode pour l’effet de gain du propre transistor. Les phototransistors ne sont pas très différents des transistors normaux, c'est-à-dire, sont composés pour le même matériau semi-conducteur, ils ont deux jonctions et les mêmes trois connexions externes : collecteur, base et émetteur.

Exemple de phototransistor

Le phototransistor est sensible à la lumière, la première différence c’est le boitier. Parce qu’il y a une petite fenêtre ou est transparent. À la vente on peut trouver phototransistors avec de base connexion ou sans et avec les boitiers plastiques ou métalliques (TO-72, TO-05), avec une lentille.

Fonctionnement

Il y a deux versions de transmission et de réflexion. Avec les mêmes caractéristiques que le transistor normal, c’est possible réguler le courant du collecteur à partir du courant base. Et aussi, dans ses caractéristiques de l’élément optoélectronique le phototransistor conduit plus ou moins courant du collecteur quand lui tombe plus ou moins lumière sobre sus jonctions. Les deux modes de régulation du courant du collecteur peuvent être utilisés au même temps. C’est normale n’utiliser pas ou ne connecter pas la connexion base des phototransistors parfois on peut appliquer une courant qui stabilise le fonctionnement du transistor dans les valeurs souhaitées. Ce courant pour stabiliser le fonctionnement (en anglais : bias) as les mêmes règles que les transistors, cet a dire, il y aura une relation entre l’amplification et le gain typique de courant. À ce courant on doit additionner les variations des changements de lumière qui tombe au phototransistor. Parce qu’il y existe un facteur d’amplification, les phototransistors donnent variations plus grandes de courant électrique en réponse aux variations de l’intensité de lumière.

Applications

Les phototransistors sont utilisés dans les lecteurs de cassettes et cartes perforées, stylets, etc. Pour les communications à partir de fibre optique on préfère utiliser des détecteurs avec photodiodes PIN. Aussi on les peut utiliser à la détection d’objets proches quand ils font partie d’un système de proximité. Sont utilisées normalement ensemble dans le même boitier avec une LED, sont des commutateurs optiques, qui détectent l’interruption de lumière par un objet.