Qu'est-ce qu'un phototransistor ?

Un phototransistor est un transistor bipolaire (BJT) sensible à la lumière dont la région de base est exposée à la lumière incidente. Il fonctionne comme un photodétecteur avec gain de courant intégré, produisant un courant collecteur proportionnel à l'intensité lumineuse.

Principe de fonctionnement

1. Absorption photons : La lumière frappant la jonction base-collecteur génère des paires électron-trou.
2. Génération courant de base : Ces porteurs agissent comme un courant de base (I_B), même si la borne de base est laissée flottante ou légèrement polarisée.
3. Amplification du courant : Le transistor amplifie ce photo-courant par son gain (β ou h_FE), donnant un courant collecteur I_C ≈ β × I_photo. Gains typiques 100 à 1 500.

Caractéristiques clés

• Haute sensibilité : Détecte faibles niveaux lumineux (gamme lux) mieux que photodiodes sans amplification externe.
• Réponse rapide : Temps de montée/descente typiques 2–10 µs (plus lents que photodiodes dû à capacitance base et gain).
• Faible consommation : Fonctionne à niveaux milliwatts.
• Boîtiers compacts : Traversants (TO-18, TO-92) et CMS (SOT-23, 0603).

Configurations courantes

• NPN / PNP : Choix polarité standard.
• Deux broches (Émetteur-Collecteur) : Base interne flottante ; usage le plus simple.
• Trois broches : Base accessible pour contrôle polarisation, ajustement gain, ou optimisation vitesse.
• Phototransistors Darlington : Gain à deux étages pour ultra-haute sensibilité (gain >10 000), vitesse plus lente.

Applications typiques

• Commutateurs/Interrupteurs optiques : Détection objets, disques codeurs, fins de course.
• Récepteurs télécommande IR : Électronique grand public (souvent avec filtre/démodulateur intégré).
• Détecteurs de fumée : Détection lumière diffusée dans alarmes photoélectriques.
• Capteurs industriels : Détection position, codeurs rotatifs, rideaux de sécurité lumineux.
• Optocoupleurs/Isolateurs : Côté entrée de barrières d'isolement (associés à DEL IR).

Phototransistor vs Photodiode

Les phototransistors offrent un courant de sortie plus fort (gain) mais vitesse plus lente et courant d'obscurité plus élevé que les photodiodes. Choisissez phototransistors pour détection lumineuse simple, peu de composants ; choisissez photodiodes (surtout avec amplificateurs transimpédance) pour communications haute vitesse ou photométrie de précision.