Для исключения емкости обратной связи, имеющейся в обыч­ном фототранзисторе, была разработана структура, содержащая отдельно фотодиод и фототранзистор, изготовленные в одном кристалле кремния. На рис. 7.29 приведены схематические изо­бражения и эквивалентные схемы фототранзистора и быстро­действующего фотоприемника. На эквивалентной схеме фото­транзистор представлен фотодиодом, включенным параллельно переходу коллектор — база обычного транзистора. Как показано на рис. 7.29, б, этот диод имеет большую площадь и содержит толстый (^20 мкм) слой высококачественного эпитаксиального материала, в котором происходит поглощение инфракрасного излучения светодиода из GaAs.

В конструкции, изображенной на рис. 7.29, г, один фототран­зистор заменяется двумя приборами: фотодиодом и транзисто­ром малой площади. Катод фотодиода, а следовательно, и ем­кость перехода изолированы от коллектора транзистора. Для того чтобы обеспечить такую изоляцию при существующей тех­нологии, потребовалось уменьшить толщину слоя, в котором происходит поглощение света, до величины ~8 мкм. Эффектив­ность детектирования таким тонким фотоприемником излучения светодиода из GaAs : Si (максимум излучения при 940 нм) по­низилась до 23%. Эффективность детектирования можно повы­сить, используя светодиод с более коротковолновым излучением. Коэффициент поглощения кремния увеличивается от а = = 340 см-1 при К = 940 нм до а = 2150 см-1 при А, = 700 нм. Излучение с максимумом на длине волны 700 нм имеют два светодиода с высоким к. п. д. — светодиоды из GaP ; Zn,0 и GaAso.7oPo.3o - Хотя первый из них имеет к. п. д. в 4—6 раз выше, но и время его срабатывания примерно в 20 раз больше, чем у второго. Поэтому максимальное значение произведения коэф­фициента усиления на ширину полосы пропускания дает свето­диод из GaAsi-xP* в сочетании с описанным быстродействую­щим фотоприемником. Это лишь один пример выбора опти­мального сочетания элементов в оптроне. Существует большое

Фототранзистор Изолированный диод-транзистор

t

Рис. 7.29. Эквивалентные схемы и схематическое изображение фототранзи­стора и быстродействующего фотоприемника.

количество других фотоприемников [38], в том числе интеграль­ные матрицы фототранзисторов [39], и выбор конкретной ком­бинации излучатель — приемник зависит от условий примене­ния оптронов. Оптроны используются во многих схемах; ниже приводятся несколько примеров их применений.