定义与结构
光敏三极管（又称光敏晶体管）是一种利用晶体管作用放大光生电流的光电器件，通常具有两个PN结，可视为普通三极管的集电结由光敏二极管替代。它有NPN型和PNP型两种基本结构，以NPN型为例，用N型硅材料为衬底制作，基极做得很大以扩大光的照射面积，且基极往往不接引线。其集电结处于反向偏压状态，发射结处于正向偏置。
工作原理
光敏三极管的工作分为光电转换和光电流放大两个过程。
- 光电转换：当光照在集电结上时，光子被吸收激发产生光生电子-空穴对；在反向偏置的PN结势垒电场作用下，自由电子向集电区漂移并被集电极收集，空穴流向基区，形成光生电流，相当于晶体管的基极电流 。
- 电流放大：基区积累的空穴提高了发射结的正向偏置，发射区的多数载流子（电子）穿过很薄的基区向集电区移动，在外电场作用下形成集电极电流 。集电极电流是光生电流的 倍，即 ，其中 为晶体管的电流放大系数。
主要特性
- 伏安特性：光敏三极管在偏置电压为零时，无论光照度多强，集电极电流都为零，说明其必须在一定的偏置电压作用下才能工作，偏置电压要保证发射结正偏、集电结反偏。随着偏置电压增高，伏安特性曲线趋于平坦。应依据具体器件和负载选择避开饱和区、又不超过额定值的偏置；5V是教材示例，不是通用最低偏置。
- 光照特性：光敏三极管在照度较小时，光电流随照度增加缓慢；在照度较大时，光电流存在饱和现象，这是由于电流放大倍数在小电流和大电流时都有下降；饱和对应的照度阈值取决于器件型号、光谱、偏置、负载和电流增益，不能泛化为固定几千勒克斯。
- 光谱特性：光敏三极管的光谱特性与相同材料的光敏二极管相似，主要取决于半导体材料。硅管响应峰值约在800 nm，适用于可见光及近红外；锗管响应峰值约在1500 nm，属于近红外；常见锗器件谱响应上限约1.8 μm，不能泛称适用于远红外。
- 频率特性：由于存在发射结电容和基区渡越时间，光敏三极管的频率响应比光敏二极管差，响应时间为 。负载电阻越大，高频响应越差，高频应用时应尽量降低负载电阻。
- 温度特性：温度对光电流影响较小，但对暗电流影响很大，暗电流随温度升高呈指数级上升，因此需要进行温度补偿。
与光敏二极管的比较
光敏三极管与光敏二极管的主要差别：
- 光电流：光敏二极管的光电流一般只有几微安到几百微安，而光敏三极管一般都在几毫安以上，至少也有几百微安，两者相差十倍至百倍。暗电流则相差不大；具体暗电流上限、倍数关系及响应时间等参数受型号、温度、偏置和负载影响，需依据器件额定资料和测试条件确定，不能将教材示例值推广至全部型号。
- 响应时间：光敏二极管的响应时间在100 ns以下，而光敏三极管为 。因此，当工作频率较高时，应选用光敏二极管；只有在工作频率较低时，才选用光敏三极管。
- 输出特性：光敏二极管有很好的线性特性，而光敏三极管的线性较差。
符号与单位
- ：基极光生电流，单位A；
- ：集电极电流，单位A；
- ：电流放大系数，无量纲；
- 照度 ：单位勒克斯（lx）；
- 响应时间：单位秒（s）。
适用范围
光敏三极管适用于需要较高灵敏度的场合，如光电式数字转速表、路灯自动控制器等，但工作频率较低。在要求高速度、高线性的场合，应选用光敏二极管。
