Fotothyristor

Der Fotothyristor, weitläufig auch als Optothyristor bekannt, ist ein spezielles Bauelement der Halbleiterelektronik. In seinem Aufbau und der Arbeitsweise unterscheidet sich der Fotothyristor nicht grundlegend von einem normalen Thyristor. Er besitzt auch mindestens vier Halbleiterschichten wechselnder Dotierung (npnp, pnpn). Folglich ergeben sich drei p-n Übergänge. Weiterhin weist der Fotothyristor, wie die Diode, als Elektroden eine Anode und eine Kathode auf.

Charakteristisch für den Fotothyristor ist sein Gehäusefenster mit optischem Anschluss oder alternativ verbauter Leuchtdiode. Diese besitzt er statt dem sonst üblichen Gate-Anschluss. Konsequenterweise wird der Fotothyristor auch nicht durch einen Gate-Strom „gezündet“, sondern durch einfallendes Licht, das auf die mittleren, lichtempfindlichen p-n Übergänge trifft. Im blockierten Bereich ist der mittlere p-n Übergang in sperrende Richtung gepolt. Durch den sich im Inneren einstellenden lichtelektrischen Effekt werden dann Ladungsträger generiert. Wird dabei eine gewisse Beleuchtungsstärke erreicht bzw. überschritten „zündet“ der Fotothyristor. Mit der Zündung ist das Überschwemmen der Raumladungszone mit genügend Ladungsträgern gemeint, sodass der p-n Übergang schließlich leitet. Die charakteristische Grenzbeleuchtungsstärke, bei der dieses Phänomen auftritt, wird zum Teil durch eine elektrische Vorspannung am Gate beeinflusst. Wenn das Zünden vorbei ist, verhält sich der Fotothyristor wieder entsprechend einem ganz normalen Thyristor. Das Bauelement schaltet ab, sobald der elektrische Stromfluss den Haltestrom unterschreitet.

 

Ein wichtiger Vorteil von Fotothyristoren ist, dass ihre Zündung ohne eine galvanische Verbindung zum Lastkreis erfolgt. Dies ermöglicht einige interessante und wichtige Aufbauten von Netzwerken und Schaltungen. Weiterhin wird der Fotothyristor noch in Schaltungen zum Aufbau von Optokopplern verwendet, sodass ein etwaiger nachfolgender Schaltverstärker überflüssig wird.
 

 


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