Fotosensitatoren

Fotosensitatoren sind Bauelemente, die Lichtsignale in elektrische Signale umwandeln. Sie werden in Mess- und Regeltechnik eingesetzt, um Lichtintensität, Spektrum oder das Vorhandensein von Licht zu detektieren. Typische Vertreter sind Fotodioden, Fototransistoren, lichtabhängige Widerstände (LDR) und Photomultiplier (PMT).

Funktionsweise: Bei Fotodioden und Fototransistoren erzeugt Licht Ladungsträger, wodurch Strom oder Verstärkung entsteht. Lichtempfindliche Widerstände ändern ihren Widerstand bei Beleuchtung. Diese Sensoren arbeiten oft mit Gleich- oder Sperrschaltung und liefern ein elektrisches Signal, das proportional zur Lichtintensität oder zur spektralen Zusammensetzung ist.

Materialien und Spektralbereich hängen vom Typ ab. Siliziumbasierte Sensoren erfassen sichtbares Licht, während GaAs, Ge oder InGaAs Nah- bis Infrarotbereiche abdecken. Die Wahl des Materials beeinflusst Empfindlichkeit, Rauschverhalten und Reaktionszeit.

Wichtige Kenngrößen sind Empfindlichkeit, Dynamikbereich, Reaktionszeit, Dunkelstrom und Linearität. Photodioden liefern oft lineare Signale mit Reverse Bias; Phototransistoren bieten größere Verstärkung; LDRs sind kostengünstig, jedoch langsamer und weniger linear. Temperaturabhängigkeit beachten.

Anwendungen umfassen Kamera- und Lichtmessgeräte, Barcode-Scanner, Fernbedienungen, optische Sensorik in Automatisierung, Sicherheitsanlagen (Lichtvorhänge) sowie Glasfaser- und Umwelttechnik. Zukünftige Entwicklungen zielen auf höhere Empfindlichkeit, geringeres Rauschen, kompaktere Bauformen und bessere Integrationsfähigkeit in Halbleitersysteme.