浜松ホトニクス株式会社
株式会社京都セミコンダクター
株式会社ユニテク
株式会社オプトランス
新光電子株式会社
ローム株式会社
スタンレー電気株式会社
シャープ株式会社
コーデンシ株式会社
オン・セミコンダクター
Micropac Industries, Inc.
Lenoo Electronics

【2021年版】フォトトランジスタ5選 / メーカー18社一覧

フォトトランジスタのメーカー18社・84製品を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


フォトトランジスタとは

フォトトランジスタは、光を検出するための半導体素子でフォトダイオードとトランジスタを組み合わせた構造をしています。

トランジスタと組み合わせることで、フォトダイオードで受光した際に発生した光電流を約1000倍まで増幅することができます。そのためフォトダイオードよりも感度が高いという特性があります。

また、パッケージによって様々な形状のものがあり、用途に合わせて適切なものを選択する必要があります。

フォトトランジスタの使用用途

フォトトランジスタは、受光センサーとして幅広く使用されています。

特に、800 nm付近に感度のピークを持つため赤外線の受光を目的として使用されるのが一般的です。例えば、テレビやエアコンのリモコンなどで赤外線LEDと組み合わせて使用されることが多く、また自動ドアのセンサーとして使用されることもあります。

また、光を検知して電流が発生することから、光で駆動するスイッチとして用いられることもあります。

フォトトランジスタの原理

フォトトランジスタはNPN構造をもつ半導体素子です。

半導体のエネルギーギャップに相当する光が入射すると価電帯の電子が伝導帯に励起してN層への移動が起こり、ホールはP層へ移動します。これにより接合部で順バイアスがかかり電流が流れます。

フォトトランジスタのトランジスタはベース電極を持ちませんが、受光によって発生する光電流がベース電流となってこれをコレクタで増幅します。他のトランジスタと同様にhFE(トランジスタの増幅率)倍にベース電流が増幅されますが、フォトトランジスタでは、hFEの比較的大きなものが使われる傾向があります。

コレクタベース接合部では電流が常にリークしており、これも増幅されます。したがって、フォトトランジスタは、完全な暗環境であっても微弱な電流が流れている状態になっています。これを暗電流といい光センサーとしての内部ノイズになります。暗電流は温度に比例して増加する特性が有るため暗電流によるノイズを抑えるために素子を冷却することもあります。

特性

フォトトランジスタは主にNPN構造で、フォトダイオードの出力をトランジスタで増幅する構造です。そのため、フォトダイオードに比べて出力信号が大きく取れます。受光部はコレクタ・ベース接合です。
フォトトランジスタに光が入るとベース・エミッタ接合は順バイアスされ、通常のトランジスタと同じようにエミッタ電流を増やし、電流はコレクタに収束されます。つまり、光の強弱によりベース電流が制御され、ベース電流の変化が増幅されてコレクタ電流を制御できることになります。
フォトトランジスタはフォトダイオード、PINダイオードの低感度を補うために使用されます。フォトトランジスタはフォトダイオードより感度がよく、フォトダイオードのhFE倍(hFE:直流電流増幅率)となります。実際には数百倍となり、更に高感度が必要な場合にはダーリントン接続されたフォトトランジスタの使用で数百倍x数百倍の感度を得ることができます。数Luxの明るさを検出することが可能です。

また、ベース-コレクタ間の光電流はキャリア拡散によるため速度が遅く、コレクタ容量も存在するため、応答速度はフォトダイオード、PINダイオードより遅くなります。

CDSとの違い

CDSとは「フォトレジスタ」のことで、「CDSセル」、「光導電セル」とも呼ばれます。CDSは受ける照度に反比例して抵抗値が減少します(暗い→抵抗値が高い/明るい→抵抗値が低い)。一般的なCDSの場合、暗いときに約1MΩ→明るいときに約10kΩ位と抵抗値が変化します。
「分好感度特性が人間の視覚に近い」、「構造が簡単」、「高感度」、「低価格」などの特徴があり、用途には「照度計」、「カメラ用露出計」、「自動点滅用の明るさ検知用」などに使用されますが、素子の主な材料である硫化カドミウムが環境に悪影響を与えるものであるため、だんだんと使われなくなってきています。

一方、フォトトランジスタは照度に比例した出力電流が得られます。フォトダイオードとトランジスタが合わさった構造をしており、高感度です。フォトトランジスタは「光の強度測定」、「赤外線リモコンの受信部」、「光電センサー受信部」、「光通信」などで利用されています。

参考文献
http://www.kodenshi.co.jp/top/seminar/vol_02/
https://www.digikey.jp/ja/articles/how-to-use-photodiodes-and-phototransistors-most-effectively
https://techweb.rohm.co.jp/iot/tech-info/keypoint/3870
www.kodenshi.co.jo/top/seminar/vol_02/
https://www.sensor-sk.com/hikari/hika01_hikari.html

フォトトランジスタのメーカー情報

フォトトランジスタのメーカー18社一覧


フォトトランジスタのメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 オン・セミコンダクター
  2. 2 ローム株式会社
  3. 3 スタンレー電気株式会社

設立年の新しい会社

  1. 1 株式会社ユニテク
  2. 2 オン・セミコンダクター
  3. 3 Harvatek Corporation

歴史のある会社

  1. 1 シャープ株式会社
  2. 2 スタンレー電気株式会社
  3. 3 浜松ホトニクス株式会社

フォトトランジスタ5選

S2829

浜松ホトニクス株式会社 S2829 画像出典: 浜松ホトニクス株式会社公式サイト

特徴

フォトトランジスタS2829シリーズは、レンズ付きの超小型プラスチックパッケージの受光素子です。

1.8マイクロアンペアの感度の高さを特徴とするフォトトランジスタであり、可視光をカットする樹脂で成形しています。

主な仕様として、光電流1.8mA、暗電流が最大100nAで、最大感度波長が800nm、下降時間は3μsとなっています。

主な用途として、ロータリーエンコーダやタッチパネルなどに使用することが出来ます。

浜松ホトニクス株式会社の会社概要

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KPT801HB2

株式会社京都セミコンダクター KPT801HB2 画像出典: 株式会社京都セミコンダクター公式サイト

特徴

SiフォトトランジスタKPT801HB2シリーズは、気密パッケージでNPN型のフォトトランジスタです。

可視光をカットすることができるタイプであり、暗電流が低いことなども特徴です。

主な仕様として、波長は最小700nmから最大で1100nmを検出することができ、立ち上がり時間は5μsと早くなっています。

主な用途として、光スイッチやアイソレータ、カメラストロボ、光学式エンコーダ、赤外センサ、自動制御機器などに使用することが出来ます。

株式会社京都セミコンダクターの会社概要

  • 会社所在地: 京都府京都市伏見区西大手町307番地21
  • URL: https://www.kyosemi.co.jp
  • 創業: 1980年
  • 従業員数: 198人

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US7500

株式会社ユニテク

特徴

フォトトランジスタUS7500 シリーズは、シリコンフォトトランジスタで、セラミックステムに対してフォトトランジスタチップとNPN型シリコンを組み込んでいます。

主な仕様として、レンズ部分にはエポキシ樹脂を使用しており、ピーク感度波長は標準値で910nmです。

感度の高いフォトトランジスタであり、高い放熱性を持つΦ3セラミックステムにより、高信頼度を獲得しています。

また、RoHS規格に準拠した適合品であることも特徴です。

主な用途として、センサ用の受光素子に使用することができます。

株式会社ユニテクの会社概要

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RPM-20PB

ローム株式会社 RPM-20PB 画像出典: ローム株式会社公式サイト

特徴

フォトトランジスタサイドビュータイプRPM-20PBシリーズは、サイドビュー樹脂パッケージと、可視光のカットを特徴とした受光素子の光半導体製品です。

主な仕様特性として、動作可能温度範囲がマイナス25度から85度でサーフェスマウントタイプであり、感度波長が800nmとなっています。

はんだ付けの推奨条件として、ディップでは260度以下で5秒以内、こてでは380度以下で3秒以内を作業条件としており、リフローによる使用はできません。

検出物体が光を遮ることによる検出機能を用途として、基板などに搭載することによって使用することができます。

ローム株式会社の会社概要

  • 会社所在地: 京都府京都市右京区西院溝崎町21
  • URL: https://www.rohm.co.jp/
  • 創業: 1958年
  • 従業員数: 22,516人

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TPS1195WB-1

スタンレー電気株式会社 TPS1195WB-1 画像出典: スタンレー電気株式会社公式サイト

特徴

フォトトランジスタTPS1195WB-1シリーズは、RoHS2規格に準拠した受光素子です。

主な仕様として、光電流8mA、暗電流0.1μAであり、ピーク波長900nmや、可視光をカットすることができることに加えて、さらに、鉛フリーはんだ耐熱に対応していることが特徴です。

推奨される用途として、産業機器分野では、ライトカーテンや、セキュリティセンサ、光電センサなどがあり、民生機器分野では、リモコンやCD、DVD、ブルーレイなどの光ディスクの検知があります。

スタンレー電気株式会社の会社概要

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フォトトランジスタの84製品一覧

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