Источники и приёмники Излучения (1059978), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Специалистами фирмы «Санта Барбара» (Балта Вагбага, Ита- лия) были разработаны и используются двухслойные многоцвет- р — РЬТе — п — РЬ, п щепными активнымн областями на основе — —, в5по»Те для длинноволпового излучения на основе РЬТе ля и д диапазона 3 — 5 мкм, полученные последователь- ной жидкофазной эпитаксией на подложке р — РЬ, $, Т л — РЬТе и — РЬТ . Т о,в под е слоев —,о — е. Тройные соединения позволяют за счет варьирования состава получать фоточувствительные с " б. расположен н ные слои с чизко иными максимумами чувствительности и с ма ь р .
с ктральных характеристик. Г1римером таких ПИ могут служить двух- и трехцветные ПИ для диапазона 4 — 14 мкм фирмы е. конструк- «Хонивел» (Волеутие(1, США) на основе Сб Нд Т . В . ции подобного типа наиболее длинноволновый ФР Сб Н Те наклеивают н п х ит х вают гой. а одложку, а на него эпоксидной смолой тр,; " ~ риклеидру ". На спектральную чувствительность нижнего ФР влияет пропускание верхнего и слоя смолы. Многоцветные ПИ 1И применяют в многоспектральных системах распознавания различных источников излучения. Принцип дей- ствия всех таких систем один и тот же. Излучение от о диого и того же объекта или учзстка местности. фиксируется в нескольких спектральных диапазонах, а анализи ется ЭВМ нах, а затем ру ся ЭВМ в многомерном пространстве сигналов.
Фоторезисторы и фотодиоды с СВЧ-смещением. Такие ФР и ФД применяют в устройствах с большой информационной емг костью. них сигнал формируется при взаимодействии свободных носителей, образовавшихся во время падения информационного потока излучения, в полупроводнике с полем СВЧ-волны. При 138 взаимодействии спектр модуляции информационного потока излучения переносится в СВЧ-область в виде спутников на комбинационных частотах модуляции потока и СВЧ-волны [61, Изменением частоты модуляции потока излучения можно сдвинуть фото- отклик в любой диапазон СВЧ, где возможна максимально чувствительная обработка сигнала. Для включения ФД и ФР в схему СВЧ яе обязательчы токовые контакты Для СВЧ можно применять ПИ с большим внутренним сопротивлением, неудобные для обычных целен. Основные параметры ФД и ФР с СВЧ-смещением близки к параметрам этих ПИ на постоянном токе.
ч 4 7 Координатные ПИ Координатным фотоприемником (КФ) называют ПИ, по выходному сигналу которого определяют координаты светового пятна на фоточувствительной поверхности. В настоящее время существуют координатные приемники на основе ФД, ФР, ФТ, (Ьототнристоров, различных МДП-приборов (металл — диэлектрик — полупроводник) с зарядовой связтно, состоящих из элементарных МДП-конденсаторов, выпочненных на единой полупроводниковой подложке и т. ч. Расс».отрим некоторые типы КФ. Фотопотенциометры, Фо,опотснциометр (ФГ!) представляет собой бесконтактный впало~ обычного проволочного (или пленочного) потепциомегра с механическим перемещающимся электрическим контактом. Б нем подвижный электрический контакт заменен фотоэлектрическим, что повышает срок его работы и надежность 183!. Функционально бескон1актиый фогопотенциометр состоит из фотопроводяцего слоя 2 (рис.
4.24, а), распределенного резистивного слоя 4, эквипотенцнзльного коллектора 3, расположенных в контакте друг с другом на диэлектрической подложке 1. Управляет сигналом, снимаемым с ФП, световой зонд ог, выполня- бт Рис. 4.24. Схемптииесиое устройство (о) и эивииялеитиви схема ФП (б): х — рвспределевве пров димости слов и; а„, темповое ряолределеяве проводвмсотв слоя т, а — Еото„роьоХСемь ть слов т Ъ 1зо ющий роль движка электромеханического потенциометра. Световой зонд б формируется оптическим устройством и может смещаться в результате внешнего механического воздействия вдоль фотопроводящего слоя 2. В месте засветки фотопроводящего слоя световым зондом создаются избыточная над темновой фотопроводимость пФ и фотоэлектрический контакт (рис.
4,24, б)т Выходное напряжение ФП, снимаемое с сопротивления нагрузки )тн, является функцией положения светового зонда на фотопроводящем ',слое. Фотопотенциометры могут быть выполнены на гомогенной (фоторезистивной) и гетерогенной (с пеомическими контактами типа и — и-перехода) основах. В зависимости от назначения ФП бывают линейными (выходное напряжение зависит линейно от координаты зонда) и функциональнымн (выходное напряжение зависит функционально от координаты зонда). Режим работы ФП называют потенциальныги, корда распределение потенциала на резнстивном слое существенно ие искажается отбором тока через фотослой, и токовым, когда характерно нелинейное распределение потенциала резистивного слоя за счет фототока. Функциональные ФП позволяют пространственное перемещение источника света преобразовывать в электрический сигнал заданного функционального вида.
Функциональное преобразование выходного сигнала осуществляется за сче1 профилирования резистивного слоя. 1!ринципиально выходная характеристика ФПП может иметь лкэбой заданный закон, например, гиперболический, логарифмический, экспоненциальный н т. д. Фотопотенциометры на гетерогенной основе обладают чувствительностью от 0,5 до 1,0 Вумм мВт н постоянной времени т ж ж 10 ' с, так как она определяется временем пролета неосновных носителей до р — и-перехода. Отклонение от линейности у них достигает 1 — огогй на длине до 70 мм. ФП па гомогенной основе имеют значительно большую постоянную времени, так как она <шределяется временем жизни носителей и дости~ает нескольких миллисекунд.
Трехслойный ФП фнрмта «„'.(я<нанкин Контрол Корп.» Я!цпп!т' Сгьч(го( Согры Италия) с поперечнои фотопроводимостью и распределенным резьстквным слоем на основе монокристаллического селенида кадмия при ЯнМФ вЂ”вЂ” — 10' и освещенности 1 емВтггсмв имеет следующие параметры: входное сопротивление 10--50 кОм, быстродействие (1 —:5) 10 ' с, отклонение от линейности при )си:= !Ое Ом — -1%, разрешающую способность 1 — 12,5 мкм, максималыйу о скорость движения светового зонда 6,1 — 7 м)с. Основные недостатки ФП; отсутствие нуля пеленгацнонной характеристики, необходимость работы с малыми токовыми нагрузками на большое )тт„, сложность нанесения однородных резистивных слоев и взаимной совместимости разнотолщинных слоев.
Все эти недостатки в значительной мере устранены у функциональных ФР и ФД, 140 а) у, Рис. 4.25. Принцип дед ьтвии (и) и аквивадентнаи слема ФФР с переменным межалектродным расстонннем (б); ! и Š— вивипатенинлльные влентроды: й — слав фотаправодягаего материала; 3 — подвижный световой ванд яг ! ! ие сь Функциональные ФР и ФД (83!. При формировании профил ного фотопроводящего слоя на подложке с программным распред лением его сопротивления отпадает необходимость распределе ного резистора )с„так как фотопроводящий слой из чисто комм тационного, как у ФП, превращается в элемент, формирующи функциональное преобразование. Фотопроводящий слой мож быть на гомогенной (фоторезистивной) нли гетерогенной (фото диодной) основе.
Наиболее распространены функциональные ФР Они просты в изготовлении, позволяют использовать токовы режим с малым 77н, имеют повышенную точность функционально преобразования, так как у них нет резнстивного функционально слоя )се. Функциональные фоторезнсторы (ФФР) с переменным меж электродным расстоянием (рнс. 4.25„а) изготавливаются на осио фоторезистивной пленки С65 и СЮе. иа которую наносятся ни коомные эквипотепциальные электроды!, 4 так, чтобы расстоян между ними вдоль фоточувствительной площадки 2 изменяло по заданному закону.
Щелевой световой зонд 3, продвигая вдоль фоточувствительной площадки, включает в цепь с и",„ частки разной длины (а следовательно, разного сопротивления) у астки р низкоомного (при освещении) фотослоя. По темновым участка м ток почти не идет, так как они имеют большое сопротивление. Если сопротивление эквипотенциальных электродов значительно меньше сопротивления освещаемого зондом фотослоя, то можно представить ФФР эквивалентной схемой 1рнс. 4.25, б) с сосредоточенными параметрами. При чисто омическом контакте электродов с фотослоем и большом значении (ст выходной сигнал определяется следующим выражением: )Г,(х) = Р'„ф„,'(Р„+ КФ(х))!.
Фототок, а следовательно, и выходной сигнал ФФР зависят от потока излучения в щелевом зонде и от температуры окружающей среды, что является недостатком работы ФФР, Эти недостатки устраняются в ФФР с компенсирующей нагрузкой (рис. 4.26, а). 141 а) у,гй 1,а В) УгВ аа а,а а,г У! (х) га 1а 1а а а а,га,ча,а а,в!,а 76 а г.(аб Е.1а»Е,лл Рис.
4.26. ФФР с компенсирующей нагрузкой (а), система выходных характеристик ФФР (б) с компенсирующей ( — ) и сосредоточенной ( — — — ) нагрузками, зависимость выходного напряжения стабилизированного ( — ) и нестабилизкрсваннссп ( — — — ) ФФР от освещенности (б); ! — Фоеослой; г — э — ди ленэрнчеснэя подложи»! б — алею род: 4, б — пвр»ллельные эленэроды: б — подвижный световой вопд В этом случае ФФР состоит из профильного фотопроводящего слоя 1, нанесенного на подложку 2, и из индиевых электродов — асстояние между электродами 3 и 4 выбирается в соответствии с законом изменения У, (х).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
