1629382485-048081f33d7067cb67d6bd3d4cee7eee (846428), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Поверхность светочувствительной пластины между металлическими контактами образуетрабочую площадку фоторезпстора, величина которой колеблетсядля различных приборов от 0,5 до 30 мм2.В качестве светочувствительных материалов чаще всего используют полупроводниковые соединения типа А ПВУ| (СсШе, СйБ)или типа А 1уВ'1 (РЬЭ, РЬБе).Характеристики и параметры.
Волът-ампернаяхарактеристика(рис. 14-3, а) отображает зависимость тока / через фоторезистор от приложенного к его выводам напряжения и при различных значениях светового потока Ф. В темноте проводимость фоторезистора обусловлена наличием свободных носителей зарядов —электронов и дырок, образовавшихся в результате теплового возбуждения. Ток через фоторезистор при некотором рабочем напряжении С/раб и Ф = 0 называется темповым током 1Т, а ток приФ >> 0 — общим током / 0ещ. Разность этих токов равна фототоку:Энергетическая характеристика фототока (рис. 14-3, б) —зависимость фототока от светового потока — линейна в областинебольших значений Ф .
При увеличении Ф рост фототока замедляется, так как с увеличением концентрации свободных носителейзаряда возрастает вероятность их рекомбинации через ловушки[22] и, следовательно, уменьшается время жизни т.Энергетическую характеристику иногда называют люкс-амперной, откладывая при этом по оси абсцисс не световой поток, а освещенность в люксах.Относительная спектральная характеристика показана нарис. 14-4. По оси ординат отложена монохроматическая чувствительность вх — параметр, который мы определим ниже. Нарис.
14-4 представлены спектральные характеристики материалов,максимум чувствительности которых соответствует собственномупоглощению. Наряду с такими материалами при изготовлениифоторезисторов используются также материалы с максимумомчувствительности, соответствующей примесному поглощению. Ихспектральные характеристики мы рассмотрим в конце этого параграфа.Как видно из рис. 14-4, максимум чувствительности вследствиенеодинаковости величин А Е 3 для разных материалов соответствуетразным частям оптического спектра: от желто-зеленой частивидимого спектра для сернистокадмиевых фоторезисторов доближней инфракрасной области для сернистосвинцовых и селенистосвинцовых материалов.Чувствительность — один из важнейших параметров любогофотоэлектрического прибора.
Для фоторезисторов используетсячаще всего токовая чувствительность 5/ — отношение фототокак некоторой величине, количественно характеризующей излучение, вызвавшее измеряемый фототек1. Так, если в качестве такойвеличины используется световой поток, то говорят о чувствительности фоторезистора к световому потому Яф; различают такжечувствительность к лучистому потоку вфд, чувствительность к освещенности вЕ и др. Если чувствительность определяется отношением постоянных значений измеряемых величин, то ее называютстатической $СТ)если же используется отношение малых приращенийэтих величин, то чувствительность называют дифференциальной вд.Чувствительность зависит от спектрального состава облучающего света. Чувствительность прибора к немонохроматическомуизлучению называют интегральной «ИНТ, а к монохроматическомуизлучению — монохроматическойДля фоторезисторов в качестве параметра используют величину удельной интегральной чувствительности, мА/(В •лм), к световому потоку:Я ф И Н Т .
УД =•(14-18)1 Для фотоэлектрических приборов, на выходе которы х измеряетсянапряж ение фотосигнала, и сп ол ьзу ю т понятие вольтовой чувствительностиЧувствительность называют удельной, так к а к — это отношение интегральной чувствительности s<&,гат к одному во л ьту приложенного напряж ения. Д ля промышленных фоторезисторов вел и чина 5Ф ицт. Уд колеблется в ш ироких пределах: от д есяты х долейдо сотен единиц мА/(В-лм).
И змеряю т удельную интегральнуючувствительность при освещенности Е = 200 л к.Темповое сопротивление R T определяет электрическое сопротивление фоторезистора при Ф = 0 . Его значение л егко определить по ctg у — угл а наклона вольт-амперной темновой х а р а к теристики прибора (рис. 14-3, а).
Сопротивление /?т и зм ер яетсяединицами и даж е десятками мегаом.Граничная частота. Этот п ар ам етр ' определяет ч асто ту /грсинусоидального сигнала, модулирую щ его световой п оток, прикоторой чувствительность прибора падает в У 2 раз по сравнениюс чувствительностью при см о дул и р о ван н о м потоке. Д л я больш инства фоторезисторов частота /гр г » 103—104 Гц.Пороговый поток — один из важнейш их параметров фотоприемников, в том числе и фоторезистора, работающего в реж имеобнаруж ения слабых световых сигналов.
Пороговым потоком Ф Пназывают среднеквадратичное значение действующего на фотоприемник синусоидально-модулировапного потока и злучени я с зад ан ным спектральным распределением, при котором ср едн еквад р атичное значение напряжения или тока на выходе фотоприемникаравно среднеквадратичному значению напряж ения или то ка ш умовв заданной полосе.Иначе говоря, пороговый поток — это то минимальное значение потока, облучающего фотоприемник, которое еще м ож ет бытьобнаружено па фоне собственных ш умов этого прибора.Пороговый поток, отнесенный к полосе частот в один герц н азывают пороговым потоком в еди ни чн ой полосе част от Ф щ . В еличину Фи = Ф п\.1$, где s — площ адь фотоприемника, назы ваю тудельным пороговым потоком.
В качестве п арам етра фотоприемников чаще используют величину D — 1/ФП, назы ваем уюобнаруж ит ельной способностью, или ж е величину удел ьн ой обнаруж ит ел ьной способности D* = |/Фп- Параметр D* имеет р азмерность В т-1 -см -Г ц 1'2.Температурный коэффициент фототока. К а к и у большинства полупроводниковых приборов, характеристики и п арам етрыфоторезисторов существенно зави сят от температуры . Э ту зави симость принято оценивать с помощью температурного коэффициента фототокаТдТ<J>=COIHt(14-19)Коэффициент ат « — 10_3 ч- — 10~4° С.Р абочий режим фоторезистора, при котором не н аблю даетсянеобратимых изменений его параметров в течение всего ср о каслуж бы , регламентируется рабочим напряжением (от 2 до 100 Вд л я разны х типов приборов) и значением максимально допустимой мощности рассеяния (десятки милливатт).Параметры фоторезисторов различных типов.
В режиме формир о ван и я электрических сигналов при облучении фоторезисторовлучисты м потоком применяю тся фоторезисторы из сульфида кадм и я , селенида кадм и я, сульф ида и селенида свинца. Спектральныехарактери сти ки этих приборов показаны на рис. 14-4. Фоторезисторы из сульфида кад м и я отличаются высоким рабочим напряж ением (до 400 В), значительными максимальными токами (неско л ько миллиампер) и очень высокой интегральной чувствительностью, достигающей н ескольких ампер на один люмен. Темновоесопротивление этих приборов велико:= 107 ч- 1010 Ом.Селенистокадмиевые фоторезисторы такж е отличаются высокойинтегральной чувствительностью (15—20 А/лм) и высоким темновы м сопротивлением (Я т5 -10е Ом), но допускают менее высокиерабочие напряж ения и токи.Приборы из соединений свинца чувствительны к излучениямв инфракрасной области сп ектр а. При охлаждении спектральнаяхар актер и сти ка этих приборов сдвигается в область более длинныхволн.
Поэтому эти фоторезисторы используются к а к при комнатной температуре, так и со специальными устройствами для ихо хлаж ден и я до температуры жидкого азота (77 К ). И нтегральнаячувствительность этих приборов в инфракрасной области достига е т 2 мА/Вт.В качестве фотоприменпков в инфракрасном диапазоне применяю тся фоторезисторы на основе германия с прпмесями из золота,ц и н ка, сурьм ы и т.
д ., охлаж даем ы е до температуры жидкого азота.С п ектрал ьн ая характери сти ка их соответствует примесной фотопроводимости. У дельн ая обнаружительная способность Б * == (1 - 4) Ю10 Вт-1 - см -Гц1/а.14-5. ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТОпределение. Фопгогалъванически.ч эффектом называю т явлениевозникновения э. д. с. на заж и м ах прибора, содержащего электрический переход, при воздействии на него электромагнитного из^луч ен и я.Соответственно фотогальваническими называют приборы, принцип действия которых осноран на электрических явлени ях в электронно-дырочном переходе, протекающих под действием световогопотока. Ф отогальванпческие приборы сл уж ат преобразователямиэнергии светового потока в электрическую энергию. К этой группеприборов относят полупроводниковые фотоэлементы, а такж ефотодиоды, фот отранзист оры и фототиристоры (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
