Фоторезисторы.

Лекция

ТЕМА: Полупроводниковые фотоприёмники

Общие сведения

Фотопроводимость – проводимость полупроводников обусловленная его освещением.

В практике используется собственная фотопроводимость. Примесная фотопроводимость проявляется значительно слабее, чем собственная, и практически не используется.

Для получения свободных электронов внутри полупроводника требуется меньшая энергия , чем выбивания из катода электронов. Поэтому чувствительность полупроводниковых фотоприёмников больше чувствительности вакуумных и газонаполненных фотоэлементов.

Фоторезисторы.

Фоторезистор (ФР) – это полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется (уменьшается) под действием светового потока.

Принцип действия ФР основан на использовании явления внутреннего фотоэффекта.

ФР в РЭУ применяется в качестве светочувствительного датчика, реагирующего на изменение светового потока.

Устройство ФР схематически можно представить следующим образом.

Ф

3 3

2

- +

Е

Рис.1.Устройство фоторезистора.

1.-подложка; 2-светочувствительный полупроводник; 3-электроды.

На пластину из диэлектрика (1) наносят слой светочувствительного полупроводника (2) материалом для изготовления фоторезистора являются сернистые и селенистые соединения кадмия и свинца. По краям фоточувствительного слоя устанавливают металлические электроды (3). Затем пластину покрывают защитным прозрачным слоем и помещают в пластмассовый корпус с прозрачным окошком.

ФР имеет одинаковую проводимость в обоих направлениях и включается последовательно с источником питания (полярность источника не играет роли).

При отсутствии освещения (темновое сопротивление R_Т =10⁴ – 10⁷ Ом), ФР имеет постоянное сопротивление, и через него протекает очень малый темновой ток I_Т. При освещении ФР его сопротивление падает и ток, протекающий через ФР будет менятся пропорционально интенсивности светового потока.

Основными параметрами являются: интегральная и спектральная чувствительности, темновое сопротивление R_Т, отношение темнового сопротивления к световому, световой ток I_СВ, фототок I_Ф= I_СВ- I_Т, рабочее напряжение U и мощность рассеяния.

Интегральная чувствительность ФР – называется отношение разности токов при освещении I_СВ и темнового I_Т к световому потоку Ф, падающему на ФР.

Основными характеристиками ФР являются: ВАХ, световая, спектральная и инерционная.

I_Ф Ф₂ I_Ф S_l

Ф₁ U=const

Ф₀

0 U 0 Ф 0 550 l

I_Ф=f(U)|_Ф=const I_Ф=f(Ф)|_U=const S_l=f(l)|_Ф,U=const

а)ВАХ б)световая хар-ка. в)спектральная хар-ка.

Инерционная (частотная) характеристика – это зависимость I_Ф от частоты изменения светового потока I_Ф=f(f)|_Ф,U=const