Основные параметры вентильных фотоэлементов

I_Ф, мА _{1 100}

15 Ом ^{80 1 3}

0,4 ₂ 100 _{60 2}

1000 ₄₀

0,2 ₂₀ ⁴

0 0

20 40 60 Ф ,лм 0,4 0,6 0,8 1 l ,мкм

Рис.4.Световые характеристики Рис.5.Спектральные характеристики

кремниевых ФД при различных вентильных ФЭ:

значениях сопротивления 1- меднозакисная; 2 - селеновая;

нагрузки: 3-сернисто-серебрянная;

1 - U холостого хода; 4-характеристика глаза.

2 - ток.

Основными параметрами вентильных ФЭ являются : интегральная и спектральная чувствительности, фото ЭДС и внутреннее сопротивление.

Световые характеристики вентильных ФЭ – называют зависимость напряжения холостого хода и тока короткого замыкания от светового потока рис.4.

Спектральные характеристики некоторых вентильных ФЭ приведены на рис.5. Из рис.5. видно, что наиболее близка к характеристике глаза характеристика селенового ФЭ. Поэтому селеновые ФЭ используют для измерения освещённости.

Рис. 6. Схема включения ФД с внешним источником питания

При отсутствии освещения в цепи ФД протекает небольшой (обратный) темновой ток который представляет собой обратный ток диода. Если ПП осветить, то под действием световой энергии из ковалентных связей вырываются электроны, которые становятся свободными носителями заряда. И тогда в дополнение к тепловым носителям добавятся пары зарядов электрон-дырка, возникающие вследствие воздействия света на ПП. Через ФД и нагрузку R_н будет протекать дополнительный фототок. Чем больше световой поток, облучающий ФД, тем больше фототок. Если изменять световой поток, то соответственно будет изменяться и ток фотодиода. И тогда напряжение на нагрузке будет повторять изменение фототока т.е. светового потока.

Основные параметры ФД: темновой ток, рабочее напряжение, начальное статическое сопротивление, динамическое сопротивление, уровень шумов.

Основными характеристиками ФД являются ВАХ, световая и спектральная характеристики.

I_Д I_Д

-U +U

^{Ф=0 0}

^Ф1

^Ф2

^Ф3

0 ф 0 0,4 0,8 l, мкм

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

4 ВАХ – характерной особенностью рабочей областью ВАХ является практически полная независимость тока ФД от приложенного напряжения. Такой режим наступает при обратных напряжениях на диоде порядка 1 В (а).

4 Световая характеристика ФД в широком диапазоне изменений светового потока является линейной (б).

4 Спектральные характеристики зависят от используемых в ФД материалов (в) т.е. ФД так же как и ФЭ, обладают избирательной чувствительностью.

Промышленность выпускает ФД на основе Ge и Si. Новыми типами материалов для ФД являются серно-таллиевые и сернисто-серебрянные, перспективными – селен и мышьяковистый галлий, которые дешевле кремниевых и имеют более высокий КПД.

Основное достоинство фотодиодного режима перед фото генераторным- очень высокая интегральная чувствительность до 30000 мкА/лм.