1
К А Ф Е Д Р А
I
разующихся при поглощении одного фотона; т-врем я жиз-
ни неравновесных носителей заряда.
Если время облучения достаточно велико: I > (3.
. ,5)т, -
то концентрация неравновесных носителей заряда дости-
гает своего стационарного значения, причем когда элект-
роны и дырки образуются парами при переходе электро-
нов из валентной зоны в зону проводимости (собственное
поглощение энергии полупроводником), то число нерав-
новесных дырок равно числу неравновесных электронов:
А п ст = А р ст = сф т1 Ч .
у , | ^ примесном поглощении, когда генерируются в ос-
новном носители заряда одного знака, имеет место или
электронная, или дырочная фотопроводимость, причем в
переходных режимах она также изменяется по экспонен-
циальному закону.
Если выключить облучающий поток света, то измене-
ние концентрации неравновесных носителей заряда при
А п « (п
0
+ р0) описывается выражением
А п Д ) = Д п е * .
Явление постепенного изменения эф
при включении и
выключении облучающего потока называют релаксацией
фотопроводимости.
Конструктивно фоторезистор представляет собой пла-
стину полупроводника, на поверхности которой нанесены
электропроводные электроды. Принципиально возможны
две конструкции фоторезисторов: поперечная (рис.
10
а)
и продольная (рис. 106).
В первом случае электрическое поле, прикладываемое
к фоторезистору, и возбуждающий свет действуют во вза-
имно перпендикулярных плоскостях, во втором - в одной
плоскости. Очевидно, что в продольном фоторезисторе
возбуждение осуществляется через электрод, прозрачный
для этого излучения. Поперечный фоторезистор представ-
ляет собой почти омическое сопротивление до частот по-
рядка десятков и сотен МГц. Продольный фоторезистор
из-за конструктивных особенностей имеет значительную
электрическую емкость, которая не позволяет считать фо-
торезистор чисто омическим сопротивлением на частотах
уже в сотни - тысячи Гц.
В качестве исходного материала фоторезистора чаще
всего используются сернистый таллий, селенистый теллур,
сернистый висмут, сернистый свинец, теллуристый сви-
нец, сернистый кадмий и т. д. Условное обозначение фо-
торезистора приведено на рис.
10
в.
О сновны е ха р а кте р и сти ки и парам етры ф о то -
резистора
1. Вольт-амперная характеристика - это зависимость
тока I через фоторезистор от напряжения и, приложенно-
Рис. 12.
Структура фотодиода (а); включение фо-
тодиода совместно с внешним источником (б); вольт-
амперные характеристики при ФЗ>Ф2>Ф1 (в), услов-
ное обозначение (г)
го к его выводам, при различных значениях светового по-'
тока Ф (рис. Юг). Ток при Ф = 0 называется темновым то-
ком 1т, при Ф>0 - общим током 1 ^. Разность этих токов
равна фототоку:
^обш
2. Энергетическая характеристика - это зависимость
фототока (фоторезистора) от светового потока при U =
const (рис. 10д). В области малых Ф она линейная, а при
увеличении Ф рост фототока замедляется из-за возраста-
ния вероятности рекомбинаций носителей заряда через
ловушки и уменьшения их времени жизни. Энергетичес-
кая характеристика иногда называется люкс-амперной.
Тогда по оси абсцисс откладывается не световой поток, а
освещенность Е в люксах.
3. Чувствительность - это отношение входной величи-
ны к выходной. Для фоторезисторов чаще всего исполь-
зуют токовую чувствительность S,, под которой понимают
отношение фототока (или его приращения) к величине, ха-
рактеризующей излучение (или его приращение). При от-
ношении приращений чувствительность называют диффе-
ренциальной.
В зависимости от того, какой величиной характеризу-
ется излучение, различают токовую чувствительность к
световому потоку Ф: Бф
= Г/Ф; токовую чувствительность
к освещенности Е: SE
= 1ф
/Е.
При этом в зависимости от спектрального состава излу-
ченного света чувствительности могут быть либо интеграль-
ными Эинт (при немонохроматическом излучении), либо мо-
нохроматическими S/. (при монохроматическом излучении).
В качестве одного из основных параметров фоторези-
стора используют величину удельной интегральной чув-
ствительности, которая характеризует интегральную чув-
ствительность, когда к фоторезистору приложено напря-
жение 1 В:
= У (Ф Ш
У промышленных фоторезисторов удельная интеграль-
ная чувствительность имеет пределы десятые доли - сот-
ни мА/(В лм) при освещенности Е = 200 лк.
4. Абсолютная Sa
6
c(A) и относительная S(a) спектраль-
ные характеристики - это значения чувствительности в
полосе частот. Абсолютная спектральная характеристика
представляет собой зависимость монохроматической чув-
ствительности, выраженной в абсолютных единицах, от
длины волны регистрируемого потока излучения.
Относительная спектральная характеристика есть
зависимость монохроматической чувствительности от
длины волны, отнесенная к значению максимальной
чувствительности:
S (X ) = S a&( X ) /S i5cm i4( X )
Спектральная характеристика определяется материа-
лом фоторезистора и введенными в него примесями. На
рис. 3.9е показаны спектральные характеристики фото-
резисторов, выполненных на основе материалов:
1
- CdS,
2 - CdSe, 3 - CdTe. Вид спектральной характеристики сви-
детельствует о том, что для фоторезисторов некоторых
типов необходимо тщательно подбирать пару излучатель-
фотоприемник.
5. Граничная частота f - это частота синусоидального
сигнала, модулирующего световой поток, при котором чув-
ствительность фоторезистора уменьшается в V
2
раз по
сравнению с чувствительностью при немодулированном
потоке (frp = 103.
.. 10
5
Гц).
\
*
Радиолюбитель - 10 /2 0 0 4 |
предыдущая страница 9 Радиолюбитель 2004-10 читать онлайн следующая страница 11 Радиолюбитель 2004-10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст