ФОТОРЕЗИСТОР

ФОТОРЕЗИСТОР, фотосопротивление - двухэлектродный полупроводниковый фотоэлемент, который изменяет свою электрическую проводимость в зависимости от ин-тенсивности и спектрального состава падающих на него лучей. Он применяется как детектор излучений в системах автоматического регулирования, фототелеграфии и т.д. Поглощение лучистой энергии полупроводником, из которого состоит фоторезистор, вызывает ионизацию атомов и увеличение числа свободных носителей заряда электронов и дырок, что вызывает уменьшение его сопротивления. Фоторезистор представляет собой (рис. 1 а) стеклянную пластинку 1, на которую путем испарения в вакууме нанесен тонкий слой полупроводника 2, а по краям расположены два металлических электрода 3. Полупроводниковый слой по-крывается прозрачным лаком для защиты от влаги. Пластину помещают в корпус с двумя выводами. Условное обозначение и схема соединения фоторезистора показаны на рис. 1 в. В качестве полупроводников применяют сернистый свинец (резистор типа ФСА), селенид кадмия (ФСД), сернистый кадмий (ФСК). Первый применяется в инфракрасной, а остальные в видимой областях света. Через неосвещенный фоторезистор проходит малый ток (темновой), чему соответствует темновое сопротивление, которое для различных типов резисторов лежит в пределах от сотен килоом до нескольких мегом. При освещении фоторезистора через него идет световой ток. Разность между темновым и световым токами называется фототоком (Iф = Iсв - Iт). Фоторезистор имеет одинаковое сопротивление в обоих направлениях и может работать только от внешнего источника ЭДС. Характеристиками являются интегральная чувствительность

S = Iф/Ф (1)

или удельная

So = S/U = Iф/ФU (2).

Удельная чувствительность порядка 2500...5000 мкА/лм В. Зависмость Iф = f(U) при Ф = const называется вольтамперной характеристикой фоторезистора (рис. 1 б). Фоторезисторы обладают значительной инерционностью и сильной зависимостью от температуры. В полупроводниковых фотоэлементах под действием падающего света возникает фотоэдс. Работа фотоэлемента с запирающим слоем (вентильного) основана на использовании запирающего слоя между полупроводниками с различной проводимостью (р и n). Поглощение лучистой энергии при освещении поверхности фотоэлемента вблизи р-n-перехода вызывает ионизацию атомов кристалла и образование новых пар свободных носителей зарядов. Образующие электроны под действием электрического поля р-n-перехода (Епер ) уходят в слой n, дырки - в слой р. Это приводит к избытку дырок в слое р и электронов в слое n. Возникающая фотоэдс между слоями р и n вызывает ток I во внешней цепи от электрода р к n. Величина этого тока зависит от количества электронов и дырок, а следовательно, и от светового потока.
Схема устройства германиевого фотоэлемента с запирающим слоем показана на рис. 2. Он состоит из пластинки германия 1 с n-проводимбстью, в которую вплавлен индий 2. В процессе изготовления в пластинке германия, расположенной над индием, образуется область с р-проводимостью. На границе индия с германием и создается р-n-переход. Слой германия, расположенный над индием, настолько тонок, что световые лучи свободно проникают в зону р-n-перехода. Корпус фотоэлемента выполнен из органического стекла и залит изолирующим копаундом 3, через который проходят выводы фотоэлемента.
Посмотреть рисунок
Кремниевый фотоэлемент (рис. 3) состоит из пластины кремния с примесью, имеющей n-проводимость. На поверхность пластины путем диффузии в вакууме вводят примесь бора, образуя слой с р-проводимостью толщиной около 2 мкм. Фотоэлементы с запирающим слоем имеют высокую чувствительность (до 10 мА/лм). Батареи кремниевых фотоэлементов называют солнечными. Их применяют для непосредственного преобразования солнечной энергии в электрическую. Их КПД составляет около 11%. Преимуществами полупроводниковых элементов являются экономичность (они не требуют источника внешнего тока) и долговечность.
Словарь Бензаря






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.