Фоторезисторы. Справочные данные

Фоторезисторы. Справочные данные

Полупроводниковые фотоэлементы - фоторезисторы обладают свойством менять свое активное сопротивление под действием падающего на них света. Фоторезисторы имеют высокую чувствительность к излучению в самом широком диапазоне - от инфракрасной до рентгеновской области спектра, причем сопротивление их может меняться на несколько порядков. Фоторезисторам присущи высокая стабильность во времени, они имеют небольшие габариты и выпускаются на различные номиналы сопротивлений. Наибольшее распространение получили фоторезпсторы, изготовленные из сернистого свинца, сернистого кадмия, селенистого кадмия. Название типа фоторезисторов слагается из букв и цифр, причем в старых обозначениях буквы А, К, Д обозначали тип использованного светочувствительного материала, в новом же обозначении эти буквы заменены цифрами. Буква, стоящая за дефисом, при старом обозначении, характеризовала конструктивное исполнение (Г-герметизированные, П-пленочные). В новой маркировке эти буквы также заменены цифрами. В табл. 1 приведены наименования наиболее распространенных обозначений фоторезисторов.

Таблица 1. ТИПОВЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ФОТОРЕЗИСТОРОВ

Вид фоторезисторов

Старое обозначение

Новое обозначение

Сернисто-свинцовые

ФСА-0, ФСА-1, ФСА-6, ФСА-Г1, ФСА-Г2

Сернисто-кадмиевые

ФСК-0, 1, 2, 4, 5, 6, 7, ФСК-Г1, ФСК-Г2, ФС'Р;-Г7, ФСК-П1

СФ2-1, 2, 4, 9, 12

Селенисто-кадмиевые

ФСД-0, ФСД-1, ФСД-Г1

СФ3-1, 8

Светочувствительный элемент в некоторых типах фоторезисторов выполнен в виде круглой или прямоугольной таблетки, спрессованной из порошкообразного сульфида или селенида кадмия, в других он представляет собой тонкий слой полупроводника, нанесенного на стеклянное основание. В том и другом случае с полупроводниковым материалом соединены два металлических вывода. Схематично устройство фоторезистора и его включение показано на рис1..


Рис.1

В зависимости от назначения фоторезисторы имеют совершенно различное конструктивное оформление. Иногда это просто пластина полупроводника на стеклянном основании с токонесущими выводами, в других случаях фоторезистор имеет пластмассовый корпус с жесткими штырьками. Среди таких фоторезисторов следует особо отметить ФСК-6, приспособленный для работы от отраженного света, для чего его корпус имеет в центре отверстие для прохождения света к отражающей поверхности. Выпускаются фоторезисторы в металлическом корпусе с цоколем, напоминающим ламповый, или в корпусе, как у герметизированных конденсаторов пли транзисторов.

Малогабаритные пленочные фоторезисторы выпускаются в пластмассовых и металлических корпусах с влагозащитным покрытием светочувствительного элемента прозрачными эпоксидными смолами. Внешний вид и размеры наиболее распространенных типов фоторезисторов показаны на рис.2.


Puc.2

Фоторезисторы характеризуются следующими параметрами (см. табл. 2): - темновым сопротивлением Rт- активным сопротивлением при полном отсутствии освещения.

Таблица 2. ПАРАМЕТРЫ ФОТОРЕЗИСТОРОВ

Тип ФР

Uраб, В

Rт, ом.

Iт, мка

Iсв, мка

dI=Iсв-Iт, мка

Rт/Rсв

Удельная чувств.,
мка/лм-в

Интегральная чувствительн., а/лм

Мощность рассеяния, Вт

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ФСА-0

4-100

40*103-106

-

-

-

1,2

500

-

0,01

ФСА-1

4-100

40*103-106

-

-

-

1,2

500

-

0,01

ФСА-Г1

4-40

47*103-470*103

-

-

-

1,2

500

-

0,01

ФСА-Г2

4-40

40*103-106

-

-

-

1,2

500

-

0,01

ФСА-6

5-30

50-300*103

-

-

-

1,2

500

-

0,01

ФСК-0

50

5*106

10

2000

1990

200

7000

1,4

0,125

ФСК-1

50

5*106

10

2000

1990

200

7000

1,4

0,125

ФСК-2

100

10*106

10

800

790

80

1500

-

0,125

ФСК-4

50

5*106

10

2000

1990

200

7000

1,4

0,125

ФСК-5

50

5*106

10

1000

1990

100

6000

1,2

0,05

ФСК-6

50

3,3*106

15

2000

1885

-

9000

1,8

0,2

ФСК-7а

50

106

50

350

300

-

1500

-

0,35

ФСК-7б

50

105

50

800

750

-

6000

1,2

0,35

ФСК-Г7

50

5*106

10

2000

1990

200

3500

0,7

0,35

ФСК-Г1

50

5*106

10

1500

1490

150

6000

1,2

0,12

ФСК-Г2

50

5*106

10

4000

3990

400

12000

2,4

0,2

ФСК-П1

100

1010

0,01

1000-2000

1000-2000

-

4000

-

0,1

СФ2-1

15

30*106

0,5

1000

1000

2000

400000

-

0,01

СФ2-2

2(10)

4*106

0,5

1500

1500

3000

75000

-

0,05

СФ2-4

15

-

1,0

>750

-

-

-

-

0,01

СФ2-9

25

>3,3*106

-

240-900

-

-

-

-

0,125

СФ2-12

15

>15*106

-

200-1200

-

-

-

-

0,01

ФСД-0

20

20*108

1

2000

2000

2000

40000

-

0,05

ФСД-1

20

20*106

1

2000

2000

2000

40000

-

0,05

ФСД-Г1

20

20*106

1

2000

2000

2000

40000

-

0,05

СФ3-1

15

15*108

0.01

1500

1500

150000

600000

-

0,01

СФ3-8

25

-

<1

750

-

-

-

-

0,025

В таблице приведены средние значения, определенные (кроме Iт) при освещенности 200 лк.

У некоторых типов фоторезисторов темновое сопротивление может иметь значительный разброс; - кратностью изменения сопротивления Rт/Rсв, параметром, показывающим отношение темнового сопротивления к сопротивлению при освещенном состоянии. Это один из важнейших параметров, характеризующий чувствительность фоторезистора. С увеличением освещенности кратность возрастает по линейному закону, с уменьшением - снижается. Наименьшей чувствительностью обладают сернисто-свинцовые фоторезисторы, у которых кратность при освещенности 200 лк не ниже 1,2. У остальных типов фоторезисторов чувствительность значительно выше; - рабочим напряжением, под которым понимается напряжение, гарантирующее продолжительную работу фоторезистора. При работе в импульсном режиме у сернисто-кадмиевых и селенисто-кадмиевых фоторезисторов допустимое напряжение может в 2-3 раза превышать рабочее. У сернисто-свинцовых фоторезисторов рабочее напряжение можно принять равным 0,1 Rт, где Rт в килоомах; - допустимой мощностью рассеяния, позволяющей длительную эксплуатацию фоторезистора при +20° С в окружающей среде без опасности появления необратимых изменений в светочувствительном слое; - спектральными характеристиками, показывающими, в какой части спектра фоторезистор имеет наибольшую чувствительность. Примерные спектральные характеристики показаны рис.3.


Рис.3

Как видно из этих характеристик, фоторезисторы с сернисто-кадмиевым светочувствительным элементом имеют максимальную чувствительность в видимой части спектра, фоторезисторы, выполненные на основе селенистого кадмия, наиболее чувствительны к красной и инфракрасной части спектра, а сернисто-свинцовые фоторезисторы имеют максимум чувствительности в инфракрасной, области спектра. Важным параметром фоторезисторов является удельная чувствительность, которая рассчитывается по формуле:

где: DI - фототок, мка; L - освещенность, лк; S - размер светочувствительной площадки, см2; U - напряжение, приложенное к фоторезистору, B. Если величину чувствительности умножить на рабочее напряжение, то получится интегральная чувствительность. Кроме этого, свойства фоторезисторов характеризуются вольт-амперными характеристиками, которые показывают зависимость тока через фоторезистор от приложенного к нему напряжения (см. рис. 4, а). Эта характеристика линейна в довольно широких пределах. Для некоторых типов фоторезпсторов при напряжениях меньше рабочего наблюдается нелинейность (рис. 4, б).


Рис.4

Фоторезисторы обладают инерционностью, судить о которой можно по частотной характеристике, приведенной на рис. 5. Эта характеристика выражает зависимость между величиной фототока и частотой модуляции светового потока, падающего на фоторезистор. Как видно из характеристики, величина сигнала, снимаемого с фоторезистора, уменьшается с увеличением частоты модуляции светового потока.


Рис. 5

Чувствительность фоторезисторов меняется (уменьшается) в первые 50 часов работы, оставаясь в дальнейшем практически постоянной в течение всего срока службы, измеряемого несколькими тысячами часов. Интервал рабочих температур для сернисто-кадмиевых фоторезисторов составляет от -60 до +85°С для селенисто-кадмиевых - от -60 до +40°С и для сернисто-свинцовых - от -60 до +70°С.

Основной областью применения фоторезисторов является автоматика, где они в некоторых случаях с успехом заменяют вакуумные и газонаполненные фотоэлементы. Обладая повышенной допустимой мощностью рассеивания по сравнению с некоторыми типами фотоэлементов, фоторезисторы позволяют создавать простые и надежные фотореле без усилителей тока. Такие фотореле незаменимы в устройствах для телеуправления, контроля и регулирования, в автоматах для разбраковки, при сортировке и счете готовой продукции, для контроля качества и готовности самых различных деталей. Широко используются фоторезисторы в полиграфической промышленности при обнаружении обрывов бумажной ленты, контроле за количеством листов, подаваемых в печатную машину. В измерительной технике фоторезисторы применяются для измерения высоких температур, для регулировки температуры в различных технологических процессах. Контроль уровня жидкости и сыпучих тел, защита персонала от входа в опасные зоны, контроль за запыленностью и задымленностью самых различных объектов, автоматические выключатели уличного освещения и турникеты в метрополитене - вот далеко не полный перечень областей применения фоторезисторов. Фоторезисторы нашли применение в медицине, сельском хозяйстве и других областях. В настоящее время трудно найти такую отрасль народного хозяйства, где бы они не использовались в целях повышения производительности труда, улучшения качества продукции и облегчения труда человека.

Литература

Радио, N 12 1969 г. с.53

Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru






Рекомендуемый контент




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