Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Фотоэлектронные приборы: фоторезисторы, фото и светодиоды

Читайте также:
  1. Светодиоды.

Фотоэлектронные (ФЭ) –это приборы, преобразующие энергию света (оптического излучения) в электрическую. В основном используются ультрафиолетовое ( ), видимое ( ) и инфракрасное ( ) излучения.

Работа ФЭ основана на внутреннем и внешнем фотоэффектах. Внутренний фотоэффект заключается в том, что энергия света разрывает ковалентные связи атомов с электронами и они, освобождаясь, переходят из валентной зоны в зону проводимости, обусловливая электропроводимость. При этом, согласно теории Эйнштейна, энергия фотонов света Wф должна превышать ширину запрещенной зоны полупроводника, в связи с чем фотоэффект возможен при длине волны , меньшей некоторого граничного значения λгр, называемого «красной границей:

λф < λгр= с / f = h с / ΔWзз ≈ 1,23/ ΔWзз (мкм)

с – скорость света ( ) в вакууме; – постоянная Планка; – ширина запрещенной зоны, ограниченная дном ЗП (Wc) и потолком ВЗ (Wv) в электрон-вольтах (эВ).

На основе внутреннего фотоэффекта разработано большое количество полупроводниковых ФЭ приборов: фоторезисторы, фотодиоды, фото-транзисторы, светодиоды, фототиристоры, оптроны, фотоемкости, фотоваристоры и т. д.

Внешний фотоэффект также широко используется в других фотоэлектронных приборах, относящихся к группе фотоэмиссионных, например, в вакуумных фотоумножителях, телевизионных трубках (супериконоскоп, суперортикон ) и др. Этот эффект заключается в том, что энергия фотона расходуется на преодоление работы выхода из вещества и приобретение электроном кинетической энергии .

Фоторезисторы

Фоторезистор – это ФЭ прибор, в котором в результате внутреннего фото- эффекта при его освещении светом возрастает электропроводность.

Внешний вид, обозначение и схема включения фоторезистора

Конструктивно - это тонкая пластинка или пленка из полупроводниковых сернистых или селенистых соединений кадмия, висмута или свинца 1 с двумя токопроводящими контактами 2, и укрепленная на несущей изоляционной подложке 3. Для защиты от влаги поверхность полупроводника покрывают прозрачным лаком, а саму пластинку помещают в пластмассовый корпус с окном для проникновения света. Он включается в любой полярности ЭДС.

Его фототок равен разности тока Iс при освещении и темнового тока Im (без освещения):

;

При освещении в зависимости от светового потока уменьшение сопротивления достигается в 500–1000 раз в диапазоне частот от 10Гц до 10кГц. Основное применение фоторезисторов – в качестве датчиков освещённости в измерительных и информационных устройствах автоматики [12].

Фотодиоды

Фотодиод (ФД) – это П-П диод, в котором в результате внутреннего фото-эффекта при воздействии света в p-nпереходе возникает односторонняя фото-проводимость. Конструктивно - это кристалл с p-n переходом, перпендикуляр-но плоскости которого направлен световой поток.



У него два режима работы: фотогенераторный (или, в различных источ-никах – запирающий, фотогальванический, фотовольтаический, вентильный) – без внешнего источника питания, и фотодиодный (иногда фотопреобразо-вательный) – с внешним источником.

В первом случае фотодиод используется как фотоэлемент, генерирующий под действием света электрическую энергию (фото-ЭДС в солнечных батареях) , а во втором – в разнообразных фотодатчиках устройств автоматики.

Структура и схема включения ФД в ф-генераторном (а) и фотодиодном (б) режимах


Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 476 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Приборы без Р-N перехода : термо, тензо и магниторезисторы, варисторы , датчики Холла. | Стабилитроны, варикапы, туннельные диоды и тиристоры | Типовая схема включения варикапа в колебательный контур | Приборы без Р-N перехода : термо, тензо и магниторезис-торы, варисторы , датчики Холла. | Полупроводниковый элемент; 2 – электрод; 3 – вывод; 4 – защитное покрытие |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Обозначение и вид динистора Вид тиристора| Квадрант IV его ВАХ – фотогенераторный, а квадрант III - фотодиодный

mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.005 сек.)