Контрольні запитання
1. Поясніть будову, принцип дії та особливості і назвіть області застосування біполярних транзисторів?
2. На які групи поділяються транзистори?
3. Які три схеми включення біполярних транзисторів розрізнюють в залежності від того, який електрод є загальним для вхідних та вихідних кіл?
4. Що таке вхідні та вихідні характеристики біполярних транзисторів?
5. Які бувають коефіцієнти підсилення?
Бібліографічний список
[З. С. 213...216; 6. С. 232...239; 8. С. 28...343].
Лабораторна робота №16 дослідження фоторезистора
МЕТА РОБОТИ
1. Вивчити будову, принцип дії, основні властивості та області застосування фоторезисторів.
2. Провести експериментальні дослідження основних параметрів фоторезистора, побудувати вольтамперні характеристики.
ОБЛАДНАННЯ
1. Джерело – змінного струму на 220 В -1 шт.
2. Електролампи на 220 В 25 Вт -3 шт.
3.
Вимикачі
-2 шт.
4. Джерело постійного струму на 30 В -1 шт.
5. Вольтметр постійного струму на 30 В -1 шт.
6. Міліамперметр постійного струму на 10 мA (РмА) -1 шт.
7.
Фоторезистор типу ФР-765
- 1шт.
8. Комплект з'єднувальних проводів - 1шт.
Короткі теоретичні дані
Згідно ГОСТ 22622-77 фоторезистивиий ефект - зміна електричного опору напівпровідника, яка обумовлена винятково дією оптичного випромінювання та не зв'язана з його нагрівом.
Згідно ГОСТ 22622-77 фотопровідність - електропровідність напівпровідника, яка обумовлена фоторезистивним ефектом.
До
оптичного випромінювання відносять
ультрафіолетове, видиме та інфрачервоне
з довжиною хвилі від десятків нанометрів
до десятих долей міліметра.
Видиме випромінювання знаходиться у діапазоні довжин хвиль 0,38...0,76 мкм.
Робота фотоелектричних приладів заснована на фотоелектричних явищах (фотоефектах). Розрізнюють два виду фотоефекту: внутрішній та зовнішній.
Внутрішній фотоефект - збудження електронів речовин, тобто перехід їх на більш високий енергетичний рівень під впливом випромінювання, завдяки чому змінюється концентрація вільних носіїв зарядів, а значить, і електричні властивості речовини. У металах внутрішній фотоефект є відсутнім. Він є тільки у напівпровідників. Його використовують у фоторезисторах, фотодіодах, фототраизисторах та інших напівпровідникових фотоелектричних приладах.
Зовнішній фотоефект - фотоелектронна емісія, тобто вихід електронів за межі поверхні речовини під дією випромінювання. Фотоелектронна емісія у більший або менший мірі може відбуватися у будь-який речовині. Зовнішній фотоефект використовують у вакуумних та газорозрядних фотоелементах а також у фотоелектронних помножувачах.
В залежності від способу передачі додаткової енергії електронам розрізняють:
- термоелектронну емісію, при якій додаткова енергія передається в результаті нагрівання металевого або напівпровідникового електрода - катода;
- фотоелектронну емісію, при якій на поверхню катода діє електромагнітне випромінювання.
Фоторезистор складається із пластини або плівки напівпровід-никового матеріалу, який закріплений на основі із непровідного мате-ріалу - скла, кераміки або кварцу.
Світловий потік попадає крізь спеціальний отвір (вікно) на фото-активний матеріал, який знаходиться у корпусі фоторезистора. В якості електродів використовують метали, які не піддаються корозії (золото, платина та ін.) та утворюють хороший контакт з напівпро-відником. Для захисту від зовнішніх впливів поверхню фотоактивного матеріалу покривають шаром прозорого лаку.
При підключенні неосвітленого фоторезистора до джерела живлення по колу тече темновий струм ІТ, який зумовлений наявністю в неосвітленому напівпровіднику деякої кількості вільних носіїв заряду.
При освітленні фоторезистора струм у колі І значно зростає за рахунок збільшення концентрації вільних носіїв заряду.
Світловий
струм
або фотострум
- різниця струмів при наявності та
відсутності освітлення:
.
Вольтамперні характеристики більшості фоторезисторів лінійні, але у деяких випадках при збільшенні напруги лінійність порушу-ється.
Фотострум також залежить від спектрального складу світлового потоку.
Фоторезистори мають значну інерцію, яка зумовлена часом генерації та рекомбінації електронів та дірок, що відбувається при зміні освітленості фоторезистора. Чутливість деяких типів фоторезисторів значно зменшується при частотах модуляції світлового потоку біля 1 кГц.
Фоторезистори з селенистого свинцю менш інерційні і можуть діяти на частотах до 10 кГц.
Значення параметрів фоторезисторів, як і будь-яких напівпро-відникових приладів, істотно залежать від температури.
Переваги фоторезисторів:
1) висока чутливість;
2) можливість використання у інфрачервоній області спектру випромінювання;
3) малі габарити;
4) робота як на постійному, так і на змінному струмах.