9. Световой луч и его свойства

Свет - это электромагнитная волна, сочетание изменяющихся во времени электрического и магнитного полей, распространяющихся в пространстве. В вакууме скорость света (с) составляет 310⁸ м/с. Между длиной волны, световой частотой (частота электромагнитных колебаний) и скоростью света существует соотношение с = , где  - частота электромагнитных колебаний в волне,  - длина волны. В среде, отличной от вакуума, скорость света меньше, чем в вакууме, и определяется соотношением  = с/n = , где n - показатель преломления среды.

9.1. Электромагнитный спектр

Электромагнитный спектр содержит различные области видимого и невидимого света, причем каждая область спектра имеет деление на зоны: ближняя, дальняя, мягкая, жесткая и др. Видимая человеческим глазом область спектра занимает узкий диапазон: 400 нм - фиолетовый, 780 нм - красный. На рис.31 изображен участок электромагнитного спектра вблизи видимого диапазона.

Рис.5. Участок электромагнитного спектра вблизи видимого диапазона (заштрихованная область ограничивает диапазон световых источников).

Класификация полупроводниковых элементов.

Основные группы:

1. Полупроводниковые резисторы;

2. Полупроводниковые диоды;

3. Биполярные транзисторы;

4. Полевые транзисторы;

5. Однопереходные транзисторы;

6. Тиристоры

1. Полупроводниковые резисторы;

А) линейные резисторы;

Б) варисторы;

В) тензорезисторы;

Г) терморезисторы;

Д) фоторезисторы;

А) Линейные резисторы

П олупроводниковый линейный резистор выполняется из однородного полупроводника чаще всего из n-типа с малой концентрацией примеси. Используется при изготовлении интегральных микросхем.

V – полупроводниковый

R - резистор, с увеличением t⁰ проводимость растёт.

Чаще линейные резисторы используют в БИС – больших интегральных схемах.

Б) Варистор - полупроводниковый резистор используют для защиты цепей от перенапряжений, имеет симметричную ВАХ. Варистор включается в цепь параллельно. Материал- карбид кремния, смешанный с глиной.

В ) Тензорезистор — применяется для измерения механических деформаций и значение его сопротивления зависит от механического взаимодействия на n или p структуру проводника. Существует два типа тензорезисторов n-типа и p-типа L=l/l S=R/R

г) Терморезисторы — изготавливают из материала

R которого резко зависит от температуры.

Существует два типа терморезисторов:

1. Позистор R с  t⁰

2. Термистор R c  t⁰

И спользуются в качестве защиты от перегрева.

Данная схема представляет собой дифференциальный усилитель, собранный на двух каскадах.

П ервый каскад на транзисторах VT1, VT2 – симметричный дифференциальный усилитель; его нагрузкой являются резисторы R1 и R2. Дифференциальным сигналом является противофазный сигнал. Противофазный сигнал вызывает разнополярное приращение тока в VT1 и в VT2. В результате через VT3 протекает строго стабильный ток, равный сумме коллекторных токов через VT1, VT2. Поэтому VT3 называют генератором стабильного тока.

В торой каскад дифференциального усилителя на транзисторах VT4, VT5 является несимметричным. Для того, чтобы дифференциальный выход первого каскада объединить на единую нагрузку, VT4 включают по схеме эмиттерного повторителя, нагрузкой является R6, а VT5 – по схеме с общим эмиттером, нагрузка – R5.

При увеличении температуры ток в полупроводнике увеличивается, т.к. энергия электронов становится достаточной для преодоления запрещенной зоны. С ростом температуры вероятность преодоления электроном запрещенной зоны увеличивается, следовательно, увеличивается число электронов в зоне проводимости. В результате ток через транзистор, включенный по диодной схеме, увеличивается, что вызывает увеличение падения напряжения на сопротивлениях R6 и R7 согласно закону Ома, и, соответственно, повышается отрицательное напряжение на базе VT3. В результате ток черех VT3 уменьшается, тем самым компенсируется влияние температуры на ток в полупроводниках.