Фоторезистор

Ф оторезистор – это однородный полупроводник, спротивление которого зависит от освещенности полупроводникового слоя. С увеличением освещенности за счёт внутреннего фотоэффекта увеличивается кинетическая энергия электронов, тем самым повышается вероятность перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости, увеличивается их число в зоне проводимости и увеличивается проводимость полупроводника. В качестве полупроводящего материала используются оксиды и арсениды галлия, германия и другие, более сложные соединения. Зависимость сопротивления фоторезистора от освещенности представлена на рис. 1. Вольтамперная характеристика (ВАХ) представлена на рис.2. Согласно ей фоторезистор является линейным прибором. Линейность характеристики нарушется лишь при превышении допустимого значения тока, в этих случаях применяют охлаждение, что намного повышает стабильность и чувствительность прибора.

Е ще одной важной характеристикой является спектральная, представляющая собой зависимость чувствительности фоторезистора от длины излучения, падающего на чувствительный слой.

Ширина запрещенной зоны полупровдников примерно лежит в пределах: . Ширина запрещенной зоны определяется типом материала, но , где h – постоянная Планка,  - предельная частота излучения (минимальная частота, способная вывести электрон из запрещенной зоны). Существует критическая длина волны , после которой материал на данное излучение не реагирует – энергии электрона недостаточно для преодоления запрещенной зоны.

Полупроводниковые диоды

Принцип действия диода основан на свойствах p-n-переходов, образуемых в результате полупроводников с различным типом проводимости или контакта полупроводника с металлом (диод Шоттки).

Классификация диодов:

1. Выпрямительные

2. Стабилитроны

3. Туннельные

4. Обращённые

5. Варикапы

6. Фотодиоды

7. Светодиоды

8. Диоды Шоттки

1. Выпрямительные диоды.

Д елятся на:

• точечные

• плоскостные

П лоскостные диоды обладают большей ёмкостью перехода в схеме замещения.

Так как сопротивление емкости обратно пропорционально частоте напряжения согласно формуле

,

то на высоких частотах сопротивление падает практически до нуля, т.е. переход закорачивается, а следовательно, p-n-переход не работает на этих частотах.

Д ля снижения паразитной ёмкости p-n-перехода используют точечные переходы, т.е. снижают площадь контакта, которая достигает в СВЧ-диодах порядка 1 мкм², а граничная частота детектирования – сотен ГГц.

При подаче прямого напряжения (« + » на анод, «  » на катод) на диод до практически 0,3 В ток через диод не протекает. Это напряжение было необходимо для преодоления потенциального барьера контактного перехода. При дальнейшем повышении напряжения ток имеет квадратичную зависимость.

Дальнейшее повышение напряжения может привести к такому росту тока, который превысит максимально допустимое значение, а температура области катода, где происходит рекомбинация электронов и дырок, может превысить максимально допустимое значение. В этом случае происходит необратимый процесс теплового пробоя p-n-перехода.

При подаче обратного напряжения ширина p-n-перехода увеличивается, тем самым ограничивается число инжектируемых электронов из n- в p-область. При достижении U_ПР происходит электрический пробой (процесс обратимый). При дальнейшем повышении напряжения электрический пробой переходит в тепловой (необратимый процесс).